矿山破碎岩层地段井巷掘进的施工技术

张勇

（攀钢集团工程技术有限公司特种工程分公司　四川省　攀枝花市　617000）

矿山破碎岩层地段井巷掘进的施工技术

张勇

（攀钢集团工程技术有限公司特种工程分公司四川省攀枝花市617000）

随着我国钢铁行业的不断发展，对铁矿石原料的需求不断增加，为了促进我国钢铁行业的迅速发展，我们必须对铁矿开发的技术进行深入的研究。一直以来，铁矿开采的最大技术问题就是破碎岩层井港掘进及岩层支护，是必须重点研究并解决、改善的技术问题，这两种技术的完善可以让破碎岩层的铁矿得以安全、全面的开采。破碎岩层井巷掘进与支护在高应力的条件下进行，提升掘进技术水平，是当前必须解决的重点技术问题。

破碎岩层；井巷掘进；施工技术

在我国自然资源中，我国铁矿资源非常丰富，由于我国钢铁行业的不断发展，对铁矿的需求不断提高。大量开采铁矿，需要开掘大量的巷道，而开掘的过程中，掘进技术是铁矿开采的重要生产技术，掘进技术的问题直接影响到了铁矿开采的能力、开采的效率以及安全，值得人们深入研究和探讨。

1　影响巷道围岩稳定的原因

巷道围岩的岩体结构以及特征所处的力学状态、岩体所处的力学状态都可以影响到巷道围岩的稳定性，同时也是对岩体稳定性进行确定的基础，并且是决定岩体是否稳定的重要因素。从岩性的角度来看，可以将围岩分为两个类别，分别为塑性围岩、脆性围岩。其中塑性围岩主要包括了土质岩石，破碎松散岩石以及其他吸水后膨胀的岩石，这种岩石的风化速度很，力学强度低，遇到水后会容易出现软化、膨胀、崩塌等等不良现象，因此，这种岩体直接影响到了巷道围岩的稳定性。脆性围岩中包含了坚硬的岩体或者半坚硬的岩体，由于岩体本身的强度高于结构面的强度，所以，其围岩强度的大小完全取决于岩体的结构，对岩石本身的性质无明显影响[1]。

围岩的结构状态一般都是用破碎或完整的状态来表示，当一个完整状态下的岩石在长时间的地质运动之下，会使其断裂、破碎、变形等等，不同程度的改变了岩体原来的状态。所以，结构上的完整度或破碎状态可以看出，在一定的程度上，岩体所受到地质运动上所产生的位移程度。围岩破坏程度，在巷道的稳定性中起到主要作用，岩性在相同条件下，岩体破碎后，围岩就会出现失稳的状况[2]。对于脆性围岩来说，脆性围岩的强度取决于柔软结构面的发育以及分布的特点。结构面对于脆性围岩的稳定性的影响，不但取决于结构面的本身特点，同时与结构面的组合与巷道挖取的方向有着紧密的关联。只有当围岩内出现有利于塌落的分离体，并且尺寸小于洞跨市的时候，此时，脆性围岩才会出现失稳现象[3]。

2　港巷支护方式

巷道使用的支护方式有很多，每种支护方式的效果都均有不同，其中木材支架支护、金属架支护，整体式混凝土支护等等都是巷道中经常使用的支护方式，它们的支护效果均有不同，以及合适使用的范围作用都不同[4]。通过表1可以看出，不同的支护方式具有不同的作用和特点。

3　井巷掘进技术

井巷高效掘进技术主要有着三种方式：①我国现广泛使用的一种掘进技术，是一种悬臂式掘进机和单体锚杆机配套的作业线，这种掘进技术适用范围十分广泛；②一种适用于我国神东、万利等矿区，是由连续采掘机与锚杆钻车配套的施工技术，是一种不间断进行持续开采的采煤机器，不仅如此还能同时对多个巷道进行掘进，并且开采时可以交叉换位继续进行作业；③一种特殊矿区适合使用的开采方式，掘锚机组掘进、锚浆一体化的掘进新技术，不过此技术当前还在试用阶段，并没有得到广泛的应用[5]。但由于在某些矿产地区都是都是岩浆的主要活动地区，在矿区的脉岩中含有石英石脉、石英斑岩脉等等。更是有的矿区有断裂的破碎带，断层影响带以及接触破碎带等等，并且在岩体的周围内裂缝地带很多。因此在破碎巷道掘进无法使用机械设备进行工作，一直是铁矿生产所面临的巨大问题[6]。

