采矿工程巷道掘进与支护应用

2021-11-23栾岚

商品与质量 2021年31期

栾岚

通化钢铁集团板石矿业有限责任公司吉林白山 134300

1 常见的采矿掘进方式

1.1 机械化掘进

机械化掘进是一个综合性且繁杂的阶段，其是由许多工业设备一同运行来完成的，如悬臂式掘进机、运输飞机、钻探机、通风降温设备、电气设备等。在其中以悬臂式掘进机更为关键，其工作效能的高矮，将立即决策掘进作业实际效果的优劣[1]。目前该机器设备技术性可以达到开采掘进作业的规定。

1.2 抛锚—体化掘进

抛锚一体化掘进是在锚杆支护技术性的基本上发展趋势的一种新式掘进方法，其将掘进与锚杆支护二者合理融合起来，能够在减少掘进作业时间的基本上，保证掘进工作的安全性，避免煤巷施工现场风险的产生。

2 采矿工程巷道掘进的相关分析

2.1 采矿工程巷道掘进的概念

在矿产资源开采的过程中，主要有以下几种形式：第一，一体化开凿方式。这一方式的使用效率比较高，在使用的过程中既可以实现开凿工作的一体化，同时，也可以有效地保证施工环境的安全，提高开采的效率。第二，大断面连续开凿技术。该技术的应用会受到地理环境的影响，需要在特定的地势环境中才能够使用。第三，现代化的综合机械掘进方法。这个方法的使用会涉及大量的机械设备，从而有效地提高了开凿的工作效率，对采矿技术人员的专业能力也带来了一定的挑战。

2.2 矿产资源开采技术条件

针对矿产资源的开采需要一定的技术条件限制，其中主要涉及以下几点：

2.2.1 地压变化

它是对于岩石力学典型性灾难检测以及预警信息层面的内容科学研究。伴随着表浅资源开采完毕，绝大多数稀有金属矿山开采遭遇资源降低或匮乏的局势，很多矿山开采已慢慢转到深层成矿的开采。伴随着开采深层的提升，深层地应力水准较高，显著差别于表浅，开采振荡导致矿、围岩系统软件失衡，进而引起地压灾难显现的状况更加广泛且更加明显，导致伤亡与机器设备毁坏的地压安全事故概率也相对呈显著增长的趋势。岩爆作为一种典型性的地压灾难宏观经济显现状况，是高地应力标准下地下建筑基坑开挖全过程中，导致一部分矿、围岩系统软件中地应力累加，当超出其延展性極限时，存储于岩石中的延展性应变力能忽然释放出来，因此造成崩裂松动、脱落、弹跳乃至投掷等状况；它很有可能导致伤亡、机器设备毁坏，造成矿山开采开采高效率减少、经济发展成本上升等，岩爆是深水井成矿开采的重特大安全隐患。伴随着开采已逐渐向深层迁移，岩石处在高地应力情况，水准地应力对巷道和采场可靠性危害明显，矿、围岩存有中等水平岩爆选择性，开采抗压强度大，地压显现[2]。

针对地压和岩爆危害问题：①提出开展微震监测系统现场安装与调试及震源定位试验研究；②实现地压与岩爆活动及开采现状调查实时跟踪分析；③实现地压与岩爆危害孕育过程微震信息实时辨识与分析；④实现地压与岩爆活动震源定位及灾害预警技术研究，为矿山安全生产和科学管理提供依据和技术支撑。

2.2.2 巷道顶板

对于在矿产开采的过程中，部分巷道岩石结构比较破碎。因此，根据分析巷道的断面尺寸、巷道的服务年限和功能用途以及软弱结构面产状这三个因素对巷道支护形式和参数选择的影响。以岩体质量RMR分级结果为基础，基于巷道支护分级影响因素，修正RMR取值并修正巷道支护级别。

3 采矿工程巷道掘进和支护技术的具体应用

3.1 选择恰当的采掘方法

矿山开采过程中，二步骤充填体回采是一项重要的课题，爆破振动不可避免地会对相邻巷道，原岩顶板，充填体巷道及围岩造成一定的影响；其中，对充填体造成的影响是最明显的，因为充填体稳固性系数f值远小于原岩的稳固性系数。为减少爆破振动对充填体影响，提出无爆破振动在充填体掘进中的应用。

现以井下高程486-500m的矿体为例，486-500m需要在486m形成采场的底部结构，486m掘进巷道都在充填体中，可以采取人工爆破掘进和无爆破振动掘进两种方式，对这两种掘进方式进行了分析对比。人工爆破掘进的缺点：在充填体中人工爆破掘进时，爆破振动会对充填体巷道及围岩造成很大程度的破坏，使得原本就不稳固的巷道更加破碎，危险系数增大。无爆破振动掘进，无爆破振动掘进可以减少对充填体巷道及围岩的破坏，不产生或很少产生炮振裂缝，保持了围岩完整性，从而增大了围岩自身地承载能力，进而很大程度上提高了施工的安全性。

3.2 巷道的联合支护方法

依据巷道的尺寸结构藕荷均衡锚杆支护基本原理说明，锚索深层次巷道围岩产生钢筋锚固区，相互配合巷道附近带钢及其钢筋网片产生锚杆支护的小结构，在围岩产生变形时起基本抵挡变形的功效[3]。在这个基础上相互配合锚索的应用，锚索深层次围岩深层，激发深层围岩承载力与周围岩体一起产生深层大的高韧性安装结构，在围岩的变形全过程中与锚索产生的小结构一同维护保养巷道的平稳。