采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析

張興榮，紀向南

（山東黃金礦業(yè)（鑫匯）有限公司，山東 青島 267000）

采礦過程中，巷道掘進和支護屬于礦產(chǎn)開采過程中的中心環(huán)節(jié)，會受到施工環(huán)境、技術(shù)和設(shè)備、技術(shù)人員的專業(yè)能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)等等眾多因素的影響。但是在實際的施工過程中，巷道掘進和支護的作用是保證地下巷道能夠進行科學(xué)合理的規(guī)劃，進而幫助企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益，保護相關(guān)工作人員的生命安全，提高礦產(chǎn)資源運輸與開采的效率，為企業(yè)進行正常的生產(chǎn)經(jīng)營活動提供保證。

1 采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用作用

1.1 對于企業(yè)的應(yīng)用作用

采礦工程中巷道掘進和支護技術(shù)的良好應(yīng)用對于企業(yè)有著至關(guān)重要的作用，采礦企業(yè)獲得經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)就是有穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源來源，良好的巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用能夠保證企業(yè)生產(chǎn)原料的重要來源，是保證企業(yè)獲得經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)保證。同時企業(yè)在采礦工程中使用良好的巷道掘進和支護技術(shù)能夠提高企業(yè)內(nèi)部采礦工程的相關(guān)工作效率和質(zhì)量，為企業(yè)下一次采礦工程的實施奠定一定的經(jīng)驗基礎(chǔ)，能夠在一定程度上保證企業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定。需要注意的是巷道掘進技術(shù)和支護技術(shù)幾乎是同時進行的，在復(fù)雜的地下環(huán)境中，很多時候會出現(xiàn)軟質(zhì)的泥土和地質(zhì)，這樣就對掘進技術(shù)和支護技術(shù)提出了新的要求。尤其是近些年來，我國對于礦產(chǎn)資源的需求越來越高，所以采礦深度也越來越深，良好的巷道掘進技術(shù)和支護技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上保證企業(yè)進行發(fā)展的基礎(chǔ)，幫助企業(yè)建立核心競爭優(yōu)勢，促進采礦企業(yè)的良好發(fā)展[1]。

1.2 對于采礦工作人員的應(yīng)用作用

良好的巷道掘進技術(shù)和支護技術(shù)能夠有效保證采礦工作人員的生命安全，因為良好的巷道掘進技術(shù)能夠構(gòu)建相對穩(wěn)定和安全的采礦巷道，同時良好的支護技術(shù)能夠保證巷道在投入使用之后的穩(wěn)定。能夠確保采礦工作人員進行安全有效的工作。同時對于巷道掘進和支護技術(shù)人員來說，使用巷道掘進和支護技術(shù)能夠幫助他們提高一定的專業(yè)能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)，積累相關(guān)的工作經(jīng)驗，促進技術(shù)人員實現(xiàn)自我發(fā)展和提升的目標[2]。

2 采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 巷道掘進技術(shù)人員要針對地質(zhì)環(huán)境進行詳細的檢測

在進行巷道掘進和支護技術(shù)應(yīng)用前，設(shè)計人員和技術(shù)人員應(yīng)該針對地質(zhì)環(huán)境進行詳細的檢測[3]。通常情況下來講，巷道掘進使用的技術(shù)包括爆破掘進和掘進機掘進兩種方式，而且針對不同的地質(zhì)使用不同的掘進方式是非常重要的，所以設(shè)計人員和技術(shù)人員在掘進之前應(yīng)該先對周圍環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行詳盡的檢測。檢測的方向主要分為兩個方面。首先就是針對周圍環(huán)境進行檢測，因為要保證掘進過程中使用的掘進方式不會對周圍環(huán)境造成破壞。比如說礦山的內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對脆弱，如果使用了爆破掘進的方式，很有可能造成地表塌陷或者造成山體滑坡，對礦山周圍的環(huán)境和周圍居住人群的安全造成威脅。那么在進行周圍環(huán)境檢測的過程中，技術(shù)人員可以使用智能化的檢測設(shè)備，通過無人機紅外線成像技術(shù)對礦山的大致形態(tài)和周圍環(huán)境分布進行詳細的了解，對礦山的山體坡度等細節(jié)進行仔細的檢測。其次就是針對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行檢測，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測是能夠保證掘進和支護工作開展安全的重要舉措。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，確定的掘進方式和支護方式應(yīng)該也是不同的。比如說探測到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較堅硬和完成，那么掘進方式就可以選擇爆破掘進，避免出現(xiàn)掘進機挖掘到較為堅硬的巖石從而對掘進機進行破壞的現(xiàn)象。如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對脆弱，并且土壤硬度不足，那么選擇的掘進方式應(yīng)該是掘進機掘進，這樣能夠有效控制施工進度，在一定程度上保證施工過程中的安全性。