表1　不同的支护方式对比

4　破碎岩层井巷掘进施工技术

现在在很多矿山中都能遇到不稳固岩层的情况，当前都是使用“绕道”的避开不稳固岩层，这种“绕道”的方式开采，应用这种方式对于施工开采的成本太高了，这种技术对于经济来说这种“绕道”的方式不是很明智，并且不适合对铁矿的探查，可能导致许多铁矿由于没有探查到位而流失，通过施工技术人员在施工实际中对破碎岩层地带的不断研究努力之下得出，片帮与冒顶的情况均可以得到有效的控制。

通过以上情况得知，可以使用相对应的施工技术（小断面超前光爆破掘进施工技术），这种爆破式的掘进技术本身有很多的优良特点，这些特点主要是由形成断面的两个过程所表现出来的：

（1）使用小段布控孔凿岩和爆破。

（2）布置对巷道断面的周边孔，利用爆光、爆层等技术或者使用非爆破的方式一直掘进到巷道的边界。

然后使用喷浆、浇浆、锚浆、注浆多种支护技术结合对巷道进行支护，这种技术对于巷道的支护有很大的效果，施工过程之中当巷道挖开之后立即喷射混凝土（厚度为40～60mm），对其先进行一次临时的支护效果，等到被爆破的巷道基本稳定下来后，利用钢筋混凝土对已经开凿临时支护的巷道进行永久的支护，并且对巷道使用锚杆以及钢筋进行进一步加强支护，有效的将支护效果提升，最后进行壁厚注浆加固支护。这是多种结合式的支护方式，对临时支护的进行了充分的发挥（临时支护左右有：让压作用、锚杆金属网组合支护、注浆胶凝加固作用）。其中的注浆胶凝支护是这几种支护方式中最有效果的一种方式，这种支护方式将其他的支护方式统一完美的进行了结合，最终形成了一个联合承受压力的整体。

在已经出现冒顶或破碎岩层地段，喷浆料这种方式只能使得围岩表面的裂缝以及冒落的松散岩块进行暂时的封闭，当巷道再次受到爆破产生的震动影响时，已经松动地段将会逐步增大，其中岩体将会自行脱落，原来的岩体变成松散体，使得围岩松动的部分再一次的加深松动，使用的锚杆的支护作用失去效果，同时浇灌的混凝土也会成为单独形式存在的一个支护体。但是巷道在进行过喷、浇、锚、网支护后再进行过注浆后，注浆液会把松散岩块与原岩块的缝隙进行填充，粘合起来，再次形成一个整体，成为具有承压作用的抗压结构体。

5　结束语

综上所述，在破碎岩层井港施工过程中，要以提高铁矿采区进度、安全生产保证经济效益为目标。在破碎岩层这种存在极大安全隐患的特殊地段进行施工，在确保安全的情况下进行开采，为企业创造效益。针对破碎岩层的施工，在破碎岩层施工中依旧存在着技术上的不足，我国破碎岩层施井巷掘井技术还有待提高，相关人员应该继续深入进行实践探究。

[1]何俊材，朱恒忠，高荣.巷道快速掘进技术在贵州省煤与瓦斯突出煤层中的探讨与应用[J].内蒙古煤炭经济，2014，01（5）：168～170.

[2]贺楠，陈传波.论高效掘进技术的发展现状及趋势[J].中国高新技术企业，2014，33（23）：141～142.

[3]金玉生.深部大断面岩石巷道机械化高效掘进技术研究[J].科技致富向导，2012，14（26）：272+302.

[4]尹俊涛，尚彦军，傅冰骏，曲永新.TBM掘进技术发展及有关工程地质问题分析和对策[J].工程地质学报，2005，03（12）：389～397.

[5]聂晓飞.浅谈如何于施工中实施快速掘进技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，09（25）：158～159.

[6]樊磊.我国矿井巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].科技传播，2013，03（12）：83+85.

TD263

A

1673-0038（2015）23-0239-02

2015-5-22

张勇（1972-），男，四川安岳人，大专，从事矿山建设工作。