采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用

王賤峰

湖南漣邵建設(shè)工程（集團）有限責(zé)任公司 湖南長沙 410000

井下巷道作為礦井生產(chǎn)運輸?shù)耐ǖ?，其掘進施工質(zhì)量對整個礦井生產(chǎn)作業(yè)效率有著不可替代的直接影響。特別是對于頂板破碎帶等特殊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，確保巷道掘進通過時的安全，對于提升礦井作業(yè)安全性和有效性、推動綜合效益的增加意義重大。

1 研究意義

在礦產(chǎn)資源的開發(fā)過程中，由于很多礦產(chǎn)資源處于地下復(fù)雜的環(huán)境條件下，在開采過程中存在著諸多的不確定性風(fēng)險，為保障礦產(chǎn)資源的順利開發(fā)，礦產(chǎn)企業(yè)需要在作業(yè)之前進行詳細的開采流程制定，進而在此基礎(chǔ)上保障開發(fā)工作的順利進行，保障開發(fā)的安全性。地下開采作業(yè)中，采礦人員必須要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合礦產(chǎn)的分布條件，做好施工地下的場地支撐，進而為資源開采創(chuàng)造相對安全的環(huán)境條件，使得在整個的礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，相關(guān)人員能夠及時將礦產(chǎn)開發(fā)出來的礦產(chǎn)運送出去，而在此過程中，對于支架保護方法的要求相對較高。巷道掘進與支護技術(shù)的應(yīng)用是為了保障礦產(chǎn)資源的高效開發(fā)，通過這些技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠使得開采作業(yè)穩(wěn)步進行，并結(jié)合實際的工期要求，保障作業(yè)的安全性、高效性[1]。礦產(chǎn)所處的地下環(huán)境相對復(fù)雜，在資源開發(fā)過程中常常會存在諸多的限制，極易誘發(fā)現(xiàn)場塌方等安全事故，只有保障了掘進與支護技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，才能夠從根本上預(yù)防各類事故的出現(xiàn)，為開采作業(yè)創(chuàng)造相對安全的井下環(huán)境。

2 采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用

2.1 掘進方式

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前我國采礦工程行業(yè)掘進環(huán)節(jié)當(dāng)中，主要存在的有綜合機械化掘進、大斷面連續(xù)采掘、掘錨一體化掘進等幾種類型。不同的掘進形式有著明顯的差異性，這就需要操作人員在選擇時，應(yīng)該先對現(xiàn)場各方面條件進行詳細的勘察，秉持實事求是原則，做好有效的選擇，進而才能夠發(fā)揮出掘進方式的應(yīng)用價值。首先，站在綜合機械化掘進模式下來看，在實際操作過程中，就是由人員整合供電系統(tǒng)或者是運輸機等多個部門的作用下，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境等差異方面，確定好掘進設(shè)備的型號以及類型。而操作人員所開展的大斷面連續(xù)掘進工作，就是靈活的調(diào)整間斷式與連續(xù)式幾種運輸模式，借助專業(yè)的操作設(shè)備，在大斷面巷道當(dāng)中能夠達到極高的掘進效率，與綜合機械化掘進方式進行比較，此時需要操作人員控制好掘進的速度等數(shù)值。操作人員掘進工作，最常見的使用設(shè)備就是掘進機，統(tǒng)籌規(guī)劃好掘進與錨固作業(yè)之間的平衡，在最少的操作時間內(nèi)，高效率的完成掘進工作，目前而言，大多數(shù)采礦工作都選擇了此種掘進模式。

2.2 型鋼支護技術(shù)

井下巷道支撐結(jié)構(gòu)承受的圍巖壓力既有縱向推動壓力也有橫向載荷壓力，因此，在確定支護技術(shù)前首先要進行支護結(jié)構(gòu)承載負荷能力測試。掘進作業(yè)時，可結(jié)合井巷設(shè)計選取適宜的型鋼支護技術(shù)，例如U型鋼支護技術(shù)適用于巷道服務(wù)時間長、圍巖受動壓影響大和無底鼓現(xiàn)象的巷道條件?？箯澖孛婺Ａ吭诖_定井下巷道型鋼斷面參數(shù)時尤為關(guān)鍵，其要保持與巷道支架負荷能力最大程度的相似[2]。支護型鋼的幾何形狀決定了支架本身具備的性能，因此，在進行型鋼滑移與鎖緊的過程中，支護結(jié)構(gòu)的接觸面面積及平穩(wěn)性必須達到最優(yōu)水平，使承受壓力效果達到最高標準。

