金屬礦山深部開采應力變化與巷道支護方法研究

張 雷

（吉林天池礦業股份有限公司，吉林 延吉 133500）

我國在進行金屬礦山的深部開采時，主要是通過巷道進行開采，因此，礦山中巷道的支護非常的重要，關系著采礦人員的生命安全，同時也是提高采礦效率的重要保障，而我國的大部分開通的巷道主要是由軟巖所構成，而軟巖的巖層結構對于巷道來說，其穩定性較差，非常容易變形，這就會使得礦山巷道容易出現坍塌的現象，而巷道的坍塌嚴重的影響礦山開采的經濟效益，更嚴重的會傷害到工作人員的生命，因此，巷道的有效支護，可以促進礦山開采的進度，保障開采人員的生命安全，使礦山開采能夠順利進行，因此，本文需要對巷道的支護方法進行詳細的研究，使支護方法能夠更加的科學、合理、安全，給金屬礦山的開采提供更大的保障。

1 巷道的支護原理

我們通過對金屬礦山的巷道支護工作的研究和分析，了解到礦山的支護方式分為兩種，一種是被動的支護，這種支護方式包括砌暄支護、木支架、鋼支護等，而這種支護方式的主要特點是，它在受到外界作用力時，不能隨著作用力的擠壓而發生結構上的變化，使得支護強度與巷道的對支護力量的需求不一致[1]。而另一種則是主動支護，主動支護主要包括錨桿、錨噴、錨索、錨網噴等等，這種支護方式的特點就是能夠利用對外圍巖層結構輔助自身的支撐，也就是通過外圍結構的形態提高自身的抗壓力性能，然后將外圍巖層結構的高度作為依托，同時依靠巖層機構的承載能力，從而使外圍結構和巷道框架形成一個整體，提升支護能力。而還有一種支護形式就是錨注支護形式，具體的特點就是通過主動支護的輔助，形成一種綜合的混支護形式。由于我國的軟巖結構大部分是較為復雜的，因此，在遭受到長時間的外界壓力后，單一的支護無法使巷道不變形，因此，我們就需要詳細研究，在選擇支護形式的時候可以選擇合理的、科學的，將不同的支護形式綜合在一起，提高巷道的支撐性能[2]。

2 金屬礦山深部開采中巷道支護所存在的問題

由于我國人口眾多，因此對資源的使用率也非常的高，使得我國對礦山的開采程度越來越大，使得對礦山的開采深度也不斷地增加，因此對礦山的巷道的支護就非常的重要，但是隨著巷道支護的發展，我們也發現了很多巷道支護所存在的問題，比如：礦山巷道的掘進技術效率較低，無法滿足礦山巷道的建設需求。其次，由于礦山巷道的建筑及其不易，因此對周邊環境的要求非常的高，在建設過程中就會對周邊環境造成一定的危害，對我國的生態建設存在一定的影響。且由于巷道的支護因各種不同的因素會導致坍塌等現象，這種情況嚴重影響了工作人員的生命安全，同時巷道的坍塌也會降低礦山開采的效率，造成經濟上的損失。同時，目前來看我國在礦山支護的軟巖支護技術上還有些落后，礦山開采時使用的設備和工具在精度上也較為落后，就比如使用的端部錨固是樹脂型的錨桿，這種技術是較為傳統的技術，較為的落后，無法適應復雜的開采環境。通過以上的分析，巷道支護中存在著很多的問題，會影響到礦山的開采進度，損失一定的經濟效益，甚至危害到工作人員的生命安全。

3 解決礦山巷道支護中難題的措施

針對以上問題，想要解決礦山巷道支護中所存在的問題，首先就需要企業對提高礦山掘進技術的重視，然后引進先進的技術和設備，從而提高開采過程中的掘進效率，且開發出最為安全的掘進支護技術，使巷道的建設能夠更加安全、有保障，降低不必要的安全隱患。其次就需要對開采點進行詳細的勘查，充分了解周邊的環境，從而做出合理的開采方案，提高巷道的建設效率，且提高巷道支護的新能。

同時，想要使開采進行的更加順利，在巷道開采過程中可以使用吊環式前探梁。最好選擇二行金屬件以及工字型金屬件進行具體的制作，這種方式較為的穩定，通過前梁作為基礎，使中間位置與巷道的中線保持一致，這樣就可以確保吊環的強度和前探梁的強度一樣，有助于提高工作效率。也可以使用單體液壓的形式進行支護，必須對操作過程進行嚴格要求，確保支護材料要放在頂梁的中心位置，在工作人員進行放炮時，其他工作人員需要第一時間將頂梁掛號，然后將水平稍連接好，然后設置好單體液壓支柱，確保單體液壓支護和金屬能夠承并排狀態，避免過程中出現漏頂的現象，降低施工難度。

4 如何選擇巷道的支護方式

（1）巷道支護變形的原因。巷道支護過程中會受到外界的壓力，而支護材料在受到外界壓力后，自身會產生一種作用了，我們稱它為應力，而在應力的作用下，巷道支護會存在一定的改變，從而使得巷道支護出現一定的問題。我們針對巷道支護出現變形現象的原因進行具體的分析，首先，巷道頂端若出現問題嚴重的會導致巷道的坍塌，如果是巷道的兩邊出現問題，則會使巷道出現變形、損毀等現象，而這些情況的出現就是受到了外界壓力以及自身應力的相互影響所造成的，因此應力的變化使影響巷道支護性能的原因之一，也就是造成巷道支護變形的主要原因，想要使巷道支護能夠更加的穩定，就需要選擇合適的支護方式，通過合理、科學的支護，使因應力變化所造成的損失降到最低。

（2）對支護方式的選擇。進行巷道支護時，可以選擇多種支護方式以及不同的支護材料，那么較為傳統的支護方式就是木支護，而由于木支架容易燃燒且并不能很好地重復使用，同時伴隨著社會的發展，木支架漸漸被鋼支架取締，金屬支架相對于木支架來說，在結構上較為的堅固，同時可以很好的防火防水，因此，巷道的支護常用到的就是鋼支護，但是鋼支護也存在著一定的弊端，就是它在搬運、裝卸以及安裝方面較為的困難，在部分特定地區可以使用。接下來對錨噴支護技術進行分析，錨桿支護技術是一種新型的支護方式，相對于其他的支護方式來說，在材料的結構上較為耐用、安全，且錨桿支護在進行施工時也較為的簡單、方便，且勞動強度較低，是一種快速、有效的支護方式，但是其也有一定的弱點，那就是錨桿支護對于圍巖的風化無法很好地預防，因此就需要對周邊的圍巖進行噴漿支護的方式，通過噴漿使錨桿的表面得到很好地保護，減緩它的風華速度，對錨桿支護起到鞏固、輔助的效果，使支護達到最好的效果。

5 結語

由上述的分析，我們在進行巷道支護時，一定要對開采地點進行詳細的了解，從而制定合適的、合理的、科學的支護方式，從而提高巷道的支護性能，促進金屬礦山深度開采的順利進行，提高企業的經濟效益。