巷道快速掘進頂板支護技術的分析

龐坤宇

摘要：近年來，我國經濟發展迅速，工業化進程的加快使得我國對于鐵礦資源的需求量越來越大，為了滿足日益增長的鐵礦需求量，要加大鐵礦的開采，在鐵礦開采開挖礦井時，要采取有效的措施保證安全，在井下巷道掘進時要采取可靠的支護措施，由于井下巷道的環境復雜，要結合不同的空間和地質條件選用不同的支護技術，這樣可以保證礦井開挖過程中的安全性，為提升我國鐵礦產量打下堅實的基礎。基于此，本文簡要的分析了鐵礦開采中巷道快速掘進頂板支護技術。

關鍵詞：鐵礦;巷道掘進;頂板支護技術

Abstract： In recent years， China's economy has developed rapidly， and the acceleration of industrialization has made China's demand for iron ore resources more and more. In order to meet the growing demand for iron ore， it is necessary to increase the mining of iron ore. When excavating a mine， effective measures must be taken to ensure safety， and reliable support measures must be taken when the underground tunnel is being driven. Due to the complex environment of the underground tunnel， different supporting technologies must be selected in accordance with different spaces and geological conditions， so that it can ensure the safety of the mine during the excavation process， and lay a solid foundation for increasing the output of iron ore in China. Based on this， this article briefly analyzes the roof support technology for rapid tunneling in iron ore mining.

Key words： iron ore;roadway excavation;roof support technology

0? 引言

當前，在我國鐵礦開采的過程中，安全事故時有發生，最常見的鐵礦事故就是礦井塌方，一旦出現類似安全事故，會嚴重危及礦井工作人員的生命安全，同時還會導致鐵礦開采的停滯，影響行業的發展。為了提升鐵礦開采過程中的安全性，要對巷道的頂板進行合理的支護，確保礦井不會出現塌方等問題，在開采過程中，要結合地勘報告和實際的環境選擇合適的支護方式，在巷道掘進中常用的支護方式有錨噴式支護、錨桿式支護、鐵柱式支護、型鋼支護及收縮支護，這些支護技術各有優缺點，在巷道掘進時要合理選擇。

1? 鐵礦巷道掘進頂板支護技術

為了進一步提升我國鐵礦開采的效率，要保證鐵礦開采過程中的安全性，在礦井巷道掘進中要采取合適的支護技術，下面介紹幾種常見的鐵礦巷道掘進頂板支護技術：

1.1 錨噴式支護? 在巷道掘進施工過程中，可能巷道內富含豐富的鐵礦，需要在巷道內進行長期作業，由于巷道的頂板上承載的土層較厚，在鐵礦開采過程中需要對頂板進行永久的加固，一般采用錨噴式加固，指的是在頂板掛上鋼筋網片，然后利用高壓設備噴射混凝土，使得頂板能在混凝土的作用下不出現變形。一般要根據頂板的覆土厚度來考慮噴錨的厚度，保證頂板的承載力能滿足要求，不會在鐵礦開采的過程中因為機械設備的擾動使得巷道塌方，這就是錨噴式支護的重要作用。錨噴式支護成本較大，施工周期較長，一般用于開采周期較長的巷道。

1.2 錨桿支護? 在礦井巷道掘進施工中，錨桿支護是最為常見的一種支護方式。錨桿支護主要利用錨桿體和底座對頂板進行支護，然后可以通過鋼網將所有錨桿固定起來，這樣就可以形成一個整體，提升巷道頂板的承載力。由于錨桿的底座和頂座安裝有托盤，可以根據支護的松緊程度來調節托盤，這樣可以確保最好的支護效果，所以這種支護方式被廣泛應用到礦井巷道頂板支護中。

1.3 鋼格柵支護技術? 鋼格柵支護技術在鐵礦掘進巷道支護中也是一種常見的支護方式，這種支護技術的優點就是鋼格柵加工起來較為簡單，不需要大型的設備，質量輕易安裝，造價成本較低。它的抗彎型和抗扭性較好，適用于巷道施工的特性。由于鋼格柵也具備一定的柔軟性，可以適應表面凹凸不平的巷道，正因為他這種特性，在巷道內部發生變化時，它可以與巷道頂板很好的貼合在一起，進一步起到支護的作用。在實際的應用中，鋼格柵支護技術能夠取得較好的支護效果，能夠有效保護整體的可靠和穩定性，具有較高的安全性和效率。但這種支護技術也有一定的缺點，比如鋼格柵整體的承載力不是太高，對于一些頂板承載力較大的巷道不宜使用，因此進一步優化這項支護技術也迫在眉睫。鋼格柵支護的鐵礦巷道如圖1所示。

1.4 礦用支護型鋼支護技術? 在鐵礦巷道掘進開采過程中，如果鐵礦開采的速度較快，開采周期較短，可以在開采的過程中根據頂板的形狀提前制作好型鋼用于頂板支護，由于型鋼的強度較好，承載力較高，可以根據頂板的形狀制成各種不同的支護形式;有些頂板上層土質較好，覆土不厚，可以直接用鋼柱進行支撐;有些頂板的整體強度較低，可以制作一個整體的型鋼，對頂板進行支撐。型鋼支護的鐵礦巷道如圖2所示。

2? 巷道快速掘進中影響頂板支護穩定性的因素

在鐵礦開采過程中，要結合不同的地質條件和周邊環境采取合理的頂板支護技術，結合上文提到的四種常用的頂板支護技術，要深入分析影響頂板支護穩定性的因素，要結合實際的施工情況選擇最優的支護方式，保證頂板的穩定性，提升鐵礦開采過程中的安全性。

