采矿工程巷道掘进和支护应用分析

采矿工程巷道掘进和支护应用分析

钟应伟

身份证号码：450421198705020014

摘要：随着经济社会的发展，人们对矿产资源的需求量逐渐增多，采矿工程在社会发展中的重要性更加突出，国家对矿产开采行业的关注度逐步提升。矿产企业企业要加强采矿安全管理，积极采用先进技术和管理手段，提高开采效率和安全性，巷道掘进和支护技术的应用，能够提高巷道的稳固性和坚固度，有效降低安全隐患，保障采矿工作的顺利进行，保护井下作业人员的生命安全，提高矿产开采的经济和社会效益，进一步促进我国矿产行业的发展。

关键词：采矿工程；巷道掘进；支护 

引言

在现代化发展的背景下，我国采矿行业要想进 一步巩固市场地位，就应该严格保证各项施工技术 实施的安全性。矿产井下生产环境存在较多不可控因素，极易威胁到矿产巷道的安全稳固性，进而加大矿产巷道支护工作开展的难度。因此，对矿产巷道掘进中支护工作的总结和研究必不可少，只有采用科学适用的支护技术才能充分保证矿产巷道的稳固性。

1巷道掘进和支护技术应用的重要性

巷道掘进与支护技术应用的根本目的就是为了提高采矿的安全性，增加采矿量和效率，优化矿产企业经济效益。在矿产开采期间，如果没有巷道掘进和支护技术的有效应用，那么诸多矿产资源都难以成功的从地下被运输到地面之上，施工人员的采矿安全性也将难以得到保障。正是因为有效应用了支护技术，巷道倒塌得以被有效的预防，采矿安全性得以提高。

2影响采矿工程巷道掘进及支护的因素

2.1巷道建设环境土层的影响

在进行巷道掘进时，周围的地质条件会对巷道建成强度产生一定的影响，很大程度上决定了巷道的稳定度，围岩强度更是决定性因素。为了保证巷道掘进工作进程以及巷道建成质量，需要在前期工作准备中对巷道周围的岩石强度进行研究考察。当围岩强度符合支护要求时，就可以进行锚杆支护；而当围岩强度随着锚杆支护作用力进行正比变化时，就可以进一步增强巷道的安全性。巷道周围环境土层中包含着围岩，在进行巷道建设时，对围岩强度考察的核心内容就是对其荷载力进行检测，确保其荷载能力能够发挥足够支撑作用，从而保证巷道掘进的安全。

2.2地应力

在采矿作业中，若地应力控制不到位，则会造成岩体位移值增加，当数值增加到一定程度时，支撑物的支护强度也会受到影响。在这种情况下，可能会引起围岩变形坍塌、岩层断裂等安全事故。针对这一问题，支护人员在实际施工中应严格保证施工技术、施工工艺的合理性，以构建可行、有效的支撑体系，从而保障采矿作业的顺利开展。

2.3巷道断面尺寸

巷道断面尺寸也对巷道掘进速度有着一定的影响。经过对大量的现场数据总结发现，巷道断面尺寸越大，巷道掘进速度越慢。断面尺寸的增加，增加了掘进作业的工作量，主要是破岩量增加。更为主要的是，所需的支护时间也会成比例增加。随着大型综采设备的出现，例如大采高液压支架，需要掘进更大断面的巷道来服务于综采设备的运输。这给巷道掘进带来了巨大的挑战。

2.4巷道围岩强度

在巷道掘进过程中，技术人员必须结合实际情况最大程度的为综采巷道提供保护支撑，切实保障岩体的整体稳定性，这也就要求技术人员必须要对围岩的坚硬程度进行深入考虑。如果在锚杆支撑作用力不断增加时，围岩可以提供足够的荷载力，那么就会取得较好的支护加固效果，能够保证顶板位移出现较小变化。所以，在巷道掘进和锚杆支护技术应用过程中，巷道围岩强度是工作人员需要详细考虑的因素之一。

2.5巷道支护形式

在巷道施工过程中，所采用的支护形式对掘进速度也有影响。支护形式越简单，掘进速度越快。通常情况下，巷道支护可分为临时支护和永久支护，临时支护多用于服务年限较短的巷道，而永久支护适用于服务年限较长的巷道。因此，永久支护巷道的施工时间长于临时支护巷道的施工时间。对于大部分巷道，可采用简单的锚杆支护形式。

2.6施工管理方式

在巷道掘进过程中，施工管理方式对掘进速度也有影响。所谓施工管理方式指的是施工过程中的人员组织方式，不仅要对掘进人员进行安排，还要对支护人员进行安排。若不能进行合理的人员分配，则很容易造成窝工现象，导致掘进施工速度较慢。

