采礦工程巷道掘進和支護應用研究

王波

摘 要：新時代，我國科研力量日益壯大，科學技術有了較大的突破和進步。鋼鐵冶煉需要消耗大量鐵礦，使得鐵礦開采力度不斷加大。但是，在開采過程中，巷道掘進和支護技術的應用往往不合理，同時采礦工程技術創(chuàng)新不足，已經(jīng)不能滿足當前礦產(chǎn)開采需求。因此，本文以鐵礦開采為基礎，深入研究采礦工程中應用的巷道掘進與支護技術，以期為相關人員提供理論指導。

關鍵詞：采礦工程;巷道;掘進;支護

Absrtact： In the new era， China's scientific research strength is growing stronger， and science and technology have made greater breakthroughs and progress. Iron and steel smelting requires the consumption of a large amount of iron ore， making the iron ore mining efforts continue to increase. However， in the mining process， the application of tunneling and support technology is often unreasonable， and at the same time， the lack of innovation in mining engineering technology has been unable to meet the current mining needs. Therefore， based on iron ore mining， this paper deeply studied the tunneling and supporting technology applied in mining engineering， in order to provide theoretical guidance for relevant personnel.

Keywords： mining engineering;roadway;tunneling;support

當前，我國科學技術不斷發(fā)展，鐵礦開采技術研究力度逐步加大，正在朝安全、高效、可持續(xù)的發(fā)展方向演進。現(xiàn)階段，我國采礦技術已經(jīng)有了很大的進步，而這些進步與采礦技術的研發(fā)有較大聯(lián)系?，F(xiàn)場采礦作業(yè)期間，為使經(jīng)濟效益最大化，施工單位必須保證采礦過程的安全性和穩(wěn)定性，這是進行采礦作業(yè)的首要條件。在進行巷道掘進時，必須重視巷道防護，施工期間由專業(yè)技術人員根據(jù)實際情況進行支護安裝，以保證采礦工程的施工安全。

1 采礦工程巷道掘進技術

在采礦工程進行巷道掘進作業(yè)時，人們必須全面掌握鉆眼爆破技術，同時能夠對其進行熟練應用[1-3]。巷道掘進施工設計必須滿足多臺鉆機同時作業(yè)的要求。施工人員要全面分析相關施工技術，以全面掌握炮眼鉆孔時的鉆眼深度。在使用鉆機進行巷道掘進時，要全面考慮每個炮眼的間距和礦層厚度。如有必要，施工人員可以先在圖紙上對其進行合理規(guī)劃，精確計算炮眼深度和距離，以便在后期巷道鉆孔施工中有效確定每個炮眼的位置。要嚴格遵守施工標準進行作業(yè)，以保證施工質量。一般情況下，金屬礦層或非金屬礦層的外巷道和沿脈的穩(wěn)固性大體相似，因此施工人員可以采用單向掏槽方式進行巷道掘進作業(yè)。

巷道掘進達到一定深度后，如果炮眼較深，施工人員需要根據(jù)實際深度情況做出有效調整。如果炮眼的斷面較小，那么可以采用復合掏槽方式進行巷道掘進作業(yè);如果施工中遇到軟弱夾層，施工人員就需要改變施工方案，在夾層中進行掏槽施工。一般來說，施工人員需要在夾層中布置三個傾角60°～90°的掏槽眼。

軟弱礦層本身的斷面較小，因此巷道掘進時需要設置炮眼進行輔助施工。當采用轉眼爆破技術進行巷道掘進并開采出礦產(chǎn)資源時，人們還需要注意裝礦過程。裝礦環(huán)節(jié)需要的人力、物力較多，在實際的裝礦工作中，大部分企業(yè)都會使用STB-22L扒裝機。該設備具有靈活性高、可持續(xù)工作、高效施工的特點，其采用履帶行走方式，因此在巷道掘進時能夠在斷面上穩(wěn)定運輸作業(yè)[4-6]。

