分析采矿工程中超前支护的合理运用

易洪 张崇荣

摘要：超前支护是一种科学的建筑开采学的运用方法，一般是在过于松散和破碎的岩石中施工时，进行超前的支护，在工程尚未进行到这里时就进行提前预防。看似没用，其实这一行为在保障施工顺利中起着重要作用[1]，尤其是在开采工程中，超前支护技术保障了工程的顺利实施，并在很大程度上保障了采矿工人的生命安全。现在，超前支护技术受到越来越多的企业的重视，也越来越多地被运用到开采工程中。

关键词：采矿工程；超前支护；意义

1 超前支护的方式及其在采矿工程中的运用

超前支护一般分为三种形式：首先是采用钢管对前方的松散岩石进行固定，这种钢管一般长3 m～5 m，通过适当的工具钉入旁边的岩石之中，将整个松散的岩石进行外在的物理加固；然后是使用钢管和钢轨等材料进行顶棚固定，这种固定的工具一般是5 m左右，通过循环的固定方式，形成一个强大的顶棚式加固装置；最后是用倾注泥浆的方式对前方的松散泥土进行固定，通过水泥的凝固性将松散泥土或碎石黏合在一起，起到稳固作用[2]，在使用这一方法时要注意水泥混凝土的凝固时间，计算好整个凝固需要的时间，不能因为错误的计算让整个计划失败。

采矿工程中对于超前支护的方式一般运用在巷道掘进、垮塌电耙和回采这三个步骤中，这三个步骤是采矿工程中很重要的部分，巷道掘进决定了工程是否可以按照计划顺利进行，电耙道则是严重影响着矿石的运输是否顺利，而对于矿石的回采则是增加了企业的经济效益。超前支护技术在这三个方面的运用保障了矿产开采的顺利进行和经济利益。

2 巷道掘进中的超前支护运用

2.1 开采过程的巷道掘进中存在的问题

在矿石的开采过程中，由于逐渐深入的开采位置，上方的泥土也开始承受更多的重量，巷道的支护难度也随着采矿工程的逐渐进步而不断增加，在这个过程中，有的巷道因为没有进行科学的预防和改进，发生坍塌不得不重新规划路线并且重新掘进[2]，坍塌的巷道无法再继续使用，必须从新开辟一条新的道路继续前进，这样就严重耽误了工程进度，并且造成了不必要的时间和精力的浪费，更可能会威胁到在巷道工作的采矿人员的生命。

2.2 开采巷道中对超前支护技术的具体运用

在巷道中的超前支护首先是要确定好设置固定支架的位置，并使用拱形钢架来进行固定。在钢支架的边沿岩石上凿除固定的支点，并将钢支架固定起来。将钢支柱安定好之后，采用光面爆破的方法进行掘进，并且在进行一段时间之后再次重复这一步骤，通过不断地循环掘进，顺利通过土质过于松软的地段，保障工程的顺利实施。在巷道施工中进行超前支护，可以避免因为坍塌造成的经济和生命的损失，加快整个开采工程的进程，增加企业的经济效益。

3 电耙道修复时运用的超前支护

3.1 电耙道在矿采过程中存在的问题和危害

电耙道在矿井下的作用主要是给采矿工人开采出来的矿石运到地面上提供一条安全的通道，但是电耙道在放矿采矿的过程中不断受到损害和破坏，常常会造成采矿时遇到难以将资源运送出地底的难题[3]，为了解决这种难题，企业不得不对电耙道进行二次修复，这种二次修复需要大量的资金和劳动力，额外地增加了企业的损耗和工人的施工量，在某种程度上阻碍了采矿工程的进程和效率。

3.2 在电耙道修复中超前支护技术的具体运用

一般矿山都会采用底柱分段崩落法来进行矿产的采集。而电耙道主要是企业运用钢筋水泥混凝土从整体上进行浇灌来进行超前支护。

在出矿过程中，电耙道由于受到各种爆破的影响造成了电耙道的负荷，破坏了电耙道的基本平衡组织，让电耙道容易发生坍塌阻断，使整体的工程不得不因此停下来进行修整，大大地影响了采矿工程的工作效率并延长了施工时间，因此必须对电耙道进行超前支护，延长电耙道的使用寿命，提高工程的施工质量和速度。

