支護(hù)技術(shù)在井下運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)中的應(yīng)用

張佰通，柏 楊

（錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026300）

我國(guó)大部分礦產(chǎn)資源埋藏在地下，礦山開(kāi)采工作主要在地下進(jìn)行，在地下采礦的過(guò)程中要開(kāi)挖大量的巷道，這樣才能保持巷道運(yùn)輸?shù)耐〞常瑥亩茉诰卤ＷC各種大型生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行。隨著礦山開(kāi)采深度的增加以及開(kāi)采強(qiáng)度的提高，導(dǎo)致了井礦巷道的使用環(huán)境日趨復(fù)雜，由于地應(yīng)力較高、巷道周圍的圍巖較為松動(dòng)，這也增加了礦山巷道的支護(hù)難度[1]。近年來(lái)，隨著采礦行業(yè)的發(fā)展，支護(hù)技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，支護(hù)技術(shù)為確保礦山開(kāi)采的穩(wěn)定運(yùn)行、減少安全事故的發(fā)生發(fā)揮了重要作用。支護(hù)技術(shù)也成為了井下礦山開(kāi)采過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，以下對(duì)井下礦山常見(jiàn)的支護(hù)方式進(jìn)行分析。

1 常見(jiàn)支護(hù)技術(shù)分析

由于不同的礦山埋藏深度以及地質(zhì)環(huán)境都各不一樣，這就要求我們?cè)诰孪锏赖闹ёo(hù)過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的支護(hù)技術(shù)。常見(jiàn)的支護(hù)技術(shù)主要包括錨桿支護(hù)、錨索支護(hù)、噴漿支護(hù)，石材支護(hù)、木材支護(hù)[2]。

1.1 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)在井下礦山的支護(hù)過(guò)程中應(yīng)用范圍十分廣泛，按照不同錨桿的類型對(duì)其進(jìn)行分類，可將其分為砂漿錨桿、漲殼式錨桿、快硬水泥卷錨桿、管縫式錨桿，如圖1所示。不同的錨桿類型有著不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此不同的錨桿類型適用于不同的礦山開(kāi)采環(huán)境。

有些礦體也多垂直節(jié)理發(fā)育，礦體多節(jié)理縫隙，在后期的礦山開(kāi)采過(guò)程中，很容易導(dǎo)致礦體斷裂。在這時(shí)可以用砂漿錨桿進(jìn)行支護(hù)，以保證工作環(huán)境的安全性。在火成巖礦體中，基層圍巖多為片麻巖，在成礦過(guò)程中有斷裂發(fā)育，在這種開(kāi)采條件下，可以選用漲殼式錨桿。漲殼式錨桿有利于適應(yīng)片麻巖的節(jié)理構(gòu)造需求，從而有利于提高井下礦山開(kāi)采工作的安全性，不僅如此，漲殼式錨桿還可以有效減少礦山開(kāi)采過(guò)程中的礦石貧化現(xiàn)象[3]。

在當(dāng)下礦山井下巷道支護(hù)過(guò)程中，快硬水泥卷錨桿的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，一般適用于基層圍巖穩(wěn)定性較高，但是在局部礦體上有節(jié)理裂隙發(fā)育的礦山。在這種情況下，安裝快硬水泥卷錨桿較為方便快捷、且便于安裝。在安裝時(shí)，只需要開(kāi)著鉆眼，將快硬水泥卷浸泡后放入鉆眼中。而管縫式錨桿適用于緊貼斷層的礦體，由于靠近斷層的礦體穩(wěn)定性較差，受到周圍環(huán)境所影響啊，坍塌的可能性較大，在這種情況下，可以用管縫式錨桿進(jìn)行加固[4]。

圖1 礦山井下巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)

1.2 錨索支護(hù)技術(shù)

在選擇礦體支護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，要充分考慮礦體的賦存條件，錨索支護(hù)適用于厚度較大、傾角較小、礦體靠近斷裂帶下盤(pán)、且具有節(jié)理發(fā)育的礦體。在這種情況下，一般會(huì)選擇尾砂充填采礦法進(jìn)行采礦作業(yè)。尾砂充填采礦法可以減少礦山開(kāi)采過(guò)程中受地質(zhì)條件的影響，對(duì)頂板的穩(wěn)定性程度要求較高。由于采場(chǎng)周圍的巖體不夠穩(wěn)定，往往需要借助魚(yú)錨索進(jìn)行粘合支護(hù)，以提高頂板的穩(wěn)定性。錨索可以分為短錨索和長(zhǎng)錨索，在礦體總體穩(wěn)定、頂板相對(duì)較薄且井礦巷道沒(méi)有陷落現(xiàn)象時(shí)，可以利用錨索所進(jìn)行支護(hù)。

1.3 噴漿支護(hù)

在井下礦山的開(kāi)采過(guò)程中，常見(jiàn)的開(kāi)采方式為填充法，倘若填充材料不達(dá)標(biāo)，填充材料的膠結(jié)度較差，會(huì)增加充填體坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，從而會(huì)影響礦山開(kāi)采工作的進(jìn)度，嚴(yán)重者將危害采礦人員的生命安全。不僅如此，充填體坍塌還會(huì)增加礦石的損失貧化率。而噴漿支護(hù)技術(shù)可以有效確保充填采礦法的穩(wěn)定性，能夠減少充填采礦法在采礦過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，如下圖2所示。

圖2 巷道敷設(shè)結(jié)構(gòu)

1.4 石材、木材支護(hù)

