淺談復雜地質條件下采礦掘進支護技術的應用

孫可光，范允鑫，陸 星

（1.山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 招遠 265400；2.山東黃金集團蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 蓬萊 265615）

復雜的地理地貌常常是因為人類和自然界的活動導致的，這些復雜地貌有動態(tài)性的變化特征，從綜合的角度來看，不同的地質條件下應用采礦掘進支護技術是很有必要的。但是目前我國金礦采礦攫取，為了能夠讓現(xiàn)有采礦掘進支護發(fā)展進程變得更加合理化，應當從理論和實踐相結合的角度優(yōu)化整體工作流程，完善支護類型和支護材料的研究，從而取得更好的掘進支護效果[1]。

1 采礦掘進支護技術概述與分析

1.1 采礦掘進支護技術的研究背景

在復雜的地質條件中，采礦掘進支護技術的應用前景和現(xiàn)狀不容樂觀，雖然人類的采礦技術正在不斷的發(fā)展，認知世界呈現(xiàn)出無止境的進步，但是采礦掘進支護技術的應用目前還有很多問題，從理論角度來講，仍然是可以創(chuàng)新的。大部分的采礦掘進支護技術都是在半經驗、半理論的基礎之上，通過嘗試而不斷發(fā)展各種理論存在的基礎，也存在著問題，比如在某一個復雜的地質區(qū)域內，工程巖土、圍巖的穩(wěn)定性具有差異性，對于某一特殊地貌的爆破方式和掘進方式等可能會影響掘進支護技術的變化，甚至在某一個特定礦區(qū)的項目內，還會有不同的掘進需求。對于整個金礦開采工程來說，其工作質量、工作操作可能有一定的差異性，充分考慮到采礦決定支護技術所使用的機械設備、材料、技術、手段、性能等多方面因素，才能基于復雜的地質條件展開對采礦掘進支護技術的具體選擇，并使其具有合理性。

1.2 采礦掘進支護技術分析

目前，我國的金礦是非常重要的稀缺技術資源，我國現(xiàn)有的金礦礦區(qū)往往具有一定的采掘歷史，但是其地質條件存在不穩(wěn)定性，常常會受到金礦周圍資源的生成性影響，隨著時代的變遷，幾十年來的開采可能使得金礦礦區(qū)的地層出現(xiàn)斷層，水文地質條件比較靈活，有的地方的地質變化比較活躍，特別是對于一些比較深的金礦開采區(qū)域和平面而言，其地質條件增加了采礦掘進的難度。很多地區(qū)的礦井開采使得當挖掘區(qū)域越來越深，內部的礦藏分布產生了一定的變化，甚至這種變化加劇了礦井內部的采掘復雜性。比如，某些黃金金礦周圍的地質地貌變得更為疏松，底板非常松軟、不具有強度，在采掘的過程中容易破碎或產生危險。金礦開采區(qū)域可能在巷道頂部出現(xiàn)明顯的收縮，這對于采礦決定支護來說是一個大難題。礦區(qū)之內的金礦總儲備量呈現(xiàn)不均勻分布的，這就給金礦礦區(qū)的開采工作帶來了很大的困難。有關人員應該在開采的過程中創(chuàng)新更為齊全的采礦掘進支護技術，從而確保礦區(qū)內礦井采礦人員的安全性，確保人身及財產的安全[2]。

圖1 金礦掘進支護技術示意圖

2 復雜地質條件下采礦掘進支護技術的內容

2.1 錨桿臨時支護技術

隨著現(xiàn)代科技技術的發(fā)展，金礦的開采技術隨著設備技術的不斷創(chuàng)新而發(fā)展，復雜地質條件下能采取的技術手段越來越多。錨桿臨時支護技術，是一種非常靈活的利用錨桿和U 型鋼架實現(xiàn)的支護技術，能夠對于金礦所在地整個工作區(qū)域內的圍巖結構實現(xiàn)臨時性支撐，從而確保金礦礦區(qū)內圍巖的結構、保持穩(wěn)定性、杜絕傷害采礦人員。為了實現(xiàn)錨桿傾斜45°支撐圍巖結構，工作人員應該確保礦道內圍巖之間的結構穩(wěn)定性，提前做好勘探工作，并且做好臨時支護計劃。

2.2 退后臥底法支護技術

復雜地質條件促進金礦勘探工作的進步，個性化的支護手段保證了金礦正常開采，不同的掘進支護技術具有不同的優(yōu)勢，比如：退后臥底法支護技術使用的是結構非常穩(wěn)定的頂板，從而保障采礦人員的安全。頂板和底板之間存在2.5m 的絕對落差，這就需要所處地貌之間的落差近似于或者大于2.5m 的數(shù)值，掘進機在工作中應不斷的后退，采用臥底的方式保證開采進程的順利，確保斷層底板和頂板的高度差大小值保持在一個相對穩(wěn)定的態(tài)勢之下，從而能夠使得掘進支護過程更容易地保證巷道穩(wěn)定性[3]。

