采矿工程中超前支护的合理运用探究

高跃文

(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原030024；2.西山煤电集团 杜儿坪矿，山西 太原030022)

1 研究背景和超前支护的形式

超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于掌子面开挖的一种辅助措施， 主要用于稳定工作面以保证施工的顺利进行，该方法已经被运用于公路修建、铁路修建、水利水电等隧道工程中，在我国的相关道路建设中已经发挥了巨大的作用，强大的促进了我国工业化的推进以及经济的飙升。

超前支护有其固定的形式，其主要形式有以下三种，分别是：（1）采用长度为3m 到5m 的超前钢管（也被称作锚杆），锚固工作面前上方岩体；（2）采用固件长度大于5m 的超前管棚（也就是采用较长的钢管、钢轨并结合钢支架）锚固工作面前上方岩体；（3）采用注浆锚杆超前注浆方式，注入水泥浆等，胶结硬化破碎岩体，以期加固。

2 超前支护施工参数与注意事项

2.1 掘进过程中超前支护参数

假设某施工队采用W703 采场联道掘进时，具体地质情况为辉绿岩体，为了保护人员安全和施工进度，采用超前支护的方式进行支护。首先，沿竖直面架设拱形钢支架，沿着钢支架上打孔深为2m 的锚杆眼；然后将长度为1.8m、φ43mm 的管缝式锚杆安装到孔中，锚杆尾部留200mm 长度以便链接钢支架，是锚杆末端紧贴棚梁并拖住它，以锚固周围的岩石和控制顶部岩层；然后再采用爆破的方法掘进，其尺寸应该小于或等于1.2m，爆破出渣后喷射混凝土支护，然后进行下一个循环。

通过以上步骤并且不断讯混， 就能够顺利通过辉绿岩破碎带，顺利的进行施工。 在施工过程中，扔有一些需要注意的问题：（1）锚杆应均匀布置；（2）锚杆孔角度需适当选取，不宜过大；（3）爆破后，要及时喷射混凝土和架设拱形支架，以缩短围岩暴露的时间和防止锚杆下面围岩脱落过多。

2.2 电耙道修复中的超前支护参数

首先沿着垮塌处架设梯形钢支架，其支柱采用24Kg/m 的“工”字钢或10cm×10cm 的“口”字钢，同时，钢支架尽量津贴电耙道的边沿；然后，采用精工技艺将18Kg/m 的“工”字钢加工成大约2.5m 厂的锚杆，并将其端部处理为尖头，以仰角15°以中央为支点将其向松岩体中推进，完成以后采用同样的方式推进其他锚杆，在这过程中保持他们之间的间距为5cm，一直到锚杆形成支撑棚架。最后人工出渣，直到1.2m 时停止，并继续架设T 形支架，以此往复。 一般情况下，往复几次支护加固后，就可回复电耙出矿。

在电耙修复中应该注意的问题：（1）注意均匀布杆；（2）用木板等背紧关闭边帮，防止侧面松散岩石滑落；（3）控制每次渣进尺寸，防止棚架受力过大。

3 残留矿体回采超前支护

残留矿体的回采方法主要采用进路式放顶退采，前端式装岩机出矿。其关键：回采进路的掘进与支护，进段路面必须保证安全并且满足相关装岩机的基本要求。

3.1 超前支护掘进回采进路

因为矿岩体极端破碎，超前支护掘进的方式类似于其他的掘进方式，掘进的断面为2.6m×2.7m，同时钢拱架之间必须采用密集木支护，以确保进路的稳定；最后，顶板及边帮都必须封堵的十分严实，防止石块掉落，造成不必要的安全事故。

3.2 典型回踩超前支护

一般来说，采矿的回采有两种方式，第一种为沿放矿结束采场的漏斗之间掘进回采进路，第二种是沿两个采场之间的间柱掘进回采进路。 这两种方案都可以在进路根据设计向两侧掘进分支进路，但是必须确保进路间距为5m 左右，等所有进路达到设定的要求以后按照间距为1m 到1.5m 进行放顶回采。 然后拆掉相关支护装置，必要时还得采用特殊手段，例如炸药爆破；最后循环以上步骤。

4 超前支护创造的经济利益

超前支护这种保护开采面的方法已经被广泛运用到采矿工程的施工中，为采矿施工的安全提供了最有力的支持，确保无数工程项目得以顺利进行，为很多企业创造了大量的利益，使很多企业赚取了更多的利润，同时也增强工作人员与相关管理人员的激情和信心，具有无形的价值。 由于目前采用该技术的企业不计其数，并且该技术被广泛运用到各个企业的各个项目中，因此无法具体的计算出该方法所创造的具体利润；但是可以肯定的是，该方法为很多企业的很多项目创造了不计其数的利润。

采矿工程中的超前支护已经得到了业内相关专业人士的认可，并且被广泛运用到相关的项目中；即便如此，超前支护在某些细部中仍有需要改进或注意的地方（如本文的第三部分），相关部门和专业人员应该投身到超前支护的专业研究中，争取做出一定的成果，服务于我国工业化和城镇化。

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