在進行探測的過程中，需要注意的是同時也要對礦產(chǎn)資源的深度和厚度進行探測，根據(jù)礦產(chǎn)資源的位置進行合理的掘進施工，這樣能夠在一定程度上降低掘進施工的成本。通常情況下掘進施工是施工過程中開展的第一步，技術(shù)人員在掘進施工的過程中一定要注意不要盲目相信設(shè)備數(shù)據(jù)，而是要結(jié)合自己的實際經(jīng)驗對巷道進行掘進，充分保證技術(shù)人員的生命安全。

2.2 提高巷道掘進和支護安全技術(shù)的應(yīng)用

巷道掘進和支護安全技術(shù)的應(yīng)用對于巷道掘進和支護的作用來說是重中之重。所以要提高巷道掘進和支護安全技術(shù)的應(yīng)用[4]。

首先選擇錨桿托板的材料，在實際的巷道掘進和支護工作中，選擇的錨桿托板材料應(yīng)該盡量堅韌，其承受壓力的能力必須大于環(huán)境給它的壓力，這樣才能夠在一定程度上保證巷道掘進和支護工作安全的進行。如果其承受壓力的能力等于或者小于環(huán)境給它的壓力，那么整個巷道掘進和支護工作就是危險的。其次就是針對掘進之后的巷道巖壁的支護工作，在支護工作進行的過程中，應(yīng)該選擇強力的錨噴層和支護錨網(wǎng)，以此達到對掘進好的巷道的支撐和保護作用。需要注意的是，如果面對的地質(zhì)條件實在過于復(fù)雜，技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況選擇二次錨噴層和支撐錨網(wǎng)，同時建設(shè)混凝土支撐柱，最大程度的保證技術(shù)人員的生命安全。最后就是針對掘進情況和支護采用智能化的管理設(shè)備實施動態(tài)監(jiān)測，減少危險情況的發(fā)生。監(jiān)測的主要方面有地質(zhì)地層變化以及支撐物內(nèi)部的變化，像一定要對支撐環(huán)節(jié)進行重點的監(jiān)測，因為支撐環(huán)節(jié)部位涉及到的是兩段掘進工程，如果出現(xiàn)安全事故，那么支撐環(huán)節(jié)部位是最重要的安全點，能夠在一定程度上保證技術(shù)人員的安全性。同時對支撐環(huán)節(jié)的監(jiān)測也能夠在一定程度上降低企業(yè)掘進施工和支護施工的成本。

需要注意的是，在全部的巷道掘進和支護安全技術(shù)的應(yīng)用過程中，使用的各種錨桿、錨網(wǎng)和支護錨噴層以及使用的螺絲等等保證安全的工具，一定要選擇專業(yè)的專用的，這樣能夠進一步保證施工過程中的安全，同時保證礦產(chǎn)開采巷道的質(zhì)量[5]。

2.3 優(yōu)化掘進裝備和支護設(shè)施

優(yōu)化掘進裝備一般就是指優(yōu)化掘進機。通常來講，掘進機一般分為輕型小功率掘進機和重型大功率掘進機。設(shè)計人員和技術(shù)人員在選擇掘進機時，要根據(jù)提前測量好的地質(zhì)地層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及巷道斷面設(shè)計等因素進行選擇。如果巷道斷面設(shè)計比較小，同時地質(zhì)地層破壁難度相對較低時，就要選擇輕型掘進機如果斷面設(shè)計相對面積較大，同時地質(zhì)地層破壁難度相對較高時，需要選擇重型大功率掘進機。因為重型大功率掘進機的掘進速度和破壁能力比較強。在使用掘進的過程中，盡量不要出現(xiàn)高射炮打蚊子的現(xiàn)象。設(shè)計人員和技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)測得數(shù)據(jù)對掘進機進行篩選，也要避免出現(xiàn)掘進機不能滿足掘進要求現(xiàn)象的出現(xiàn)。當然，很多時候可能出現(xiàn)斷面設(shè)計有大有小，地質(zhì)地層破壁難度有高有低的現(xiàn)象。在這個時候技術(shù)人員可以選擇兩種型號的掘進機共同使用，將兩種型號的掘進機都組裝好，面對不同情況時使用不同的掘進機，這樣能夠在一定程度上保證掘進工作的質(zhì)量和效率，同時能夠減少作業(yè)時間，保證掘進工作高效高質(zhì)量的完成。

其次就是優(yōu)化支護設(shè)施，優(yōu)化支護設(shè)施的方法主要有兩個。第一個就是提高支護設(shè)施的使用頻率和使用質(zhì)量，針對不同地質(zhì)的礦產(chǎn)資源，選擇不同的支護設(shè)施。第二個就是對支護設(shè)施使用完全的監(jiān)護設(shè)備。比如說像檢驗錨噴網(wǎng)承受壓力大小的檢驗設(shè)備和檢驗錨桿托板質(zhì)量硬度和承受壓力的檢驗設(shè)施。這種檢驗設(shè)施的作用主要有兩個，第一個是幫助技術(shù)人員選購合理的支護設(shè)施，第二個作用就是能夠?qū)毫M行實時監(jiān)測，保證掘進工作人員和支護技術(shù)人員的生命健康安全。