2.1 施工巷道的地質條件及周邊環境? 由于鐵礦都是經過長時間的作用形成的，所以鐵礦儲量豐富的地方一般地質情況比較復雜，在礦井巷道掘進中，提升了鐵礦開采的難度。一方面擔心掘進的過程中遇到微風化的巖層，這種巖層非常堅固，在掘進過程中很難破碎，這樣就降低了開采的效率;另外在掘進的過程中如果遇到軟土層或者含水量較大的土層，也會增加開采難度，對于頂板的支護也比較復雜，這時候可以考慮噴錨支護，并在巷道中合理設置排水溝，保證地下水可以自由排出，形成良好的水循環系統，通過噴錨支護將軟土層形成一個整體，提升巷道頂板的承載力，所以在巷道掘進施工時，要根據實際的地質情況和周邊的環境選擇合理的支護方式，消除復雜環境對于鐵礦開采工作的不利影響。

2.2 工藝技術? 在鐵礦巷道掘進的過程中，掘進工藝也會對支護的穩定性產生影響。當前常用于礦井掘進的工藝就是鉆爆法、機械掘進法，這兩種掘進方法在掘進中的擾動都較大，對于支護的穩定性也會造成影響。對于不同的掘進工藝要選擇不同的支護技術。如果采用機械設備綜合掘進，那么對于機械工作面的要求較高，就可以用型鋼支護，在機械掘進的同時用型鋼將頂板支撐住，提升頂板的整體穩定性，如果用錨桿支護會因為位置的沖突影響機械設備的正常工作;如果采用鉆爆法進行掘進開采，一般可以采用錨桿支護或者噴錨支護，這樣可以避免爆炸時對整體產生過大的擾動，破壞巷道井壁的完整性。為了消除掘進工藝對于頂板支護穩定性的影響，要選擇合理的支護技術。

3? 提高鐵礦巷道頂板支護技術的有效措施

為了進一步提升我國的鐵礦開采效率，保證鐵礦開采質量，最為基礎的就是要保證鐵礦開采過程中的安全性，要采取有效措施提升頂板支護的穩定性，結合上文提到的影響支護穩定性的因素，在具體的掘進開采中，要采取有針對性的措施進行解決，下文筆者結合自身多年的鐵礦開采工作經驗提出了幾點建議：

3.1 做好地質勘探工作? 在鐵礦開采前，要對鐵礦的儲量及鐵礦所在的地質層進行合理的分析，做好地質勘查工作，了解周邊的水文條件，這樣可以選擇合理的掘進開采方式，也可以確定好選用何種支護技術最為安全。做好充足的準備工作可以提升鐵礦開采掘進的效率。

3.2 選擇合適的掘進施工工藝和掘進機械? 在傳統的礦井開采中，常用的掘進開采方式就是鉆爆法，隨著我國工業化的發展，多種掘進機械被廣泛應用到鐵礦開采中，這些機械在掘進時對于土層的擾動較小，施工的效率也快，可以不破壞頂板支護的穩定性。所以要結合礦井的地質條件選擇綜合性的掘進機械，這樣可以提升掘進過程中的安全性。

3.3 鐵礦企業要重視巷道掘進頂板支護? 在礦井巷道的掘進過程中，鐵礦企業要重視對于頂板的支護，要在做好充足的準備工作前提下，有足夠的資金投入用于頂板支護，要意識到頂板支護對于提升礦井開采安全性的重要作用。這樣在考慮頂板支護時不會因為材料和設備的問題影響正常的開采進程。

3.4 提升快速掘進過程中的安全監督? 在巷道進行頂板支護的時候，要根據井下地質構造情況結合巷道圍巖的力學性質來采取合適的支護方式。特別在重點工作區域的安全防護工作要做細，通過先進的安全監測技術確保整體工作區域安全，避免快速掘進時頂板的支護出現安全隱患。在頂板支護施工時，要完善和明確頂板支護的材料數量、尺寸以及支護方式等，要對相關掘進人員要進行技術交底工作，確保他們能按照規范的施工工藝進行頂板支護，提升支護結構的穩定性，從而保證掘進過程中的安全性。

3.5 支護施工的安全要加強管理? 鐵礦井下巷道快速掘進作業中，頂板的支護穩定性極容易受外界因素影響而出現坍塌冒頂問題，就得需要嚴格的管理措施加強安全方面的技術監督管理，需要從安全監督人員和支護作業人員兩方面加強安全管理，提升安全意識。

①為了提升支護的穩定性，保證掘進過程的安全性，一定要健全礦井巷道的安全監督管理機制，要按照規范要去配備足夠數量的安全監督人員，安全監督人員要認真做好本職工作，在掘進過程中，認真檢查支護結構有沒有出現質量問題，有些支護形式不合理或者支護結構的承載力不夠，在掘進中結構可能會破裂桿體可能會彎曲，這些都是支護結構失穩的征兆，要及時發現并做好加固整改措施，這就是加強安全監督管理的重要性。

②要提升礦井人員的專業操作能力與綜合素質，要強化他們的安全意識，在巷道掘進中能及時發現安全隱患，也不會違章強行作業，這樣可以從人的因素降低安全隱患，提升礦金掘進過程中的安全性。

4? 結語

綜上所述，為了滿足我國日益增長的鐵礦需求量，一定要采取有效措施提升鐵礦開采量，這就需要鐵礦企業重視安全作業，保證礦井巷道掘進過程中的安全性。在開采過程中，結合礦井的地質條件和周邊環境，權衡文中提到的常見的頂板支護技術的優缺點，選擇合適的支護方案，提升掘進開采過程中的安全性，這樣可以促進我國鐵礦開采行業的發展。

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