采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

杨晓东

摘要：随着社会经济及科学技术的不断发展，特别是各项技术的应用为人类带来了巨大便利，而这一便利也被应用在了采矿行业。金属矿山巷道是开采过程中重要的开采运输通道，同时也是保证金属矿山开采安全及高效的关键。一旦金属矿山巷道出现问题，那么会对整个金属矿山开采作业造成严重影响，轻则影响开采作业的正常进行，造成不必要的经济损失；重则危及作业者生命安全，造成重大事故。因此加强巷道掘进和支护技术的研究及应用具有重要意义。

关键词：采矿工程；巷道掘进应用；支护应用；探析

引言

根据当前的情况来看，对于现在的采矿工程来说，为了更好地保障整项工作的运行安全，首先要保证采矿施工的安全。但是在巷道掘进技术的使用当中，在一定的程度上也保证整个工程的安全，还需要充分的使用这项技术，充分的了解巷道掘进技术的要点，根据实际的情况，来确定支护技术。并且有针对性地选取支护的类型，这样才能够保证施工的正常进行。

1金属矿山巷道掘进和支护技过程中存在的影響因素

1.1工程技术问题

在开采过程中采用的两种方式分为炮采和综采，炮采是在长壁工作面中执行。但是在开采过程中工作人员必须以金属矿山开采深度为依据，综合现场情况，及地势地理才能科学合理地设计和掘进炮眼，所以这要求对从业人员进行大量培训，和具备高级素养。并且在炮采过程中，顶板是很重要的一步，因此也应增强对顶板设施的管理，增强安全系数。1.2软岩问题

在我国金属矿山开采层中的岩层多为软岩，而软岩可分为地质软岩和工程软岩两大类别。根据软岩特性的差异及产生显著塑性变形的机理，软岩可分为4大类，即膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。而不同的软岩层会随着时间的推移，在地应力和水理作用显现出不同的表现效果，给施工造成巨大影响，所以金属矿山开采过程中应根据软岩的分布及特性做出合理的方案安排和调整。

2采矿工程巷道掘进和支护及应用要点

2.1金属矿山巷道掘进技术

金属矿山巷道掘进由破落、装运工序组成，是挖掘金属矿山巷道技术的基础。就当前而言，我国主流的挖掘金属矿山巷道技术有多巷道掘进、交叉换位掘进和综合机械化掘进技术。近年来，我们国家主要采用的是钻爆法进行施工。常用的钻爆法是一种依靠气腿式凿岩机作业，能够实现大规模的钻爆作业。常规的钻爆法有着适用强、方便和范围广的特点，能够适应于不同种环境的施工。根据地质条件的变化，钻爆法可以适当调整，进而形成成熟稳定的施工方案。虽然常规的钻爆法成本低、易操作，但是掘进速度慢、工序复杂，非常不利于岩石的稳定，甚至引起自然灾害。综合机械化掘进技术能够有效弥补常规掘进的不足，适用于大断面岩巷的掘进，由于我们该技术的起步比较晚，综合机械化掘进技术还处于实验探索阶段。综合机械化掘进技术是运用最多的金属矿山巷道掘进技术，基础的设备有悬臂式掘进机、转载机和锚杆钻机等。悬臂式掘进机是可以进行截割、装载运输等的多功能掘进机器。转载机是输送刮板的运送机。锚杆钻机是金属矿山巷道钻孔机。综合机械化掘进技术就是利用多种设备协作配合实现金属矿山的开采。目前，我国较先进的掘进机为金属矿山超千米深部全断面岩石巷道掘进机，可以实现超千米深度的开采，特别是能够轻松应对软岩、地应力和地温的高压。

2.2软岩巷道锚注支护技术应用

锚注支护作为锚杆与注浆相结合的支护方式，可以稳定围岩，主要机理为，针对锚注过程而言，采用注浆的方式将围岩内的裂缝封堵，减少风化对岩石的影响，降低水浸对围岩的软化，另外，还将松散的围岩胶结黏合，加固岩体，并且配合锚喷支护改善支护结构，形成更加牢固的支护体系，从而大大增强支护结构抗承载能力。针对注浆加固后的支护，可以改变围岩及应力分布，大大减少支护拉应力，从而加强支护体系。锚注支护方案是包含锚、喷、注、索全环节的支护方案，巷道支护一般先选择标准规格的高强度螺纹钢锚杆和注浆锚杆，将水泥注浆标杆一定的排距置于顶板和两侧，常用的注浆标杆液为一定比例的硅酸盐水泥和石灰石，注浆时按照一定的压力进行喷射。在混凝土喷射过程中，控制喷射强度，注意分两次喷射。针对锚索设定，可以延着巷道顶板加装合适的预应力锚索，注意选择合适的距离，并且喷射锚固剂。特别是优化锚注支护设计，布置观测点观察巷道锚注段和未锚注段巷道施工情况，控制加固工程，减少收敛变形量，保证支护达到理想效果，注意控制未锚注段围岩变形随着时间关系，长时间监测巷道状况。针对软岩层的不稳定，锚注支护技术在软岩动压巷道的应用就起到了关键作用，可以防止软岩破碎的情况发生，确保巷道的稳固。锚注支护技术是在锚杆支护技术的基础上，然后注浆巩固软岩层的技术，可以使原本脆弱的岩壁变得严实。锚注支护技术在软岩动压巷道的应用是在力学基础在采矿工程中的一个实际应用，软岩巷道锚注支护技术应用是目前主流的巷道施工手段，很好地帮助金属矿山巷道掘进支护施工。

2.3锚杆支护和锚注支护技术

针对软岩这一在掘进施工中常见的围岩类型，为了解决巷道支护的问题，可以利用具有较高强度的锚杆支护方式，通过对锚杆增设应力，提升围岩的承载性能，通过加强锚端头以及进行全锚固定，会避免围岩发生形变，从而实现有效的支护。锚杆支护方式在经济性方面有着比较好的优势，能够依据围岩形变的实际情况采取相应的支护强度，有利于降低掘进成本。锚杆支护方式运用中，并不是全部支护都主动的，根据支护体的安全顺序可以将锚杆支护划分成两种，被动支护以及主动支护。

锚注支护方式利用注浆措施来提升围岩自身的荷载能力，有效增强围岩对外界影响的支撑力，同时避免围岩遭受水侵害。

结束语

在经济飞速发展的今天，矿产开采技术的高低与安全性能够综合体现出一个国家的发展水平，因此，为了保证矿产资源连续开采的高效、安全、稳定，提高企业的工作效率与经济收益，就有必要选择先进的掘进和支护技术。

参考文献：

[1]樊坤，徐亮，侯杰.金属采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探讨[J].山东工业技术，2018（24）：78.