采矿工程巷道掘进和支护应用

王贱峰

湖南涟邵建设工程（集团）有限责任公司 湖南长沙 410000

井下巷道作为矿井生产运输的通道，其掘进施工质量对整个矿井生产作业效率有着不可替代的直接影响。特别是对于顶板破碎带等特殊地质构造环境，确保巷道掘进通过时的安全，对于提升矿井作业安全性和有效性、推动综合效益的增加意义重大。

1 研究意义

在矿产资源的开发过程中，由于很多矿产资源处于地下复杂的环境条件下，在开采过程中存在着诸多的不确定性风险，为保障矿产资源的顺利开发，矿产企业需要在作业之前进行详细的开采流程制定，进而在此基础上保障开发工作的顺利进行，保障开发的安全性。地下开采作业中，采矿人员必须要结合现场的实际情况，结合矿产的分布条件，做好施工地下的场地支撑，进而为资源开采创造相对安全的环境条件，使得在整个的矿产资源开发过程中，相关人员能够及时将矿产开发出来的矿产运送出去，而在此过程中，对于支架保护方法的要求相对较高。巷道掘进与支护技术的应用是为了保障矿产资源的高效开发，通过这些技术的科学应用，能够使得开采作业稳步进行，并结合实际的工期要求，保障作业的安全性、高效性[1]。矿产所处的地下环境相对复杂，在资源开发过程中常常会存在诸多的限制，极易诱发现场塌方等安全事故，只有保障了掘进与支护技术的科学应用，才能够从根本上预防各类事故的出现，为开采作业创造相对安全的井下环境。

2 采矿工程巷道掘进和支护应用

2.1 掘进方式

通过实际调查发现，在当前我国采矿工程行业掘进环节当中，主要存在的有综合机械化掘进、大断面连续采掘、掘锚一体化掘进等几种类型。不同的掘进形式有着明显的差异性，这就需要操作人员在选择时，应该先对现场各方面条件进行详细的勘察，秉持实事求是原则，做好有效的选择，进而才能够发挥出掘进方式的应用价值。首先，站在综合机械化掘进模式下来看，在实际操作过程中，就是由人员整合供电系统或者是运输机等多个部门的作用下，根据现场环境等差异方面，确定好掘进设备的型号以及类型。而操作人员所开展的大断面连续掘进工作，就是灵活的调整间断式与连续式几种运输模式，借助专业的操作设备，在大断面巷道当中能够达到极高的掘进效率，与综合机械化掘进方式进行比较，此时需要操作人员控制好掘进的速度等数值。操作人员掘进工作，最常见的使用设备就是掘进机，统筹规划好掘进与锚固作业之间的平衡，在最少的操作时间内，高效率的完成掘进工作，目前而言，大多数采矿工作都选择了此种掘进模式。

2.2 型钢支护技术

井下巷道支撑结构承受的围岩压力既有纵向推动压力也有横向载荷压力，因此，在确定支护技术前首先要进行支护结构承载负荷能力测试。掘进作业时，可结合井巷设计选取适宜的型钢支护技术，例如U型钢支护技术适用于巷道服务时间长、围岩受动压影响大和无底鼓现象的巷道条件。抗弯截面模量在确定井下巷道型钢断面参数时尤为关键，其要保持与巷道支架负荷能力最大程度的相似[2]。支护型钢的几何形状决定了支架本身具备的性能，因此，在进行型钢滑移与锁紧的过程中，支护结构的接触面面积及平稳性必须达到最优水平，使承受压力效果达到最高标准。

2.3 锚杆支护技术

对于锚杆支护技术来讲，因为现实中体现出了良好的支护价值，进而得到了行业人士的广泛运用。采矿工程企业所开展的巷道支护工作，应用锚杆支护技术，一方面不需要投入较大的资金成本，另一方面也能够维持过程中极高的安全性。通常情况下，该种支护技术主要涵盖顶板与矿帮两种锚杆支护结构，因为具有差异性的性能以及型号等特点，这就决定了有着多样化的支护形式。比如复合玻璃钢锚杆，主要使用的材料就是玻璃钢，有着良好的强度性能，内端头则以左旋麻花结构为主，其锚杆杆体的外部尺寸最大不超过26mm，因而在孔径28mm-32mm的钻孔中采用，此时保证锚杆和岩石层面达到正交效果，控制好其角度，最好应该超出75°范围。在操作人员锚杆安装过程中，也应该整合锚固剂的作用，严格规划好搅拌的周期，保证一次锚固彻底以外，降低过程中断问题的出现。

2.4 联合高强支护技术

联合高强支护技术的应用，具有主动性、综合性的特点，并可以通过与其他支护手段相结合的方法，进一步提高支护的效果。比如，联合高强支护技术可以初步实现锚背支护、型钢架支护等手段的联合，进而增强对巷道围岩的支护效果。在实践中，联合高强支护技术的利用可以有效解决矿产巷道内部的深部位置变形问题，通过在巷道顶部、巷道侧面等位置设置锚背支护，达到巷道内部支护与外部支护协同锚杆支护的目的，进而从不同角度增强对巷道的支护效果。联合高强支护技术的利用要点如下：其一，主动性。联合高强支护技术可以在尚未发生变形或者塌陷的情况下，主动支撑矿产巷道围岩，进而达到保障巷道围岩安全的效果。但是，联合高强支护技术的利用须以合理的支护方案为基础，只有明确巷道围岩的预应力、垂直应力界限，才能更好保障巷道安全。其二，综合性。联合高强支护技术的利用要点还体现在综合性上，其可以将各类支护手段进行综合化应用，从而解决不同支护手段存在的缺陷以及不足。比如，锚背和型钢的联合应用、高强度锚杆和锚索的应用等，通过不同支护手段的综合利用，实现联合支护[3]。

3 结语

综上所述，就当前我国采矿工程巷道掘进施工和支护技术的现状来看，还难以做到确保安全性的同时实现掘进速度的提升，由于受到矿产工作环境以及技术等因素的影响，支护效果并不稳定，施工人员的安全性难以保障。根据矿产施工的实际情况，对矿产巷道掘进施工以及支护技术进行了简要的分析，希望对我国矿产行业的发展有所帮助。