2.4 特別注意針對不同地質(zhì)使用不同的支護技術(shù)

正如上文中提到的，針對不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和不同的掘進技術(shù)使用的支護技術(shù)也是不同的。常見的巷道支護技術(shù)有預(yù)制鋼筋混凝土支護技術(shù)、錨桿支護技術(shù)、混凝土支護技術(shù)和全螺紋錨桿支護技術(shù)[6]。這些技術(shù)的使用都各有優(yōu)缺點。

像使用預(yù)制鋼筋混凝土支護技術(shù)。這種技術(shù)雖然其支護強度相對較高，而且投入成本也比較小，但是這種技術(shù)的伸縮性不夠強烈。所以在使用這種支護技術(shù)時，一定要在巷道中布置前探支架，同時為了能夠給預(yù)制混凝土提供保證，小有至少兩個的固定點來保證這種支護手段具備足夠的穩(wěn)定性。否則在不穩(wěn)定的情況下，這種支護手段也容易給技術(shù)人員造成傷害。

對于錨桿支護技術(shù)來講，需要注意的有兩個方面。首先就是需要對錨桿抗壓能力進行分析和計算，保證錨桿能夠承受實際工作中的壓力，所以在計算完成后，需要根據(jù)實際情況選擇不同種類不同長度不同質(zhì)量的錨桿。其次就是為了保證錨桿托板不會變形，所以在使用過程中應(yīng)該根據(jù)實際情況對錨桿托板進行二次加厚，在發(fā)現(xiàn)問題時，需要技術(shù)人員進行及時的處理。所以需要檢測設(shè)備的使用。

對于混凝土支護技術(shù)來講，因為混凝土支護手段是需要噴射混凝土制作支架，所以需要和錨桿進行合作。為了能夠達到滿足支護要求的目標，需要設(shè)置噴射裝置，同時在噴射完成后，需要對成品設(shè)計臨時錨桿，由于需要的時間較長，需要強化金屬網(wǎng)的強度，從而為支護作用提供一定的保證。

最后是全螺紋錨桿支護技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的錨桿支護技術(shù)，全螺紋錨桿能夠通過二次螺紋的緊固加工，提高錨桿的承壓能力。所以全螺紋錨桿具備普通錨桿不具備的強度。同時由于螺紋的出現(xiàn)，全螺紋錨桿相對于其他支護技術(shù)來講，成本更小，使用方式更靈活，能夠充分適用于各種類型的巷道。

2.5 要注意保證技術(shù)人員和施工人員的生命安全

針對掘進和支護工作的工作人員來說，一定要保護好自身的安全，由于礦產(chǎn)資源常年積累在沒有空氣的山體內(nèi)部，所以在掘進和支護的過程中需要進行以下兩個方面的操作。

第一個方面是針對掘進工作而言，需要注意通風防塵，因為掘進工作進行的過程中肯定會出現(xiàn)很多粉塵，所以掘進工作技術(shù)人員應(yīng)該保證巷道內(nèi)部的通風防塵工作質(zhì)量。如果工作人員長時間處在較大的塵土中，可能會對工作人員的肺部造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。在進行通風防塵工作的過程中，工作人員應(yīng)該確定巷道內(nèi)部的風壓，挖掘一定的通風井。同時工作人員要選擇能夠適應(yīng)通風防塵工作的機器。因為灰塵也能會影響掘進機工作的效率。

第二個方面主要是針對巷道掘進和支護工作共同而言的，有關(guān)工作人員應(yīng)該注意瓦斯排放的效率。因為礦產(chǎn)資源的開采大多時候都是伴隨著瓦斯協(xié)同進行開采的。如果巷道內(nèi)部的瓦斯?jié)舛冗^高，首先會對工作人員的身體健康造成威脅，其次就是容易發(fā)生爆炸，對工作人員的安全造成威脅。針對瓦斯問題，相關(guān)工作人員可以針對瓦斯?jié)舛葮藴蔬M行監(jiān)測，一旦濃度超過警戒線，立即停止工作，利用巷道的通風作用排清之后再繼續(xù)進行。

3 結(jié)束語

為了保證我國礦產(chǎn)資源能夠滿足日益增長的需求，礦產(chǎn)開采工作需要提高巷道掘進和支護工作的工作質(zhì)量和效率。同時良好的巷道掘進和支護工作能夠促進企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益，并且保證礦產(chǎn)開采工作的安全，促進企業(yè)和工作人員共同發(fā)展。