2.3 直接破頂法

在礦井的長期發(fā)掘過程中，常常因為復雜地貌的變化以及開采過程中所形成的空洞，綜合造成了具體的礦井斷層，此時金礦開采掘進機設備對于頂層實行直接破除的方式，頂部留下圍巖結構，利用保護網或繩索展開支護工作是比較快捷的一種支護方法。當前直接采用破頂法的礦井，往往是已經出現(xiàn)斷層的危險性環(huán)境，在硬度5 級以下的巖石中可以采用這一方法，從而能夠確保在不破壞頂層圍巖結構的前提下，盡量杜絕因為直接破除所導致的坍塌事故。

3 復雜地質條件下采礦掘進支護技術的應用分析

3.1 完整的支護方案和計劃

在金礦采礦掘進支護技術的類型中，需要考慮多種多樣的因素，首先確定采礦掘進支護工作技術的類型，并針對整個開采的總量要求實現(xiàn)階段性的計劃。為了制定完善的掘進支護方案和計劃，需要對于所有的掘進計劃化性目標、機械設備狀況、采礦掘進支護速度等有所了解，然后利用現(xiàn)場檢測監(jiān)測技術，根據金礦項目的實際地質情況，開展完整的支護方案和計劃制定工作。如果當?shù)亟鸬V所處地質條件非常復雜，那么采礦掘進技術就應該采用退后臥底法，在礦道內實現(xiàn)邊掘進邊開采，對于每次掘進的階段性時間和周期等都應該有完善的計劃，并計算掘進機械設備的參數(shù)。

3.2 加強完善的礦區(qū)地質監(jiān)測

地質環(huán)境將對于整個金礦開采掘進支護技術提出更高的要求，在地質監(jiān)測方面，首先應該做好開采前的準備工作，其次衡量貫穿整個采礦掘進支護工作環(huán)境內的各個工作標準，加強地質監(jiān)測在工作方案之前的初步準備力度，利用錨桿臨時支護技術探究礦區(qū)的傾斜角度，進行勘探和監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)復雜地質情況在掘進的過程中發(fā)生了變化，那么要求立刻革新掘進工作方案。完善的金礦礦區(qū)地質監(jiān)測技術，是妥善做好采礦掘進支護技術創(chuàng)新應用管理的基礎，能夠隨時發(fā)現(xiàn)動態(tài)的變化，避免因為采礦掘進支護技術不完備所帶來的消極影響，有關人員必須能夠非常敏銳的確保現(xiàn)有地質情況的后續(xù)穩(wěn)定性，專門的監(jiān)察、檢測人員將對于采礦掘進支護工作方案的可行性予以監(jiān)督，展開規(guī)范化工作的論證，提高金礦采礦掘進支護工作的實效性。

3.3 做好金礦采礦掘進支護工作過程的控制及管理

采礦掘進支護技術的工作現(xiàn)場涉及到很多非常瑣碎的工作內容，因此要提高現(xiàn)場工作人員的專業(yè)技術判斷能力，也要提升其職業(yè)道德及修養(yǎng)，確保工作人員能夠嚴格按照采礦計劃開展掘進設備的維護、設置參數(shù)，并做好工作流程的整體梳理工作。在導入現(xiàn)場質量監(jiān)督管理制度的同時，要求做好金礦采礦掘進支護，要求有監(jiān)督資質的第三方專業(yè)人員對采礦工作的各種流程和參數(shù)指標予以監(jiān)督及監(jiān)控，為了提高掘進支護工作質量標準，一旦出現(xiàn)參數(shù)錯誤，可以要求工作人員返修或整改。金礦采礦掘進支護工作的控制權管理工作是做好采礦后期監(jiān)督及驗收的前提，在社會性質量監(jiān)督管理機制的滲透過程中，金礦掘進支護技術的工作質量將不斷提升，礦區(qū)掘進支護技術的數(shù)據越來越完善，為后續(xù)的采礦掘進支護工作提供了很好的實踐依據。金礦采礦掘進施工人員和管理人員應加強培訓、做好技術整改、完善管理宣講，避免出現(xiàn)臨時性問題[4-6]。

4 結論

綜上所述，隨著現(xiàn)代金礦采礦掘進支護工作的不斷發(fā)展，采礦行業(yè)內對于采掘和支護的質量安全要求越來越高，這是因為掘進支護的質量不僅僅關乎社會的進步和發(fā)展，還關乎到金礦的開采效率。雖然復雜地質條件下的采礦掘進支護工作工期較長、投入成本較大、且工作量比較多、工程整體具有復雜性，但是只要在采礦人員和管理人員的重視背景之下，利用質量監(jiān)督及監(jiān)測人員的監(jiān)理和報備，就能夠在設計出最佳工作技術方案的前提之下，確保整個金礦采礦掘進支護工作的質量越來越高。在未來，有望更大程度的縮小掘進支護的成本，在實現(xiàn)資源合理配置的同時，提升金礦采礦的整體效率、優(yōu)化采礦業(yè)的經濟效益。