2 常見的巷道掘進技術

2.1 拋錨一體化掘進技術

拋錨一體化掘進技術是一種效率較高的掘進技術，以錨桿支護技術為基礎，它能夠將支護與掘進相結合，能夠降低整體施工時間，提高掘進效率。拋錨一體化掘進技術在巷道施工、礦業(yè)開采方面具有重大作用。

2.2 綜合機械化掘進技術

綜合機械化掘進技術的掘進方式較為復雜，它由專門的控制系統(tǒng)組成，包括懸臂式運輸機、鉆機、懸臂式掘進機、工程用電設施和通風設備等。該技術的關鍵組成部分就是懸臂式掘進機，其操控性能、掘進質量和工作效率對整體項目的進度有重要影響。經(jīng)過更新?lián)Q代，我國采礦設備制造行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，已經(jīng)能夠滿足當前采礦工程的巷道掘進需要。

3 巷道掘進技術應用注意事項

采礦作業(yè)期間，當需要進行爆破或裝礦時，施工人員必須先將礦石通過扒裝機運輸?shù)街付ǖ脑O備上，然后才能進行后續(xù)操作。該設備具有安全、穩(wěn)定、配合度高、高效等特點，因此在巷道掘進中，除使用掘機機之外，還可以配備相應的傳輸設備，使其形成整合式的流水線作業(yè)模式，提高巷道掘進進度，保證工程的整體施工效率。但是，巷道掘進的復雜性較高，系統(tǒng)化程度較大，因此巷道施工必須由專業(yè)技術人員進行組織，科學規(guī)劃，以確保巷道掘進和后期使用的安全。當施工人員從巖石內(nèi)開辟出巷道后，要做好支護工作，為巷道支護安裝奠定基礎。

4 采礦工程中巷道支護技術的應用

巷道支護是采礦作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，只有保證支護質量，才能確保采礦人員的安全，才能順利進行采礦。因此，在采礦作業(yè)過程中，企業(yè)必須強化施工人員對巷道支護的認識，使其掌握專業(yè)的巷道支護技術[7-9]，提高采礦質量，促進采礦工作順利進行。

4.1 臨時支護技術

與永久支護不同，臨時支護只需要滿足巷道掘進施工時的巷道支護需求。要想保證臨時支護的安全穩(wěn)定性，施工人員需要遵守以下施工原則。首先，施工人員必須全面了解支護材料的特性，嚴格把控材料質量。木質材料制作難度低，安裝簡單，存放方便，但是木質支架的結構強度較低，防火性能較差;金屬材料可重復使用，但是材料成本較高，安裝難度較大。施工單位要按照實際施工要求，進行綜合考量，選擇經(jīng)濟性強、安全性高的安裝方案。在進行臨時支護安裝時，施工人員必須嚴格把控支護材料來源，對支護材料的質量進行全面抽檢，嚴格按照規(guī)范流程進行施工作業(yè)[10-12]。

4.2 永久支護技術

永久支護是在采礦過程中能夠長時間使用的支護形式，永久支護技術具有多種類型。

4.2.1 混凝土支護技術?；炷林ёo技術是指將混凝土噴射出來，使其形成混凝土結構的支架，然后結合錨桿支護技術進行施工。這種施工方法能夠有效防止巖石脫落，固定圍巖。設備布局直接影響支護質量和施工效率，施工期間，混凝土噴射設備要合理布置，保證距離適中。施工人員必須按照施工流程進行支護作業(yè)，巷道掘進完成后，首先要安裝臨時支護，然后對臨時支護進行混凝土噴射，提高支護穩(wěn)定安全性。錨桿安裝必須處理好細節(jié)，按照錨網(wǎng)混凝土噴射的方式，提高金屬網(wǎng)的結構強度，以達到支護安裝效果。

4.2.2 錨桿支護技術。在應用錨桿支護技術的過程中，為了有效保證施工質量，施工人員必須擁有軟巖巷道回采支護的能力，在支護薄弱的位置添加錨梁，強化支護網(wǎng)，提升圍巖表面的支撐約束能力。當巷道支護安裝復雜，支護效果不理想時，可以重復這一步驟，直到支護強度達到標準。另外，支護安裝期間采用與之對應的錨桿支護體系，對零配件質量進行嚴格審查，確保其精度。為了避免其變形，施工人員需要加厚錨桿托板，提高托板的抗壓能力和使用安全性。

