采矿工程巷道掘进和支护应用研究

王波

摘 要：新时代，我国科研力量日益壮大，科学技术有了较大的突破和进步。钢铁冶炼需要消耗大量铁矿，使得铁矿开采力度不断加大。但是，在开采过程中，巷道掘进和支护技术的应用往往不合理，同时采矿工程技术创新不足，已经不能满足当前矿产开采需求。因此，本文以铁矿开采为基础，深入研究采矿工程中应用的巷道掘进与支护技术，以期为相关人员提供理论指导。

关键词：采矿工程;巷道;掘进;支护

Absrtact： In the new era， China's scientific research strength is growing stronger， and science and technology have made greater breakthroughs and progress. Iron and steel smelting requires the consumption of a large amount of iron ore， making the iron ore mining efforts continue to increase. However， in the mining process， the application of tunneling and support technology is often unreasonable， and at the same time， the lack of innovation in mining engineering technology has been unable to meet the current mining needs. Therefore， based on iron ore mining， this paper deeply studied the tunneling and supporting technology applied in mining engineering， in order to provide theoretical guidance for relevant personnel.

Keywords： mining engineering;roadway;tunneling;support

當前，我国科学技术不断发展，铁矿开采技术研究力度逐步加大，正在朝安全、高效、可持续的发展方向演进。现阶段，我国采矿技术已经有了很大的进步，而这些进步与采矿技术的研发有较大联系。现场采矿作业期间，为使经济效益最大化，施工单位必须保证采矿过程的安全性和稳定性，这是进行采矿作业的首要条件。在进行巷道掘进时，必须重视巷道防护，施工期间由专业技术人员根据实际情况进行支护安装，以保证采矿工程的施工安全。

1 采矿工程巷道掘进技术

在采矿工程进行巷道掘进作业时，人们必须全面掌握钻眼爆破技术，同时能够对其进行熟练应用[1-3]。巷道掘进施工设计必须满足多台钻机同时作业的要求。施工人员要全面分析相关施工技术，以全面掌握炮眼钻孔时的钻眼深度。在使用钻机进行巷道掘进时，要全面考虑每个炮眼的间距和矿层厚度。如有必要，施工人员可以先在图纸上对其进行合理规划，精确计算炮眼深度和距离，以便在后期巷道钻孔施工中有效确定每个炮眼的位置。要严格遵守施工标准进行作业，以保证施工质量。一般情况下，金属矿层或非金属矿层的外巷道和沿脉的稳固性大体相似，因此施工人员可以采用单向掏槽方式进行巷道掘进作业。

巷道掘进达到一定深度后，如果炮眼较深，施工人员需要根据实际深度情况做出有效调整。如果炮眼的断面较小，那么可以采用复合掏槽方式进行巷道掘进作业;如果施工中遇到软弱夹层，施工人员就需要改变施工方案，在夹层中进行掏槽施工。一般来说，施工人员需要在夹层中布置三个倾角60°～90°的掏槽眼。

软弱矿层本身的断面较小，因此巷道掘进时需要设置炮眼进行辅助施工。当采用转眼爆破技术进行巷道掘进并开采出矿产资源时，人们还需要注意装矿过程。装矿环节需要的人力、物力较多，在实际的装矿工作中，大部分企业都会使用STB-22L扒装机。该设备具有灵活性高、可持续工作、高效施工的特点，其采用履带行走方式，因此在巷道掘进时能够在断面上稳定运输作业[4-6]。

2 常见的巷道掘进技术

2.1 抛锚一体化掘进技术

抛锚一体化掘进技术是一种效率较高的掘进技术，以锚杆支护技术为基础，它能够将支护与掘进相结合，能够降低整体施工时间，提高掘进效率。抛锚一体化掘进技术在巷道施工、矿业开采方面具有重大作用。

2.2 综合机械化掘进技术

综合机械化掘进技术的掘进方式较为复杂，它由专门的控制系统组成，包括悬臂式运输机、钻机、悬臂式掘进机、工程用电设施和通风设备等。该技术的关键组成部分就是悬臂式掘进机，其操控性能、掘进质量和工作效率对整体项目的进度有重要影响。经过更新换代，我国采矿设备制造行业得到了迅猛发展，已经能够满足当前采矿工程的巷道掘进需要。

3 巷道掘进技术应用注意事项

采矿作业期间，当需要进行爆破或装矿时，施工人员必须先将矿石通过扒装机运输到指定的设备上，然后才能进行后续操作。该设备具有安全、稳定、配合度高、高效等特点，因此在巷道掘进中，除使用掘机机之外，还可以配备相应的传输设备，使其形成整合式的流水线作业模式，提高巷道掘进进度，保证工程的整体施工效率。但是，巷道掘进的复杂性较高，系统化程度较大，因此巷道施工必须由专业技术人员进行组织，科学规划，以确保巷道掘进和后期使用的安全。当施工人员从岩石内开辟出巷道后，要做好支护工作，为巷道支护安装奠定基础。

4 采矿工程中巷道支护技术的应用

巷道支护是采矿作业的重要环节，只有保证支护质量，才能确保采矿人员的安全，才能顺利进行采矿。因此，在采矿作业过程中，企业必须强化施工人员对巷道支护的认识，使其掌握专业的巷道支护技术[7-9]，提高采矿质量，促进采矿工作顺利进行。