2.3 錨桿支護技術(shù)

對于錨桿支護技術(shù)來講，因為現(xiàn)實中體現(xiàn)出了良好的支護價值，進而得到了行業(yè)人士的廣泛運用。采礦工程企業(yè)所開展的巷道支護工作，應(yīng)用錨桿支護技術(shù)，一方面不需要投入較大的資金成本，另一方面也能夠維持過程中極高的安全性。通常情況下，該種支護技術(shù)主要涵蓋頂板與礦幫兩種錨桿支護結(jié)構(gòu)，因為具有差異性的性能以及型號等特點，這就決定了有著多樣化的支護形式。比如復(fù)合玻璃鋼錨桿，主要使用的材料就是玻璃鋼，有著良好的強度性能，內(nèi)端頭則以左旋麻花結(jié)構(gòu)為主，其錨桿桿體的外部尺寸最大不超過26mm，因而在孔徑28mm-32mm的鉆孔中采用，此時保證錨桿和巖石層面達到正交效果，控制好其角度，最好應(yīng)該超出75°范圍。在操作人員錨桿安裝過程中，也應(yīng)該整合錨固劑的作用，嚴格規(guī)劃好攪拌的周期，保證一次錨固徹底以外，降低過程中斷問題的出現(xiàn)。

2.4 聯(lián)合高強支護技術(shù)

聯(lián)合高強支護技術(shù)的應(yīng)用，具有主動性、綜合性的特點，并可以通過與其他支護手段相結(jié)合的方法，進一步提高支護的效果。比如，聯(lián)合高強支護技術(shù)可以初步實現(xiàn)錨背支護、型鋼架支護等手段的聯(lián)合，進而增強對巷道圍巖的支護效果。在實踐中，聯(lián)合高強支護技術(shù)的利用可以有效解決礦產(chǎn)巷道內(nèi)部的深部位置變形問題，通過在巷道頂部、巷道側(cè)面等位置設(shè)置錨背支護，達到巷道內(nèi)部支護與外部支護協(xié)同錨桿支護的目的，進而從不同角度增強對巷道的支護效果。聯(lián)合高強支護技術(shù)的利用要點如下：其一，主動性。聯(lián)合高強支護技術(shù)可以在尚未發(fā)生變形或者塌陷的情況下，主動支撐礦產(chǎn)巷道圍巖，進而達到保障巷道圍巖安全的效果。但是，聯(lián)合高強支護技術(shù)的利用須以合理的支護方案為基礎(chǔ)，只有明確巷道圍巖的預(yù)應(yīng)力、垂直應(yīng)力界限，才能更好保障巷道安全。其二，綜合性。聯(lián)合高強支護技術(shù)的利用要點還體現(xiàn)在綜合性上，其可以將各類支護手段進行綜合化應(yīng)用，從而解決不同支護手段存在的缺陷以及不足。比如，錨背和型鋼的聯(lián)合應(yīng)用、高強度錨桿和錨索的應(yīng)用等，通過不同支護手段的綜合利用，實現(xiàn)聯(lián)合支護[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，就當(dāng)前我國采礦工程巷道掘進施工和支護技術(shù)的現(xiàn)狀來看，還難以做到確保安全性的同時實現(xiàn)掘進速度的提升，由于受到礦產(chǎn)工作環(huán)境以及技術(shù)等因素的影響，支護效果并不穩(wěn)定，施工人員的安全性難以保障。根據(jù)礦產(chǎn)施工的實際情況，對礦產(chǎn)巷道掘進施工以及支護技術(shù)進行了簡要的分析，希望對我國礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展有所幫助。