采礦工程巷道掘進和支護技術的應用

張立武

摘 要：采礦企業對于我國經濟的發展起到了不容忽視的推動作用。重視采礦企業中的安全管理問題，不僅能夠提高采礦企業的發展水平，并且對于采礦業的未來發展具有重要的建樹作用。本文將從采礦工程中的巷道掘進和支護技術兩個層面，分析具體措施的應用，以供采礦工程實踐參考。

關鍵詞：采礦工程；巷道掘進；支護技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.058

1 采礦工程巷道掘進和支護技術中的影響因素

1.1 巷道圍巖強度因素

巷道的穩定性與圍巖強度息息相關，為了可以形成對巷道的良好支護和支撐，需要經過勘察并結合圍巖強度進行支護技術的合理采用。如果圍巖強度可以在錨桿支撐下，實現了自身強度的提高，那么可以進一步加大保護支撐力。圍巖勘察的過程中，主要針對地質應力的承載能力進行了解和分析。承載能力的高低與頂板位移的大小有著直接關系，承載性能強，當地質應力增加的情況下，會降低頂板位移的大小，發揮相應的保護和支撐效應。所以，采礦項目中的巷道掘進施工中，需要關注圍巖強度提高支護有效性和掘進安全性。

1.2 地應力因素

煤炭采礦工程中，地應力是具有較大安全影響的。其表現在會增加巖體位移、支撐物變形失效、煤層壓松等方面，甚至還會造成巖層斷裂、工程坍塌。為了有效解決這一隱患，確保采礦工程的順利進行，具體的巷道掘進與支護時，務必全面有效的采取技術方案對作業面形成支撐體系，與此同時，科學處理采空區，以促進采礦作業的安全進行。例如，對頂板巖層進行支撐控制，這一方式在當前的工作面保護支撐中較為常見，頂板管理支護技術即工作面支撐與采空區處理的有機結合。

1.3 巷道斷面尺寸及形狀因素

采礦作業的巷道掘進中，巷道圍巖應力的優化和保護支撐是必不可少的，這就會造成斷面出現應力不均的現象，為了可以使應力得到分散，應當在實際過程中嚴格控制巷道斷面的形狀和尺寸。

2 采礦工程巷道掘進技術的應用要點

2.1 做好地質勘探工作

在礦山巷道掘進時，為了避免地質構造及其環境影響到施工作業，對地質構造的勘探工作要引起重視，通過利用合理安排以及科學運用地質勘探技術提升地質構造勘探的質量和效率。當前，我國在地質構造勘察方面的技術能力還有待提高，在針對巷道地質構造實施勘探檢查過程中可以采用三維地震綜合勘探技術，結合企業現實狀況和實際采礦工程情況，在采區設計前進行三維地震綜合勘探，從而確保后期掘進過程更加安全。

2.2 控制瓦斯，做好瓦斯排放工作

巷道掘進時，不但要對支護問題進行考慮，還要綜合分析掘進環境是否安全穩定，掘進的過程中，產生許多瓦斯是必然的，其屬于一類易燃性氣體，假如瓦斯含量較多、濃度較高，容易發生爆炸事件。因此，相關人員需要以科學有效的方式對瓦斯進行采集或排放，盡可能降低巷道中的瓦斯量，充分有效的利用瓦斯。掘進的過程中，相關工作者需要動態監測巷道空氣中的瓦斯含量和濃度，如果濃度達到一定值，需要及時予以排放。

2.3 做好通風防塵工作

掘進過程中，空氣中會漂浮著煙塵粉末，并其還會存在危害性氣體，例如瓦斯和CO2等，對灰塵和危害性氣體也要予以及時的排除，避免巷道掘進工作者的人身健康和安全受到危害。通常來講，較為有效的手段是通風防塵，巷道安全管理中應當安裝內部通風系統，這一系統分為兩部分，設備通風以及自然風，在設計安裝中要準確定位兩者的位置，促使內部風壓以及需風量達到巷道施工要求，通風機在其中要配合輔助通風系統，盡可能多的排除灰塵和有害氣體。針對灰塵，工作人員可以利用除塵器對灰塵進行吸收，降低空氣中的灰塵量，并且工作人員還應當對巷道內部的溫濕度加以關注和控制。

2.4 改進巷道掘進施工工藝

鑒于當前掘進施工工藝問題，在巷道掘進中，首先必須嚴格遵照開采作業有關規章制度，然后采取綜合多道工序交叉作業。通過該工藝可有效提升掘進速度和效率，使巷道掘進作業和巷道支護作業可以平行開展，不會浪費太多時間，而且兩者之間的連續性加強，既能提高工作效率，又能保證掘進的安全性，當然還能合理分配工序作業的時間，提高巷道掘進的整體進度。

3 采礦工程巷道支護技術的應用

3.1 錨索支護技術

礦山掘進施工過程中，面對復雜地質情況，一般都采用軟巖的巷道支護技術。軟巖這一巖石結構，具有較強變形性和較差穩定性，松脆或風化的幾率很高，在掘進施工中如果遭遇軟巖情況，那么巷道需要采取必要且有效的支護措施。國際層面對于巷道支護的研究中，提出過許多方法，然而卻無法滿足高應力狀況下軟巖巷道支護的需求，現階段國內運用的錨索支護技術，能夠較好的對圍巖進行控制，增強圍巖的安全可靠性，得到了廣泛應用和推廣。

3.2 錨桿支護和錨注支護技術

針對軟巖這一在掘進施工中常見的圍巖類型，為了解決巷道支護的問題，可以利用具有較高強度的錨桿支護方式，通過對錨桿增設應力，提升圍巖的承載性能，通過加強錨端頭以及進行全錨固定，會避免圍巖發生形變，從而實現有效的支護。錨桿支護方式在經濟性方面有著比較好的優勢，能夠依據圍巖形變的實際情況采取相應的支護強度，有利于降低掘進成本。但是，由于高應力的制約，錨桿支護也具有缺陷和不足。錨桿支護方式運用中，并不是全部支護都主動的，根據支護體的安全順序可以將錨桿支護劃分成兩種，被動支護以及主動支護。

錨注支護方式利用注漿措施來提升圍巖自身的荷載能力，有效增強圍巖對外界影響的支撐力，同時避免圍巖遭受水侵害。

3.3 U型鋼支護技術

掘進過程中的巷道受高應力影響發生變形，通過加裝金屬支架抵抗高應力的影響，U型鋼技術要求金屬支架具有很強的伸縮性，隨時抵抗高應力的影響，充分發揮支護作用，在圍巖發生變形后可以起到很好的支護作用，但無法圍巖變形前提前支護。

4 結語

為了確保采礦工程的巷道施工安全，控制工程施工質量，以及巷道長期穩定性，工程過程中要根據巷道的實際情況和圍巖特性科學的進行巷道掘進，嚴格按照要求進行施工，并且做好掘進支護工作，保障采礦工程施工的安全穩定性，從而提高巷道掘進的效率和質量。

參考文獻：

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