采礦工程施工技術應用探究

李春風

內容摘要 隨著社會生產力水平的持續提高，采礦工程事業得以快速發展，對巷道掘進及支護技術的應用提出了新的要求，必須立足采礦工程實際，采取先進技術措施予以積極應對。基于此，文章介紹了巷道掘進及支護技術發展現狀，分析了采礦工程巷道掘進施工及支護技術中的存在問題，并結合相關實踐經驗，分別從前探梁和液壓支柱等多個角度與方面，探討了采礦工程巷道掘進技術應用要點及巷道支護的應用，望有助于采礦工程相關工作的實踐。

關鍵詞 采礦工程 巷道掘進 支護技術應用

1 引言

當前，經濟社會發展節奏持續加快，能源結構趨于優化，使采礦工程面臨著更為嚴峻的挑戰與考驗。在采礦工程中，巷道掘進與支護技術始終發揮著不可替代的重要角色，只有不斷強化其具體技術措施的應用，才能保障采礦工程安全順利地實施，提高采礦工程整體實施效果。

2 巷道掘進及支護技術發展現狀

當今社會，我國經濟發展進入新時代，能源需求量持續提高，能源結構趨于優化，各類新型能源相繼問世，在推動經濟社會高質量發展中扮演著關鍵角色。在此背景下，采礦工程面臨著新形勢與新任務，必須通過采用新工藝與新技術，強化巷道支護效果，提高巷道掘進施工效率，促進采礦工程事業有序發展。長期以來，國家有關部門高度重視采礦工程巷道掘進及支護施工，相繼制定并推行了一系列規范化技術標準，在采礦巷道掘進與支護方面取得了一系列重大科研成果，在采礦工程中積累了豐富而寶貴的實踐經驗，為持續不斷保持礦產能源供應奠定了堅實的基礎。盡管如此，在內外部各項要素的影響作用下，我國當前采礦巷道掘進與支護技術與世界先進國家相比，依舊存在顯著差距，地質監測、支護設計、材料選用、安全評價等方面還存在諸多薄弱環節，必須客觀審視，區別對待。因此，在當前形勢下，扎實做好采礦工程巷道掘進與支護工作，具有極為深刻的現實意義[1]。

3 采礦工程巷道掘進施工支護技術中存在的問題

3.1 掘進施工工藝不合理

縱觀當前采礦工程實際，普遍存在著巷道掘進施工工藝欠科學等問題，重點表現為：對巖體應力考慮不充分、對鉆爆法依賴程度較高且藥量控制不當、鉆爆點布局不合理、錨噴支護系統性不夠等。

3.2 地質構造存在異常的問題

不同的采礦工程所處區域的地質構造存在著顯著的差異，合理分析地質構造有利于提高巷道掘進及支護效果。實踐表明，部分巷道掘進施工方案忽視了地質構造問題，對采礦工程所處區域地質條件缺乏宏觀統籌考量，當掘進遇到褶皺、斷層等構造時，則掘進難度系數明顯提高，影響了巷道掘進進度，且容易出現坍塌或垮落等問題，降低掘進施工安全性[2]。

3.3 安全技術不足

部分采礦工程圍巖結構可靠性不足，尤其是軟弱圍巖結構不穩定，增加了巷道掘進與支護難度，對安全技術具有更高的要求。從當前安全技術現狀來看，掘進巷道頂板下沉、底臌、兩幫變形現象不同程度存在，巷道支護安全監測與評估不夠充分，導致頂板脫落與裂縫問題頻發，嚴重情況下會威脅一線采礦人員生命安全，無法滿足高強度、連續性的巷道掘進施工需求。

4 采礦工程巷道掘進技術應用要點

4.1 瓦斯排放

瓦斯是種無色無味的氣體，擴散能力強，當單位空間內的含量達到一定濃度時，會造成空間缺氧，易引發燃燒或爆炸，因此，控制瓦斯排放是采礦工程巷道掘進技術的關鍵。要采取有效通風措施，提高礦井通風效果，將掘進面游離出來的瓦斯氣體及時排出，防止其因積聚而造成的濃度驟增，降低危險系數。同時，要采取精密儀器設備，對巷道中的瓦斯濃度進行動態化監測，及時分析研判處理瓦斯濃度異常問題[3]。

4.2 通風防塵

采礦掘進中會產生大量粉塵，既會導致施工環境能見度降低，使施工環境變得惡劣，也不利于一線施工人員的人身健康，必須從巷道客觀實際情況出發，采取行之有效的通風防塵措施，降低粉塵系數與含量[4]。要根據巷道風壓、風量基本需求，配置性能工況條件良好的通風設備，并保證設備數量足夠、分布科學，對于粉塵相對集中的區域，要予以重點配置。除通風設備，還要在巷道中設置高效防塵系統，優化降塵防塵效果。

