摘要：在煤礦開采掘進工作中，對高強支護技術的應用具有很大的廣泛性。高強支護技術作為現代煤礦開采掘進作業中的一項先進技術手段，不僅提高了煤礦的生產作業效率，也促進了煤礦經濟效益的增長，同時還為保障礦山安全生產、減少礦難事故對礦工人身安全的威脅做出了貢獻。正是由于高強支護技術在煤礦開采掘進中展現出了它有別于傳統支護技術的先進性和優越性，所以近些年來，如何更好地應用高強支護技術為煤礦生產建設服務，一直都是業界熱議的話題。本文中，筆者首先介紹了高強支護技術的概念，然后在此基礎上對高強支護技術在煤礦開采掘進中的應用實例進行了示例分析。

　　關鍵詞：高強支護技術;掘進巷道;應用

　　1高強支護技術概述

　　所謂的“高強支護技術”，主要指的是在煤礦采煤掘進工作中，利用錨桿、鋼絲網、錨索等設備、設施而組裝成的一種巷道支護設備。由于煤礦井下地質結構比較復雜，在采煤掘進中會經常遇到一些底軟、頂軟的煤層，所以出于安全考慮，礦工有時也會把兩種或兩種以上的支護結構聯合起來使用，這樣做的好處是即使是在掘進巷道頂板出現松動、變形的情況下，也能較好地提高巷道及礦井周圍巖石的穩定性，增強巷道的載荷能力，避免巷道因承受過大的壓力而發生變形。鑒于高強支護技術的安全性能和經濟性能都比較優越，所以在煤礦開采掘進中得到了較好的應用。下文就其應用示例略作談論。

　　2高強支護技術在煤礦采煤中的應用示例

　　2.1高強支護技術在采煤掘進中的應用

　　在采煤掘進作業中應用高強支護技術采用的是懸吊原理，具體做法是先對錨桿的直徑、長度等予以確認，然后再對錨桿所具有的承載力、錨固力等予以確認，最后還要對錨桿的穩定性加以確認，并保證間排距和相關參數達到了設計標準的要求，在完成了上述準備工作之后，就可以利用高強支護技術進行連續的應力傳遞，降低垂向應力，減少掘進中的巖石變形，實現預期掘進支護效果。

　　由于煤礦井下掘進作業環境具有一定的地質復雜性，不同礦井掘進作業環境會有所不同，所以高強支護技術在采煤掘進中的具體應用還要視煤礦采煤煤層結構和圍巖巖層特性等實際情況而定，根據實際情況來制定加固巷道、增強頂板與圍巖強度和承載力的支護方案。以目前多數煤礦的掘進作業情況來看，較為常用的高強支護技術主要有光爆錨噴網支護技術、超高強噴射混凝土支護技術以及聯合支護技術等等，在加固方面較為常用的計算方式是半圓拱斷面凈寬和凈高之積的計算方法，對這些高強支護技術的聯合應用極大地提高了煤礦采煤掘進作業的安全性。

　　2.2高強支護技術在軟巖巷道中的應用

　　在煤礦開采掘進作業中，軟巖巷道不僅具有圍巖節理裂隙，而且穩定性也不大好，這就很容易誘發采煤掘進作業中各種事故的發生，如巷道變形、冒頂、透水等等。但是如果在采煤掘進作業中應用高強支護技術，就可以大大提高軟巖巷道結構的安全性，進而有效避免巷道掘進中各種頂板事故的發生。在應用高強支護技術之前，如何保證采煤掘進中軟巖巷道結構的安全性能，一直都是礦山生產作業的難點，應用高強支護技術之后，讓這個難點問題得到了解決。為了保證采煤掘進工作軟巖巷道的安全性，維護巷道支護工作的有序性，管理人員需要從支護設備的穩固、質量、性能等三個方面做好對頂板支護的評價工作，需要指定專門人員對支護設備工作狀態進行定期的檢修、維修和保養，以保證支護設備工作狀態的穩定可靠性。

　　2.3高強支護技術在預破碎煤層中的應用

　　在煤礦開采掘進過程中，會經常性地遇到一些破碎煤層，如果對于破碎煤層沿空掘巷采用傳統的棚式支護方案，其結果常常是前面掘進，后面修繕，這不僅嚴重拉高了巷道的支護經費和維修管理費用，還制約了采煤掘進作業的生產進程，而且巷道支護的安全性能也不可靠。特別是在掘進施工中需要使用爆破技術時，傳統的棚式支護的穩定性就更不可靠了。由于使用爆破技術會對巷道周圍巖層和巷道結構都產生很大影響，所以為了安全起見，就必須要利用高強支護技術來對預破碎煤層進行強固支護。在爆破作業中，以爆破點為中心對周邊巖層造成的影響程度是有所不同的，應用高強支護技術需視巖層的松動情況而采取相應的加固處理措施。需要說明的是，在爆破作業之前，就應該先對關鍵位置的圍巖做好錨固加強處理，這樣做的目的是為了更好地發揮圍巖的承載作用，降低巖層壓力過大帶來的危害，預防圍巖的變形。