对于已经坍塌的电耙道需要在垮塌处设置一个梯形的钢支架，一般这种情况下使用的钢支架规格是10cm×10 cm的“口”字形钢板或“工”字形钢板。钢支架要尽量地贴着电耙道的边缘，在不阻碍电耙道基本工作运行的前提下进行加固处理。需要注意的是，在进行电耙道加固时要记得在周围岩石中进行钢锚的固定，一般是将钢锚钉入需要修复的电耙道附近，并每隔5 m左右的样子再进行一次固定，以此类推，形成一個坚固的钢锚棚，支撑住整个电耙道的上方松散土壤。最后将多余的土壤从洞口中移出来，并进行下一步的电耙道固定程序。如此循环多次之后，利用形成的稳定支护，重新挖掘电耙道，解决出矿难的问题。

4 矿产回采过程对超前支护的运用

4.1 矿产回采过程中存在的问题

4.1.1 矿产地回采的意义

矿产回采是采矿中一个重要的步骤，可以通过对已经开采过的矿山进行矿产回采，利用超前支护技术保障了回采的安全性和效率性。这种回采可以将正式采矿中遗留的高质量矿石进行回收和利用，在保障采矿工人生命安全的前提下，科学合理地利用超前支护技术进行对已经开采过的矿区进行回采，可以收获许多被遗留的高质量矿石，增加企业的经济效益。

4.1.2 矿产地回采的问题

在回采过程中有一个严重的安全为题，已经进行过开采的矿区受到了很多爆炸和人力踩踏的压力，矿区的岩石极其容易发生坍塌和破碎，想要开采这些部分的矿石工序极为复杂，使用普通的采矿方式已经没办法保证工作效率和安全问题。但是，根据科学计算，被遗留在开采区的矿石可以达到20 t，这对于企业来说是一笔巨大的经济利益，所以，需要使用超前支护技术对回采工程的顺利进行和安全提供保障[4]。

4.2 超前支护技术在矿产回采中的具体运用

矿产的回采主要是运进路式放顶退采，利用前段的采矿机器进行矿产的收集。以下是两种比较常见的回采方式。

这两种方式是：

a） 沿着采矿结束时的漏斗之间进行不断地掘进进行矿产的回采，这种技术的使用更加有效，按照原先的路途进行回采，可以增加找到矿石的几率，但是，也更为危险，已经被开发过的土壤更容易坍塌，相比之下，这种方式更需要超前支护；

b） 沿着两个废弃矿场之间的连接柱进行矿产回采，这种方式的经济效益比不上第一种方式，一般矿场之间的连接段都是资源比较贫乏的地段，但是，从安全方面出发，这种方式确是回采的首选。这两种方式都是比较有效和常见的方式，可以收获到很多的遗留矿产，获得巨大的经济效益。

5 结语

采矿工程不仅仅是一个关于企业效益的复杂工程，更是跟采矿工人的生命息息相关的工程。在采矿过程中合理科学地使用超前支护技术，可以在保障采矿工人生命安全的前提下提高企业的经济效益，并保障了采矿工程的顺利进行，对采矿产业而言，超前支护技术是极其重要的一门技术，设计施工人员应当充分重视这个问题。

参考文献：

[1] 陈忠胜，曾石清，王世金，等.工程地质特征及灾害防治[J].煤炭科技，2009（1）：32-33.

[2] 李作明.综放沿空掘巷支护技术研究[D].沈阳：东北大学，2009.

[3] 杨伯达，李文亮，付文刚，等.新掘主运大巷小倾角贯穿主运斜井综合掘进与支护技术研究[J].中国煤炭，2013（12）：57-62.

[4] 高怀鹏，毛海东.长管棚预注浆超前支护技术在浅埋偏压大跨隧道洞口施工中的应用[J].公路，2010（10）：215-217.