关于煤矿采掘中的高强支护技术探讨

关于煤矿采掘中的高强支护技术探讨

宋德垚

托克逊县博斯坦煤业有限公司 新疆吐鲁番 838100

摘要：本文对煤矿采掘中的高强支护技术进行了探讨，分析了高强支护技术在煤矿生产中的重要作用，以及其在未来发展趋势和实施策略。通过梳理我国在煤矿高强支护技术方面的研究成果及存在的问题，为煤矿企业和技术研发机构提供了理论指导和实践参考。

关键词：煤矿采掘；高强支护技术；发展趋势

在煤矿采掘过程中，围岩的稳定性和安全性是非常重要的。采用高强支护技术可以有效地提高围岩的稳定性和安全性，减少矿井事故的发生，保障煤矿生产的安全和顺利进行。此外，高强支护技术还可以提高煤矿的生产效率和质量，降低生产成本，提高煤矿企业的经济效益。本文旨在对煤矿采掘中的高强支护技术进行探讨，分析其作用和重要性，以及未来发展趋势和实施策略。通过梳理我国在煤矿高强支护技术方面的研究成果及存在的问题，为煤矿企业和技术研发机构提供理论指导和实践参考，推动高强支护技术在煤矿生产中的应用和发展。

1 高强支护技术原理及研究进展

1.1 高强支护技术原理

高强支护技术的核心在于使用高强度材料，如高强度钢、高性能混凝土等，以及先进的结构设计理念，来实现对煤矿井下围岩的有效支护。这些技术通常涉及到力学、材料科学、岩土工程等多个领域的知识。高强支护技术的主要原理包括：

(1)提高支护结构的承载能力：通过使用高强度材料，可以显著提高支护结构的承载能力，从而更好地抵抗围岩的压力。

(2)改善围岩应力状态：高强支护结构可以有效地调整和改善围岩的应力状态，减少围岩的破坏和变形。

(3)增强围岩稳定性：高强支护技术可以通过提供足够的支护压力，增强围岩的稳定性，防止围岩发生滑移、垮塌等现象。

1.2 煤矿采掘中高强支护技术研究进展

随着煤矿生产技术的发展，高强支护技术在煤矿采掘中的应用也得到了广泛的推广。研究人员在材料选择、结构设计、施工方法等方面进行了大量的研究，取得了一系列的成果。例如，开发了多种高强度锚杆、锚索等支护材料，以及预应力锚杆、钢纤维喷射混凝土等先进的支护技术。

1.3 高强支护技术在煤矿采掘中的应用

高强支护技术在煤矿采掘中的应用具有重要意义。在煤矿采掘过程中，高强支护技术能够提高巷道和工作面的稳定性，保障矿工的生命安全，提高生产效率。以下是高强支护技术在煤矿采掘中应用的几个方面：

（1）提高巷道稳定性：高强支护技术可以有效地提高巷道的稳定性，减少因围岩压力引起的巷道变形和破坏。

（2）保障矿工安全：在煤矿采掘过程中，高强支护技术能够为矿工提供一个更加安全的工作环境，减少因巷道失稳导致的事故。

（3）提高生产效率：高强支护技术能够确保采掘设备的正常运行，减少因维修和事故导致的生产中断，从而提高生产效率。

（4）减少支护成本：虽然高强支护技术的初期投入较高，但因其长期效果显著，能够减少后续的维护和修复成本。

（5）适应复杂地质条件：高强支护技术能够适应复杂的地质条件，如高应力、破碎岩层等地质环境。

2 高强支护技术的实施策略

2.1 建立健全高强支护技术体系

为了确保高强支护技术在煤矿采掘中的有效实施，需要建立健全的高强支护技术体系。这包括制定科学的技术规范和标准，完善技术管理和监督机制，确保技术实施的质量和效果。高强支护技术体系应包括技术研发与创新、标准制定与实施、质量控制与检测、安全监测与预警、技术培训与推广、工程应用与案例分析、国际合作与交流。通过建立健全的高强支护技术体系，可以提高煤矿的安全生产水平，减少事故的发生，保障矿工的生命安全，同时提高生产效率和经济效益。