　　2.4對光爆錨噴網高強支護技術的應用

　　前文在介紹高強支護技術工作原理時簡要介紹了錨桿的懸吊功能，利用懸吊功能可以使即將發生冒落的圍巖被固定在它的上方更加堅固的圍巖上，換言之，也就是以錨桿支撐對即將發生冒落圍巖進行支撐并對圍巖的重載荷進行承載。由于支護錨桿具有補強功能，因此巷道更深位置的圍巖載荷也會因為在巷道四周加設了錨桿而降低，圍巖強度因此會得到相應的提升，圍巖承受的拉應力及壓應力也會隨著而變得更小。

　　在這種作業環境中應用高強支護技術時，組合梁的作用是把錨桿支護在層狀巖層的位置上，把薄巖層和錨固結合起來應用組合成組合梁結構，這樣做會讓巷道的承載性能更強，巷道的安全性能更穩定。并且，利用錨桿的加固拱作用還可以改善圍巖的薄弱部位，提高圍巖的抗剪力作用，比如對于在深部圍巖位置采用加固拱結構，不僅會使圍巖的穩定性大大的提高，而且還降低了巷道上方圍巖出現形變或松動的可能性。

　　2.5對超高強噴射混凝土高強支護技術的應用

　　該項高強支護技術主要是應用在深部巷道的工作環境中。由于煤礦井下深部巷道的地質結構一般都比較復雜，生產作業空間狹窄，且具有一定的封閉性，因此其圍巖結構表現出了不穩定的一面，比如煤礦井下深部巷道圍巖結構會經常性出現松動、變形等情況就是對其不穩定性的較好例證，對于這種情況，最好的處理辦法就是采取超高強支護技術來對抗圍巖的松動、變形等情況的發生。假如針對這種情況，采用的支護結構的強度不夠高，那么有可能出現的情況就是煤層的被壓出或者是沖擊地壓，這樣一來，煤礦深部巷道的安全性就難以保證了。反之如果利用超高強噴射混凝土高強支護技術，那么即使是處在巷道深部的頂板也可以實現對它有效的支護，保證煤礦開采作業中深部巷道的穩定性。

　　一般說來，高強噴射混凝土技術具有潮式和濕式兩種不同噴射工藝，其中潮式是先對水泥材料、骨料等進行拌合，在攪拌過程中加入少量的水以起到潤濕的作用，然后再利用壓縮空氣將其推送至噴射的位置上，同時按比例配入水與速凝劑，最后完成噴射作業;濕式則是先把水泥材料、骨料和足量的水等進行混合，而后再利用壓縮空氣把混合好的材料推送至噴射的位置上，同時按比例配入速凝劑進行攪拌，并迅速完成噴射作業。利用超高強噴射混凝土高強支護技術的顯著特征是可以改善煤礦井下深部巷道巖石的強度和承載力，保障深部巷道的作業安全。

　　2.6對聯合高強支護技術的應用

　　聯合高強支護技術，主要是應用于在利用噴射混凝土支護結構已經不能保證煤礦井下深部巷道完整性的情況下和在巷道有可能發生流動、移動和變形等的情況下，在這些情況下，利用聯合高強支護技術具有重要意義。所謂聯合高強支護技術，是對采用錨背支護和U型鋼可縮性支架而聯合形成的超高強支護體而言的，其支護體中的U型鋼可縮性支架既可以適應礦井深部巷道的變形又能夠控制巷道頂板及煤層結構側向變形。

　　聯合支護技術經常用到的材料主要有金屬網、鋼筋網、塑料網以及木材、混凝土等，就煤礦井下深部巷道而言應用最廣泛的當屬鋼筋網背板，在具體應用中是先利用同錨桿將鋼筋網背板錨作用于礦井巷道頂板上，而后再與支護體中的U型鋼可縮性支架聯合使用，這樣就組合成了一種高強支護技術聯合支護體。利用這種高強支護技術聯合支護體可以顯著提升煤礦井下深部巷道頂板、圍巖等穩定性，特別是對于那些在利用噴射混凝土支護結構已經不能保證煤礦井下深部巷道完整性的情況下和在巷道有可能發生流動、移動和變形等的情況下，利用這種高強支護技術聯合支護體而達到的安全效果會更加突出。

　　參考文獻：

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　　煤礦方向論文投稿刊物：《礦業科學學報》主要刊載礦業科學領域的原創性成果，內容包括礦業工程、煤礦開采、安全科學與工程、測繪科學與技術、地質資源與地質工程、礦山建設工程、巖石力學與地下工程、礦山機械工程、礦山電氣工程與自動化、礦物加工與利用、煤礦環境保護、煤炭能源綠色開采與潔凈利用、管理科學與工程、能源安全與發展戰略等。