采礦工程中超前支護的合理運用探究

高躍文

(1.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原030024；2.西山煤電集團 杜兒坪礦，山西 太原030022)

1 研究背景和超前支護的形式

超前支護是保證隧道工程開挖工作面穩定而采取的超前于掌子面開挖的一種輔助措施， 主要用于穩定工作面以保證施工的順利進行，該方法已經被運用于公路修建、鐵路修建、水利水電等隧道工程中，在我國的相關道路建設中已經發揮了巨大的作用，強大的促進了我國工業化的推進以及經濟的飆升。

超前支護有其固定的形式，其主要形式有以下三種，分別是：（1）采用長度為3m 到5m 的超前鋼管（也被稱作錨桿），錨固工作面前上方巖體；（2）采用固件長度大于5m 的超前管棚（也就是采用較長的鋼管、鋼軌并結合鋼支架）錨固工作面前上方巖體；（3）采用注漿錨桿超前注漿方式，注入水泥漿等，膠結硬化破碎巖體，以期加固。

2 超前支護施工參數與注意事項

2.1 掘進過程中超前支護參數

假設某施工隊采用W703 采場聯道掘進時，具體地質情況為輝綠巖體，為了保護人員安全和施工進度，采用超前支護的方式進行支護。首先，沿豎直面架設拱形鋼支架，沿著鋼支架上打孔深為2m 的錨桿眼；然后將長度為1.8m、φ43mm 的管縫式錨桿安裝到孔中，錨桿尾部留200mm 長度以便鏈接鋼支架，是錨桿末端緊貼棚梁并拖住它，以錨固周圍的巖石和控制頂部巖層；然后再采用爆破的方法掘進，其尺寸應該小于或等于1.2m，爆破出渣后噴射混凝土支護，然后進行下一個循環。

通過以上步驟并且不斷訊混， 就能夠順利通過輝綠巖破碎帶，順利的進行施工。 在施工過程中，扔有一些需要注意的問題：（1）錨桿應均勻布置；（2）錨桿孔角度需適當選取，不宜過大；（3）爆破后，要及時噴射混凝土和架設拱形支架，以縮短圍巖暴露的時間和防止錨桿下面圍巖脫落過多。

2.2 電耙道修復中的超前支護參數

首先沿著垮塌處架設梯形鋼支架，其支柱采用24Kg/m 的“工”字鋼或10cm×10cm 的“口”字鋼，同時，鋼支架盡量津貼電耙道的邊沿；然后，采用精工技藝將18Kg/m 的“工”字鋼加工成大約2.5m 廠的錨桿，并將其端部處理為尖頭，以仰角15°以中央為支點將其向松巖體中推進，完成以后采用同樣的方式推進其他錨桿，在這過程中保持他們之間的間距為5cm，一直到錨桿形成支撐棚架。最后人工出渣，直到1.2m 時停止，并繼續架設T 形支架，以此往復。 一般情況下，往復幾次支護加固后，就可回復電耙出礦。

在電耙修復中應該注意的問題：（1）注意均勻布桿；（2）用木板等背緊關閉邊幫，防止側面松散巖石滑落；（3）控制每次渣進尺寸，防止棚架受力過大。

3 殘留礦體回采超前支護

殘留礦體的回采方法主要采用進路式放頂退采，前端式裝巖機出礦。其關鍵：回采進路的掘進與支護，進段路面必須保證安全并且滿足相關裝巖機的基本要求。

3.1 超前支護掘進回采進路

因為礦巖體極端破碎，超前支護掘進的方式類似于其他的掘進方式，掘進的斷面為2.6m×2.7m，同時鋼拱架之間必須采用密集木支護，以確保進路的穩定；最后，頂板及邊幫都必須封堵的十分嚴實，防止石塊掉落，造成不必要的安全事故。

3.2 典型回踩超前支護

一般來說，采礦的回采有兩種方式，第一種為沿放礦結束采場的漏斗之間掘進回采進路，第二種是沿兩個采場之間的間柱掘進回采進路。 這兩種方案都可以在進路根據設計向兩側掘進分支進路，但是必須確保進路間距為5m 左右，等所有進路達到設定的要求以后按照間距為1m 到1.5m 進行放頂回采。 然后拆掉相關支護裝置，必要時還得采用特殊手段，例如炸藥爆破；最后循環以上步驟。

4 超前支護創造的經濟利益

超前支護這種保護開采面的方法已經被廣泛運用到采礦工程的施工中，為采礦施工的安全提供了最有力的支持，確保無數工程項目得以順利進行，為很多企業創造了大量的利益，使很多企業賺取了更多的利潤，同時也增強工作人員與相關管理人員的激情和信心，具有無形的價值。 由于目前采用該技術的企業不計其數，并且該技術被廣泛運用到各個企業的各個項目中，因此無法具體的計算出該方法所創造的具體利潤；但是可以肯定的是，該方法為很多企業的很多項目創造了不計其數的利潤。

采礦工程中的超前支護已經得到了業內相關專業人士的認可，并且被廣泛運用到相關的項目中；即便如此，超前支護在某些細部中仍有需要改進或注意的地方（如本文的第三部分），相關部門和專業人員應該投身到超前支護的專業研究中，爭取做出一定的成果，服務于我國工業化和城鎮化。

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