摘要：煤矿开采一直是各国所重视的，资源的提供是一个国家经济发展的基础，是国家资本实力的象征，所以每个国家或地区都要积极的进行煤炭资源的开发与开采，寻找矿物储藏地，不仅促进了勘探技术的发展，而且更多更加安全的开采方案也为更多的施工方所采用。进行深部开采工作是在地下数百米甚至上千米的位置进行煤矿资源的开采工作，所以进行深部开采的安全性也是各大研究人员所要考虑的问题，要对深部开采的支撑物“煤柱”进行保护，寻求更优化的设计方案。
　　关键词：深部开采；保护煤柱；设计方法
　　前言：
　　随着工业化时代的推进，煤矿资源的开发，也逐渐将表层的煤矿资源耗尽，所以研究人員就将目光转换到深部煤矿资源的开发工作，但是进行深部煤矿资源的开发，难度较大，安全性较低，施工工艺复杂，而对其作为煤矿开采工作开展场所的主体支护煤柱，则要进行重中之重的保护工作，这是对施工工作人员的生命的尊重，更是施工企业对社会的责任态度。
　　正文
　　1、关于深部开采及煤柱保护的概述
　　进行深部开采是具有一定时代要求的，这是必须要进行的资源的开发工作，和海洋资源的开发和开采一样，因为具有太多未知性，所以吸引着众多的施工企业前来，犹如淘金者一般乐此不疲。深部开采是指六百米到上千米及其以上的深度煤矿资源的开发工作，其工作的开展危险性较高、施工工艺较为复杂，需要提前进行一系列的紧急备案工作，但是所开采出的煤矿资源品质较高。煤柱是进行深部开采工作时，煤矿开采施工场所的主体支护设施，一般是在开采场所的中间位置，直径根据实际的开采矿藏所在地的空间大小和深度而定，对整体空间形成支撑，减缓地质的变化速度，是确保深部开采施工安全的主要工程，所以要对其进行外部的人为保护，可以进行加厚，在设计之初就考虑到一系列的因素可能造成的煤柱毁损的情况。
　　2、深部开采的煤柱保护的设计所存在的短板
　　2、1开发深度的测量问题和对煤柱尺寸的影响
　　进行深部开采工作之前要进行一系列的施工环境、地形、地质的考察工作，以确保施工时为煤柱保留足够的支撑体系，建设加固和保护的附加工程。但是由于进行实际施工的深度较深，实施具体施工场所的测量和试验工作比较难以实现，只能根据勘测设备提供的数据进行大体上的判断，然后对具体的煤柱保护方案进行设计，这样形成的设计方案在实际的施工时极其容易出现错误，很容易产生与施工场所的环境不匹配的现象。设计保护煤柱时要考虑到实际地质所能承受的最大开发深度，在利用微积分的计算方式，计算出不同深度下的煤柱不同规格。
　　2、2地表变形和移动影响煤柱保护的难度
　　在进行深部开发工作时，由于在较为深的地理位置，所以煤矿资源的储量较大，随着开采工作的进行，容易将地质的承重结构破坏，然后造成地质的变动，对煤柱的损害较大，使得煤柱失去作为支撑主体的有效性，随着开发厚度的增加，会使得地表的形变程度增加，进而促进地表进行移动。这些由于开采导致的地表移动与形变的恶性结果会进一步的促使地表进行进一步的变形与位移。这种位移与变形会直接影响到煤柱的设计如何设计出合理的保护煤柱，缓解地表移动与变形，阻止岩层断裂现象的恶化，是煤柱合理设计的重点与难点所在。
　　2、3冲击地压对煤柱保护工作的破坏
　　深层开采工作的进行，容易出现冲击地压而造成的危险事故发生，冲击地压就是所谓的岩爆，由于施工所在地的独特地理位置，容易出现由于高压等地质环境被破坏而造成的岩石的结构变化，突然的冲击地压能够达到小型地震的威力，所以要进行煤柱保护关于抗震方面的工作，但是很多的企业以为冲击地压是小概率情况，一般不会出现在深部开采工作中，从而忽视了对煤柱防震方面的保护，并且没有进行紧急预案的提前设计，容易出现较为严重的安全事故。
　　3、深部开采保护煤柱设计方面的优化方案
　　3、1利用深度开采的优势保护煤柱
　　深度开采是指开采的施工地在地下上千千米的煤矿资源的开采，很多的企业只是看到了深部开采的难度和危险性，认为深度越深就越要建造直径大的煤柱，并提供坚实的保护工作，其实煤柱的直径大小随着开采的深度延伸是呈倒U型，也就是说随着深度延伸到一定程度，煤柱的直径是呈缩小趋势。这是因为在两千多米的深度，其岩石的地质变动就趋近于九十度，能够形成天然的支护结构，对施工地形成一个保护空间。此时的煤矿开采区已经不需要煤柱的建设了，这是以平地区域矿质开采为例。假如矿质存在于倾斜度较大的区域时，则是另一种情况。当煤矿的倾斜角度达到六十度左右的时候，比之水平的煤矿层，其安全开采深度会减小一千米左右。
　　3、2用概率数据分析对地表移动进行估计
　　实施具体的设计后的深度开采的施工方案时，总会难免出现地质地形的变动情况，这是无法用支护的工具进行抵抗的，但是在做煤柱的设计时，应该考虑到大致的地质的变动情况，将地表移动情况考虑到对煤柱的保护工序上，尽量将地质运动对煤柱的破坏降到最低。用数据分析的形式，将这种地形可能的地质变化情况进行模拟，在设计煤柱大小和形状时，可以进行恰当的加入弹性的混凝土材料，将地质变动形成的冲击进行吸收，然后经地表运动后变化的岩石能够与施工的煤柱进行贴合，形成新的煤柱支护系统；也可以通过引导岩石运动方向的方式对煤柱进行保护，具体的实施过程可以按照数据模拟的信息在煤柱周围加上拨片，以便对有可能的地质运动及时的引导到其他方向。
　　3、3改进煤柱支护形式，增加抗压性
　　深层的岩石在经过长期的高压和高温的演变，都拥有比较大的动能，容易出现大范围连环的冲击地压，这就要对煤柱的坚固程度提出了更高的要求，不仅要进行系统的加固，更是要通过对各方面的加固提高整体的韧性，增加抗压能力。应该采用多种支护形式的U型钢可缩性支架在开采航道当中进行支护，这样就解决了巷道围岩高应力以及变形较大的问题，并且支护方式的有效性可以提高支架的架设质量，现有的以锚杆为主体的新型支护形式以及锚喷支护一体化都可以运用到这种支护形式当中，也可采用可伸缩性的锚杆进行支护。
　　4、结语
　　勘探技术的先进性，能够将地下上千米的矿藏构成进行分析，但是进行具体的开采工作却没有那么先进的技术支持，所以对深部开采保护煤柱的设计方法是要在逐步的实践过程中进行完善的，不仅要求施工企业将施工的安全放在第一位，还要确保施工的实际方案和技术能达到施工的要求，不能确保安全的前提下坚决不进行工作开展，确保对煤柱的保护工作，进行系统合理的设计和方案评选，考虑到由于开采工作造成的地质变形，利用开采过程的中实际地质情况进行天然的煤柱支护和保护。
　　参考文献：
　　[1]张农.深部煤炭资源开采现状与技术挑战[A].全国煤矿千米深井开采技术[C].2013.
　　[2]潘立友，刘先贵，等.冲击地压预测与防治实用技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.
　　作者简介：
　　李东旭，性别，男，民族，汉，1984年10月29日，大学，采矿工程。黑龙江科技大学。