4.3 光面爆破

光面爆破技術是采礦工程巷道掘進中的典型技術方法，實施前需事先嚴格擇定爆破參數。根據爆破方式的不同，可細化分為修邊法、預裂法等多種不同類型，不同的光面爆破方法對裝藥量、爆破孔布置、爆破力度等要求不同，須結合巷道實際進行綜合計算，并進行特定試驗，在試驗結果符合工程技術標準后，方可進行正式爆破，以充分保證爆破效果，減小巷道掘進安全事故發生的概率。

5 采礦工程巷道支護應用探討

5.1 前探梁和液壓支柱

前探梁和液壓支柱是采礦工程巷道支護的重要技術方法。在以往的前探梁支護中，由于缺乏重視，導致前探梁支護效果不甚理想，穩定性嚴重不足，關鍵情形下無法起到應有的支護作用。對此，可在前探梁結構中增設吊掛，對支護結構進行矯正強化，改變傳統前探梁存在的顯著不足，提高支護結構穩定性，更好地發揮巷道支護作用。要合理掌握前探梁距離，優化調整巷道支護布局數據參數，清理影響前探梁和液壓支護的巷道雜物，為前探梁的平行位移營造良好條件。在實施放炮操作前，要將支柱掛在頂梁上，并利用水平銷軸進行固定連接，提高巷道支護能力，保證頂梁牢靠。

5.2 預制鋼筋砼支架

預制鋼筋混凝土支架主要是通過將混凝土加工成為具有特定支護性能的支架，配置在礦井巷道中，提高梁柱接口的連接效果，傳導支護強度與壓力。這種支護技術預制操作簡便易行，經濟性較強，可在短時間內完成更多巷道的支護任務，但鋼筋混凝土支架相對笨重，需要大型機械設備進行轉運架設，且伸縮性與延展性相對較弱。在預制鋼筋混凝土支架支護中，需要合理分布吊掛前探支架，并確保支架強度與剛度。

5.3 錨桿支護技術

隨著采礦工程支護需求的提高，各類更高性能、更高支護能力的支護技術陸續問世，為實施巷道支護提供了更為豐富的支護技術手段，錨桿支護技術便是其中之一。從誕生至今，錨桿支護技術的應用范圍迅速擴大，在錨桿加固特定的支撐下，進一步改善了巷道內部結構穩定性，使巷道圍巖強度持續提高，即便是在軟弱圍巖環境下，依舊能夠體現出理想的巷道支護性能。由于采礦工程巷道實際情況不一，錨桿支護技術的應用過程有所區別，重點表現在對錨桿具體指數的設計與調整方面。

5.4 軟巖回采巷道支護

軟巖回采是采礦工程的常見工作條件之一，由于其特殊性較強，必須進行強化支護，重點針對軟弱區域進行集中支護操作，改變巷道軟巖環境，提高巖體支撐能力。受地形地質等外界環境的影響，部分采礦工程的軟巖回采巷道需進行重復支護。在此基礎上，要增設支護網的柔性，當軟巖環境發生顯著變化時，可第一時間化解巖體結構壓力，防止巖石破損與墜落，提高巷道支護安全系數，促進巷道掘進施工安全進行。

6 結語

綜上所述，受工藝技術、管理模式、行為理念等方面的影響，采礦工程巷道掘進及支護技術應用中依舊存在著多方面的缺陷與不足，制約著采礦工程整體效率的優化提升。因此，技術人員應該從采礦工程的客觀實際需求出發，充分遵循巷道掘進及支護技術的基本應用規律，創新技術方法流程，強化掘進與支護效果，為提高采礦工程安全性與穩定性構建可靠屏障。

（作者系冀中能源股份有限公司章村礦 工程師）

【參考文獻】

[1]尹賢剛，諶立勇，鄭云.現代化采礦工程中超前支護的具體應用方法研究[J].礦業研究與開發，2019，32（5）：160-162.

[2]魏永福，李震.煤礦巷道掘進施工的影響因素及關鍵技術[J].科技經濟導刊，2016（32）：153-154.

[3]蔣傳田.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2018（6）：158-159.

[4]王拓，常聚才，張兵，蘇亞峰，等.深井堅硬頂板回采巷道錨網索支護技術研究[J].煤炭工程，2016，48（7）：50-52.