2.2 加强高强支护技术队伍建设

高强支护技术的实施需要专业化的技术队伍。煤矿企业应加强技术队伍建设，培养一支具备专业知识和技能的高强支护技术团队，以保证技术实施的顺利进行。

2.3 创新高强支护技术及应用

（1）高强度锚杆和锚索：开发和使用高强度锚杆和锚索，可以提高支护的承载能力，增强巷道和工作面的稳定性。

（2）预应力支护技术：通过预应力技术，提前对巷道围岩施加应力，提高围岩的稳定性和承载能力。

（3）注浆加固技术：利用注浆设备将加固材料注入到岩层中，提高岩层的强度和稳定性。

（4）智能监测与预警系统：利用传感器和数据分析技术，实时监测巷道和工作面的稳定性，及时发现并处理安全隐患。

（5）三维建模和仿真技术：通过三维建模和仿真技术，对煤矿巷道和工作面的支护结构进行模拟，优化支护设计。

这些创新的高强支护技术及应用，可以提高煤矿的安全生产水平，减少事故的发生，保障矿工的生命安全，同时提高生产效率和经济效益。

2.4 提高高强支护技术覆盖面及影响力

提高高强支护技术的覆盖面及影响力是确保煤矿安全生产的重要措施，同时也是推动煤矿行业技术进步和转型升级的关键。

(1)政策支持与推广：政府应出台相关政策，鼓励和支持高强支护技术的研发、应用和推广。通过财政补贴、税收优惠等手段，激励煤矿企业采用高强支护技术。    

(2)技术标准化：制定和完善高强支护技术的相关标准，确保技术的可靠性和安全性。通过标准化推广，提高高强支护技术在行业内的接受度和应用范围。

(3)教育培训：加强对煤矿从业人员的技术培训，提高他们对高强支护技术的认识。

(4)科研合作：鼓励高校、科研机构与煤矿企业合作，共同开展高强支护技术的研究与开发。通过产学研结合，推动技术的创新和应用。

(5)示范工程：建立高强支护技术的示范工程，通过实际应用展示技术的优势和效果。示范工程可以作为其他煤矿企业学习的榜样，促进技术的广泛应用。

3 高强支护技术的发展趋势

3.1 材料科学的发展

随着材料科学的发展，未来高强支护技术将更加依赖于新型材料的研发和应用。例如，超高强度钢、高性能复合材料、纳米材料等，将为高强支护技术提供更多的选择和可能性。

3.2 智能化与信息化技术的融合

智能化和信息化技术的发展将对高强支护技术产生深远影响。通过将传感器、物联网、大数据分析等技术与高强支护技术相结合，可以实现对煤矿井下围岩状态的实时监测和分析，从而更加精确地进行支护设计和管理。

3.3 绿色环保支护技术的重视

环境保护意识的提高将推动绿色环保支护技术的发展。未来，高强支护技术将更加注重材料的可持续性和环境友好性，例如，使用回收材料、减少能源消耗和排放等。

3.4 综合支护技术的应用

煤矿采掘过程中，单一的高强支护技术往往难以满足复杂的工程需求。因此，未来的发展趋势将是综合运用多种高强支护技术，以实现更好的支护效果。 在煤矿开采过程中，为了确保工作面和巷道的稳定性，采用多种支护手段相结合的方法。这些技术通常包括传统的支护方法，如锚杆、锚索、支架等，以及一些新兴的支护技术，如注浆加固、预应力支护、智能监测系统等。综合支护技术的应用可以显著提高煤矿的安全生产水平，减少事故的发生，保障矿工的生命安全，同时提高生产效率和经济效益。

4 结论

高强支护技术作为煤矿井下支护的重要发展方向，不仅能够提高煤矿生产的安全性，还能促进煤矿产业的可持续发展。面对未来的挑战与机遇，需要煤矿企业、科研机构及相关部门共同努力，不断推进高强支护技术的创新与发展。通过完善技术体系、加强队伍建设、促进产学研结合，以及提高国际竞争力，我国的高强支护技术将更好地服务于煤矿安全生产，为煤矿行业的转型升级做出贡献。

参考文献：

[1]孙长城．煤矿采掘中的高强支护技术研究［J］.山东工业技术，2017（16）：70．

[2]田川，叶宁．关于煤矿采掘中的高强支护技术研究［J］．内蒙古煤炭经济，202020(04):184．

[3]董驰峰，吕蒙蒙．煤矿巷道掘进施工与支护技术研究［J］．内蒙古煤炭经济，2020(24)：23-24．

[4]许波，亓海涛．松散膨胀复合型软岩巷道耦合支护技术研究［J］．内蒙古煤炭经济,2020(24)：29-30．

[5]赵忠仁.基于ANSYS煤矿采掘机械磁流变液阻尼器有限元分析[J].煤炭技术,2017,36(10):226-227.

作者简介：宋德垚（1986—），男，辽宁营口人，大学本科，工程师，主要从事矿业工程研究工作。