4.2.3 預制鋼筋混凝土支護技術。該技術的應用優(yōu)勢在于施工成本低，支護強度高，但其伸縮性較差，總體質量偏大。在巷道支護工程中，使用最多的支護方式為吊環(huán)式前探梁支護。在實際施工中，為了確保施工質量，施工人員必須合理規(guī)劃和制定安裝方案，精確計算其間距和長度等，然后在巷道的平行位置吊掛3根前探支架，其間必須設置多個固定點，同時在固定點位置對其進行加固，以實現(xiàn)支護的絕對安全。

4.2.4 金屬支架巷道支護技術。這種支護強度較大，耐用性高，拆卸方便，可以重復使用。金屬支架巷道支護技術既能夠用于臨時支護施工，也可以用于永久性支護施工。一般來說，金屬支架的原材料主要為特殊鋼、鋼軌和5號工字鋼，背板材料需要根據(jù)其使用年限進行選擇，如木板或混凝土預制板。

4.2.5 木支架巷道支護技術。巷道支護可以使用木支架，其優(yōu)點是質量好、架設簡單、加工方便、防止巖石風化，缺點是應用時間有限、強度較低、防火性差。

4.2.6 石材支架巷道支護技術。該支護技術應用的原材料種類較多，主要包括石塊、混凝土和磚塊等。石材支架巷道支護技術是一種連續(xù)性支護技術，耐用性和穩(wěn)固性強，但是建設成本較高，并不適用于大范圍支護作業(yè)。因此，該技術只應用于部分服務年限要求較長或低壓環(huán)境的巷道中。

5 結語

巷道掘進與巷道支護有著密切聯(lián)系，對采礦工程的整體安全具有重要影響，同時也是采礦過程中必須重視的環(huán)節(jié)。為了使采礦工作順利開展，采礦企業(yè)必須加強對巷道掘進和支護技術的研究，進一步完善生產(chǎn)體系，優(yōu)化各項結構參數(shù)和生產(chǎn)工藝流程。同時，要結合以往采礦施工經(jīng)驗，根據(jù)施工標準和要求，合理制定方案，保證采礦工程施工質量。采礦企業(yè)應該將施工安全放在首位，全面考慮巷道掘進和支護技術的應用安全性，注意施工細節(jié)，嚴格按照施工標準進行作業(yè)，以促進我國采礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]謝鵬飛，崔風，康萌.煤礦采礦工程巷道掘進和支護應用研究[J].建筑工程技術與設計，2019（35）：3249.

[2]柴免讓.采礦工程巷道掘進和支護應用探究[J].建筑工程技術與設計，2019（36）：166.

[3]宮錫元.探析采礦工程巷道掘進和支護應用[J].裝飾裝修天地，2019（22）：46.

[4]張輝.傾斜煤層沿頂掘進回采巷道上幫煤體失穩(wěn)機理與工程應用[D].河南理工大學，2009.

[5]甄向宇.煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術的應用研究[J].科技視界，2019（10）：177-178.

[6]吳彤.煤礦采礦工程巷道掘進和支護應用研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019（4）：93-94.

[7]夏永忠.采礦工程巷道掘進及支護的應用探究[J].低碳世界，2017（33）：40-41.

[8]胡國宏.采礦工程巷道掘進及支護技術的應用探究[J].中國石油和化工標準與質量，2018（10）：134-136.

[9]來明明.超前支護在采礦工程中的應用研究[J].能源與節(jié)能，2018（7）：161-162.

[10]尹賢剛，諶立勇，鄭云.超前支護在采礦工程中的應用研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2012（5）：63-65.

[11]高奇強.超前支護在采礦工程中的應用探析[J].能源與節(jié)能，2017（11）：183-184.

[12]韓立軍，蔣斌松，賀永年.構造復雜區(qū)域巷道控頂卸壓原理與支護技術實踐[J].巖石力學與工程學報，2005（2）：5499-5504.