矿山采掘中高强支护技术研究

矿山采掘中高强支护技术研究

罗腾  彭俊 曾东

四川省古叙煤田开发有限公司 646500

摘要：随着矿山开采规模的不断扩大和开采深度的日益增加，矿山采掘工程面临着日益复杂的地质环境和更高的安全要求。高强支护技术作为矿山采掘工程中的重要一环，其研究与应用对于保障矿山安全生产、提高开采效率具有至关重要的作用。近年来，国内外学者对高强支护技术进行了广泛而深入的研究，取得了显著成果。然而，由于矿山地质条件的复杂性和多变性，现有的高强支护技术仍面临诸多挑战。因此，进一步深入研究矿山采掘中的高强支护技术，不仅有助于提高矿山的整体安全水平，还能为矿山行业的可持续发展提供有力的技术支撑。本文深入地探讨了矿山采掘中高强支护技术的最新研究成果和应用实践，以期为矿山安全生产和高效开采提供有益的参考和借鉴。

关键词：矿山；采掘；高强支护技术

一、简述高强支护技术

1.高强支护技术概述

高强支护技术是对传统支护技术的优化与升级，它凭借经济性和高安全性的特点，在矿产采掘领域得到了广泛的应用。该技术旨在提升矿井周边岩石的稳定性，确保矿井内部通道的稳固，避免通道设计不合理导致的安全隐患。尤其在煤矿采掘中，高强支护技术发挥着重要作用。煤矿地质结构复杂，煤层疏松柔软，容易导致控制顶板变形。而高强支护技术则能有效解决这一问题，提高煤矿采掘的安全性。支护装置的强度决定了支护技术的效果，其中，锚杆的制作材料、尺寸、工艺和强度等因素均对支护强度产生重要影响。近年来，我国研发出了性能更佳、结构更稳定的支护装置，为高强支护技术的应用提供了有力支撑。

2.高强支护技术的工作原理

高强支护技术基于传统支护技术的基本原理，但具体应用需根据实际情况进行设计。在确定支护范围时，需考虑支护装置的承载和固定能力，并采用悬吊原理进行主动支护。锚杆在矿井中的排列需符合标准规范，高度需根据矿井实际情况进行调整。对于地质条件较好的煤矿，可采用普通锚杆进行支护。在实际采掘工作中，需设计合理的支护方案，确保通道岩石的稳定性和预应力达到最佳效果。高强支护技术常用于矿井通道顶部的支护，以提高顶部的稳定性。该技术通过分散和平衡作用力，减少局部压力，从而实现压力消除的目的。高强支护技术不仅提升了矿井内部的稳定性，还能有效控制采掘过程中的岩石变形，从根本上保障施工安全，实现经济效益的优化。

3.高强支护技术的优势分析

首先，高强支护技术的主要目标是提高施工过程的安全性。它具有较强的稳定性，不易受其他因素干扰，因此在支护工作中表现出色，对提升开采过程的安全质量具有重要意义。其次，在煤矿开采中，岩石变形是一个常见问题，会影响开采进度和经济效益。高强支护技术能有效控制岩石变形，结合矿井通道和墙壁岩石的优势，提高支护承载力，从而解决这一问题。此外，高强支护技术还能优化矿井通道结构，缩短施工时间，降低施工成本。同时，该技术所使用的设备相对简单，便于安装和操作，减轻了工作人员的负担，改善了施工环境。最后，高强支护技术具有较高的性价比，既能保障安全质量，又能提高工作效率，值得广泛推广应用。

二、当前矿山采掘中高强支护技术所面临的挑战

在矿山和煤矿的实际开采作业中，确保采掘的安全性和施工质量始终是我们关注的核心问题。尽管高强支护技术在我国的应用已经相当普遍，并取得了显著成效，但在实际应用过程中仍然面临着一些挑战。在支护工作的初始阶段，当遇到岩石结构不连续导致的变形时，我们通常需要调整周围岩石的受压状态，以有效控制变形问题。高强支护技术的关键作用在于控制矿井的承载能力，确保通道墙壁岩石的完整性，从而减少对周围岩石的破坏。然而，值得注意的是，在某些特定区域的煤矿采掘中，高强支护技术的应用尚未普及。这主要是由于这些区域的地形环境复杂多变，地质结构尤为特殊，增加了支护工作的难度。此外，在支护实践中，我们也经常遇到通道顶部因承受过大应力而发生显著变形的问题。这种矿井通道变形收缩的现象会对后续的采掘施工造成不利影响。特别是在沿空进行通道采掘时，通道变形的问题尤为突出。在回采过程中，这一问题往往进一步加剧，通道内的空间收缩率有时甚至超过一半，给通道的后续使用带来极大不便。在极端情况下，还可能引发安全事故，对工作人员的安全和企业的财产安全构成严重威胁。因此，我们仍需不断探索和优化高强支护技术，以更好地应对这些挑战，确保矿山采掘过程的安全与高效。

三、矿山采掘中高强支护技术的实际应用

在矿山采掘的实践中，高强支护技术以其卓越的效能，成为了保障施工安全与效率的关键所在。在实施前，我们会对地质环境进行全面细致的勘探，通过对相关资料的深入分析和现场情况的准确把握，制定出科学合理的支护方案。面对墙壁岩石的结构性不连续变形问题，我们采用先进的应力支护技术，通过间断性变形控制策略，有效地抑制了破坏现象的发生。同时，我们高度重视锚杆支撑区域岩石的完整性，通过优化锚杆布置，使得锚杆所承受的应力达到最大化，从而极大地降低了因压力过大而引发的破坏风险。此外，高强支护装置中的延伸杆在控制岩石变形方面发挥着举足轻重的作用。通过加大锚杆阻力，我们显著提高了延伸杆在支护工作中的效率，有效地控制了岩石的实际变形程度。同时，我们还对顶板岩和松动圈进行了深入的研究，结合数学计算，精确选择了最适合的锚杆长度，从而进一步提升了工作效率。高强支护技术的应用不仅显著增强了开采过程的安全性，还大幅提高了开采效率，有效降低了成本，展现出极高的性价比。特别是在需要深度采掘的工程中，我们通过对延长强度的深入分析，建立了系统回路，为后续的采掘工作提供了极大的便利。同时，我们建立了完善的支护工作监测系统，实时掌握岩石、地质及环境信息的动态变化，确保能够及时应对各种突发状况，并对支护工作进行持续改进，从而确保了煤矿采掘的进度和质量安全。可以说，高强支护技术的实际应用为矿山采掘的安全、高效进行提供了坚实的保障，为矿山企业的可持续发展注入了强大的动力。在未来的矿山采掘工作中，我们将继续深化对高强支护技术的研究与应用，不断提升其效能和可靠性，为矿山安全生产贡献更多的力量。

结语：高强支护技术以其独特的优势和广泛的应用前景，在矿山采掘中发挥着重要作用。该技术不仅能有效控制岩石变形，提高矿井通道的稳定性，还能降低施工成本，提升工作效率，为矿山企业带来显著的经济效益。然而，随着矿山开采的不断深入，地质环境日益复杂，对高强支护技术提出了更高的要求。未来，我们需要进一步加强技术研发，提升支护设备的智能化、精细化水平，以更好地应对各种挑战。同时，还应建立完善的监测预警系统，及时发现并解决潜在的安全隐患，确保矿山采掘工作的顺利进行。总之，在技术创新和实践探索的推动下，高强支护技术将持续助力矿山采掘的安全与高效发展，为矿山企业的可持续发展注入新的动力。

参考文献：

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