4.1 临时支护技术

与永久支护不同，临时支护只需要满足巷道掘进施工时的巷道支护需求。要想保证临时支护的安全稳定性，施工人员需要遵守以下施工原则。首先，施工人员必须全面了解支护材料的特性，严格把控材料质量。木质材料制作难度低，安装简单，存放方便，但是木质支架的结构强度较低，防火性能较差;金属材料可重复使用，但是材料成本较高，安装难度较大。施工单位要按照实际施工要求，进行综合考量，选择经济性强、安全性高的安装方案。在进行临时支护安装时，施工人员必须严格把控支护材料来源，对支护材料的质量进行全面抽检，严格按照规范流程进行施工作业[10-12]。

4.2 永久支护技术

永久支护是在采矿过程中能够长时间使用的支护形式，永久支护技术具有多种类型。

4.2.1 混凝土支护技术。混凝土支护技术是指将混凝土喷射出来，使其形成混凝土结构的支架，然后结合锚杆支护技术进行施工。这种施工方法能够有效防止岩石脱落，固定围岩。设备布局直接影响支护质量和施工效率，施工期间，混凝土喷射设备要合理布置，保证距离适中。施工人员必须按照施工流程进行支护作业，巷道掘进完成后，首先要安装临时支护，然后对临时支护进行混凝土喷射，提高支护稳定安全性。锚杆安装必须处理好细节，按照锚网混凝土喷射的方式，提高金属网的结构强度，以达到支护安装效果。

4.2.2 锚杆支护技术。在应用锚杆支护技术的过程中，为了有效保证施工质量，施工人员必须拥有软岩巷道回采支护的能力，在支护薄弱的位置添加锚梁，强化支护网，提升围岩表面的支撑约束能力。当巷道支护安装复杂，支护效果不理想时，可以重复这一步骤，直到支护强度达到标准。另外，支护安装期间采用与之对应的锚杆支护体系，对零配件质量进行严格审查，确保其精度。为了避免其变形，施工人员需要加厚锚杆托板，提高托板的抗压能力和使用安全性。

4.2.3 预制钢筋混凝土支护技术。该技术的应用优势在于施工成本低，支护强度高，但其伸缩性较差，总体质量偏大。在巷道支护工程中，使用最多的支护方式为吊环式前探梁支护。在实际施工中，为了确保施工质量，施工人员必须合理规划和制定安装方案，精确计算其间距和长度等，然后在巷道的平行位置吊挂3根前探支架，其间必须设置多个固定点，同时在固定点位置对其进行加固，以实现支护的绝对安全。

4.2.4 金属支架巷道支护技术。这种支护强度较大，耐用性高，拆卸方便，可以重复使用。金属支架巷道支护技术既能够用于临时支护施工，也可以用于永久性支护施工。一般来说，金属支架的原材料主要为特殊钢、钢轨和5号工字钢，背板材料需要根据其使用年限进行选择，如木板或混凝土预制板。

4.2.5 木支架巷道支护技术。巷道支护可以使用木支架，其优点是质量好、架设简单、加工方便、防止岩石风化，缺点是应用时间有限、强度较低、防火性差。

4.2.6 石材支架巷道支护技术。该支护技术应用的原材料种类较多，主要包括石块、混凝土和砖块等。石材支架巷道支护技术是一种连续性支护技术，耐用性和稳固性强，但是建設成本较高，并不适用于大范围支护作业。因此，该技术只应用于部分服务年限要求较长或低压环境的巷道中。

5 结语

巷道掘进与巷道支护有着密切联系，对采矿工程的整体安全具有重要影响，同时也是采矿过程中必须重视的环节。为了使采矿工作顺利开展，采矿企业必须加强对巷道掘进和支护技术的研究，进一步完善生产体系，优化各项结构参数和生产工艺流程。同时，要结合以往采矿施工经验，根据施工标准和要求，合理制定方案，保证采矿工程施工质量。采矿企业应该将施工安全放在首位，全面考虑巷道掘进和支护技术的应用安全性，注意施工细节，严格按照施工标准进行作业，以促进我国采矿业的可持续发展。

参考文献：

[1]谢鹏飞，崔风，康萌.煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究[J].建筑工程技术与设计，2019（35）：3249.

[2]柴免让.采矿工程巷道掘进和支护应用探究[J].建筑工程技术与设计，2019（36）：166.

[3]宫锡元.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].装饰装修天地，2019（22）：46.

[4]张辉.倾斜煤层沿顶掘进回采巷道上帮煤体失稳机理与工程应用[D].河南理工大学，2009.

[5]甄向宇.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究[J].科技视界，2019（10）：177-178.

[6]吴彤.煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究[J].现代工业经济和信息化，2019（4）：93-94.

[7]夏永忠.采矿工程巷道掘进及支护的应用探究[J].低碳世界，2017（33）：40-41.

[8]胡国宏.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量，2018（10）：134-136.

[9]来明明.超前支护在采矿工程中的应用研究[J].能源与节能，2018（7）：161-162.

[10]尹贤刚，谌立勇，郑云.超前支护在采矿工程中的应用研究[J].矿业研究与开发，2012（5）：63-65.

[11]高奇强.超前支护在采矿工程中的应用探析[J].能源与节能，2017（11）：183-184.

[12]韩立军，蒋斌松，贺永年.构造复杂区域巷道控顶卸压原理与支护技术实践[J].岩石力学与工程学报，2005（2）：5499-5504.