采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用

王賤峰

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

井下巷道作為礦井生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃渚蜻M(jìn)施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)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(duì)于頂板破碎帶等特殊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，確保巷道掘進(jìn)通過時(shí)的安全，對(duì)于提升礦井作業(yè)安全性和有效性、推動(dòng)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(xiǎn)，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(jìn)行詳細(xì)的開采流程制定，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上保障開發(fā)工作的順利進(jìn)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(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合礦產(chǎn)的分布條件，做好施工地下的場(chǎng)地支撐，進(jìn)而為資源開采創(chuàng)造相對(duì)安全的環(huán)境條件，使得在整個(gè)的礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，相關(guān)人員能夠及時(shí)將礦產(chǎn)開發(fā)出來的礦產(chǎn)運(yùn)送出去，而在此過程中，對(duì)于支架保護(hù)方法的要求相對(duì)較高。巷道掘進(jìn)與支護(hù)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(jìn)行，并結(jié)合實(shí)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(duì)復(fù)雜，在資源開發(fā)過程中常常會(huì)存在諸多的限制，極易誘發(fā)現(xiàn)場(chǎng)塌方等安全事故，只有保障了掘進(jìn)與支護(hù)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(duì)安全的井下環(huán)境。

2 采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用

2.1 掘進(jìn)方式

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

2.2 型鋼支護(hù)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(dòng)壓力也有橫向載荷壓力，因此，在確定支護(hù)技術(shù)前首先要進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷能力測(cè)試。掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，可結(jié)合井巷設(shè)計(jì)選取適宜的型鋼支護(hù)技術(shù)，例如U型鋼支護(hù)技術(shù)適用于巷道服務(wù)時(shí)間長、圍巖受動(dòng)壓影響大和無底鼓現(xiàn)象的巷道條件。抗彎截面模量在確定井下巷道型鋼斷面參數(shù)時(shí)尤為關(guān)鍵，其要保持與巷道支架負(fù)荷能力最大程度的相似[2]。支護(hù)型鋼的幾何形狀決定了支架本身具備的性能，因此，在進(jìn)行型鋼滑移與鎖緊的過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的接觸面面積及平穩(wěn)性必須達(dá)到最優(yōu)水平，使承受壓力效果達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)

對(duì)于錨桿支護(hù)技術(shù)來講，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中體現(xiàn)出了良好的支護(hù)價(jià)值，進(jìn)而得到了行業(yè)人士的廣泛運(yùn)用。采礦工程企業(yè)所開展的巷道支護(hù)工作，應(yīng)用錨桿支護(hù)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(hù)技術(shù)主要涵蓋頂板與礦幫兩種錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂胁町愋缘男阅芤约靶吞?hào)等特點(diǎn)，這就決定了有著多樣化的支護(hù)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(qiáng)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(shí)保證錨桿和巖石層面達(dá)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(yán)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(qiáng)支護(hù)技術(shù)

聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，具有主動(dòng)性、綜合性的特點(diǎn)，并可以通過與其他支護(hù)手段相結(jié)合的方法，進(jìn)一步提高支護(hù)的效果。比如，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以初步實(shí)現(xiàn)錨背支護(hù)、型鋼架支護(hù)等手段的聯(lián)合，進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)巷道圍巖的支護(hù)效果。在實(shí)踐中，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)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(hù)，達(dá)到巷道內(nèi)部支護(hù)與外部支護(hù)協(xié)同錨桿支護(hù)的目的，進(jìn)而從不同角度增強(qiáng)對(duì)巷道的支護(hù)效果。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用要點(diǎn)如下：其一，主動(dòng)性。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以在尚未發(fā)生變形或者塌陷的情況下，主動(dòng)支撐礦產(chǎn)巷道圍巖，進(jìn)而達(dá)到保障巷道圍巖安全的效果。但是，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用須以合理的支護(hù)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(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用要點(diǎn)還體現(xiàn)在綜合性上，其可以將各類支護(hù)手段進(jìn)行綜合化應(yīng)用，從而解決不同支護(hù)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(qiáng)度錨桿和錨索的應(yīng)用等，通過不同支護(hù)手段的綜合利用，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合支護(hù)[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，就當(dāng)前我國采礦工程巷道掘進(jìn)施工和支護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀來看，還難以做到確保安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)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(hù)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(shí)際情況，對(duì)礦產(chǎn)巷道掘進(jìn)施工以及支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析，希望對(duì)我國礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展有所幫助。