在地下采空面積較大時(shí)，為了確保采礦的安全性，會(huì)把之前開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的廢石，堆放在采空區(qū)起到支護(hù)作用，這就是石材支護(hù)技術(shù)。而木材支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間早于石材支護(hù)技術(shù)，在使用淺孔留礦采礦法時(shí)，頂板處容易出現(xiàn)圍巖掉落的現(xiàn)象，與石材支護(hù)相比，用木材進(jìn)行支護(hù)，較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，如圖3所示。

圖3 地下采礦支護(hù)情況

2 支護(hù)技術(shù)在井下運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)中的應(yīng)用措施分析

2.1 合理地選擇井下運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)支護(hù)方式

不同礦山有著不同的地質(zhì)條件，其礦巖的強(qiáng)度也各不一樣，這就要求我們?cè)龠x擇井下運(yùn)輸巷道和采場(chǎng)支護(hù)措施時(shí)，要充分考慮礦山巖體的強(qiáng)度、礦體的賦存條件和礦山開(kāi)采規(guī)律。這樣才能確保所選擇的支護(hù)技術(shù)，符合礦山巖體的穩(wěn)定性，從而能在礦山開(kāi)采過(guò)程中起到相應(yīng)的支護(hù)作用。其次在選擇礦山支護(hù)材料時(shí)，不能只考慮眼前的經(jīng)濟(jì)效益，使用成本較低、質(zhì)量較差的支護(hù)材料。要在確保支護(hù)材料質(zhì)量的過(guò)程中，盡量選擇便宜且容易保管的材料。支護(hù)技術(shù)的操作工藝也不宜太復(fù)雜，在今后的發(fā)展過(guò)程中，礦山支護(hù)技術(shù)的機(jī)械化水平也將越來(lái)越高，這樣一來(lái)才能更好地滿足井下礦山的開(kāi)采需求。

2.2 做好支護(hù)前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行井下運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)的支護(hù)之前，要充分了解該礦山周圍的地質(zhì)情況，結(jié)合礦山開(kāi)采工作的進(jìn)度安排，根據(jù)礦體巖層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，選擇合適的支護(hù)架設(shè)地點(diǎn)。在確定支護(hù)方案時(shí)，要將保證工作人員的生命安全作為首要目標(biāo)。在支護(hù)措施施工之前，要先在礦山巷道頂部增加錨桿的長(zhǎng)度和承載力，這樣才能有效提高井礦巷道頂部的穩(wěn)定性。其中尤其要重視頂板承壓的實(shí)際情況，在支護(hù)系統(tǒng)安裝完成之后，要對(duì)支護(hù)設(shè)施的預(yù)應(yīng)承載力進(jìn)行檢測(cè)，這樣才能更好地確定支護(hù)設(shè)施的承壓范圍。從而能夠有效避免因壓力過(guò)大，而導(dǎo)致的支護(hù)設(shè)施變形現(xiàn)象。

2.3 噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

噴射混凝土支護(hù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性較高的特點(diǎn)，在礦山井下支護(hù)過(guò)程中，應(yīng)用范圍十分廣泛。噴射混凝土支護(hù)的原料為水泥、混凝土和加速凝劑，將三者充分的混合攪拌之后，用噴砂機(jī)噴涂在井礦巷道的圍壁上。噴射混凝土支護(hù)技術(shù)適用于礦體巖石性質(zhì)較軟的礦山，在使用過(guò)程中，首先要安裝錨桿。在采掘情況航道過(guò)程中，跟隨著挖掘進(jìn)度，先噴射混凝土，再安裝錨桿。錨桿可以對(duì)噴層起到頂托作用，而噴射混凝土可以確保錨桿鉆孔工作的安全性。一般來(lái)說(shuō)，在礦山井下巷道中，為確保巷道的穩(wěn)定性，還要進(jìn)行混凝土的復(fù)噴。

2.4 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的礦山，在井礦巷道的掘進(jìn)過(guò)程中，多采用聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。將多種支護(hù)技術(shù)交叉使用，這樣一來(lái)可以有效緩解在井礦巷道的掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的頂板變形現(xiàn)象。聯(lián)合支護(hù)技術(shù)能夠彌補(bǔ)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的缺陷，與噴射混凝土支護(hù)技術(shù)相比，具有更高的安全性能，可以更好地保證井下運(yùn)輸巷道及采場(chǎng)作業(yè)的安全性。在今后的發(fā)展過(guò)程中，聯(lián)合支護(hù)技術(shù)也將日趨完善，支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)固性將有所提高。但是隨著礦山開(kāi)采深度的增加，地壓也會(huì)越來(lái)越高，在使用聯(lián)合支護(hù)技術(shù)時(shí)，也要及時(shí)對(duì)支護(hù)設(shè)施進(jìn)行加固。這樣才能避免頂板脫落和支護(hù)變形的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)礦山開(kāi)采深度的增加，在今后的礦山開(kāi)采過(guò)程中，巷道深入地下，礦體巖層的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。為了給采礦人員提供一個(gè)相對(duì)安全的工作環(huán)境，就要求礦山開(kāi)采單位要重視起支護(hù)措施，要采取合理的支護(hù)技術(shù)，提高礦山巖層的承壓性和穩(wěn)定性。這樣才能有效減少礦山開(kāi)采過(guò)程中，因支護(hù)不當(dāng)而導(dǎo)致頂板塌陷和碎石掉落而引發(fā)的安全事故，也能提高井礦巷道和采場(chǎng)的抗變形能力。