3采矿工程巷道支护技术的应用

3.1锚杆支护技术

这是一种可同时作用于围岩内层和外层的支护形式，支护力对于增强围岩的整体强度具有重要意义。在支护技术实施的过程中，需组织人员对地质勘察、设备选择及技术实施路线等进行讨论，同时在锚杆支护施工完成后，还应对其展开质量评估工作，以保障支护施工的顺利进行。

3.2锚索支护技术

如果在矿产巷道掘进过程中存在软岩情况，因为软岩结构的稳定性较差并且极易发生形变，因此必须需要采取有效的支护措施对巷道结构进行支护。锚索支护技术能够有效应对软岩结构，能够提高软岩结构的整体稳定性和可靠性。

3.3注浆加固技术

由于围岩性质存在较大的差别，在对围岩进行支护时，需要考虑到围岩的作用力大小及其方向，而注浆加固的支护形式即可利用围岩的力学性质来达到这一目标，同时可以改变岩体构成，有利于增强围岩强度。

3.4棚式支护技术

棚式支护技术在不同开采作业中的应用形式也存在较大差异，起到的作用效果也会有所不同。不过总体来说，棚式支护技术的应用能够精准计算岩柱的厚度，为测量放线、位置确定等设计工作的开展提供可靠依据。在支护棚搭建过程中，可直接选用金属材料，从而加强支护效果，降低施工难度，确保棚式支护性能的充分发挥。某地区矿产井下巷道开采工作中，在围岩破碎区域内就采用了棚式支护方式，加强了拱形开采巷道的稳定性，降低了安全事故的发生率。

4采矿工程巷道掘进和支护技术应用要点分析

4.1做好地质勘探工作

矿产地质条件对巷道掘进有很大的影响，因此在 巷道掘进之前需要对矿井进行地质勘探，防止地质结构影响其他施工作业，规避采矿掘进施工地出现塌方情况。为完善地质勘察工作，需要创建专业素养较高的地质勘察工作组，勘察中对掘进的山体及周边的地质环境和地下水情况进行全面勘测，加固可能对施工产生较大影响的地表水和地下水的围岩，做好加固处理，维护围岩的稳定性，以此减轻水文因素对采矿掘进施工的负面影响。例如，矿产企业可以采用三维地震综合勘探技术，为掘进方案和掘进技术的选择提供详细的数据参考。

4.2选择恰当的掘进技术

巷道挖掘的过程中需要从两个方面入手：(1)结合作业环境要求，综合矿区及其周围的环境特点和实际施工状况来展开施工。矿区及其周围的自然因素是引导矿区施工作业走向的关键性因素，在使用过程中要充分考虑到自然界因素给施工带来的影响，并结合矿层及地质条件来综合选择开采技术和施工作业的设备，例如，矿区作业土层或岩层的强度高，需要选择截齿耐磨且硬度高的，反之则选用硬度较低的截齿。(2)巷道的掘进工作要考虑到作业设备的性能以及巷道掘进面的自然条件。巷道掘进面的强度、硬度等需要在掘进前提琴测定，以选择正确的设备投入到掘进工作中。同时，在掘进时，掘进设备与掘进面之间主要接触点为截齿，截齿长时间与土层接触，不但会承受强大的外部冲击力，还会使得自身温度升高，强度降低。因此，选择截齿时要依据实际情况，选择耐磨性优良且硬度适中的截齿。另外，作业时为了降低掘进出现的粉尘对环境及施工人员身体健康的影响，需要采用湿式作业的方式。

4.3管理设备质量

在巷道掘进施工过程中涉及的施工设备较多，为了保证工程质量需要对各类施工设备进行质量检测，确保其使用性能达到标准要求。为了更好的确保设备质量，采矿工程建设单位需要设立相关管理单位，对设备质量进行统一化管理，根据不同设备的施工质量需要，对其进行分类，将不同管理标准应用到实际工作当中，提高设备使用过程中的工作效率，确保工作质量，更快更好的完成安全设施建设，为矿产采矿工程提供更多帮助。在设备使用时需要遵循设备使用步骤进行工作，在不使用时，也要按照规定要求进行质量养护，避免人为因素造成设备质量受损。

4.4更新临时支护技术

在矿产掘进施工的过程中，巷道顶棚的安全工作特别的重要，因此掘进的设备一定要进行及时的更新和维护。现在科学技术比较发达，设备的种类也十分的丰富，遇到问题时如果来不及进行正式的方案也要紧急的启动临时措施。例如矿场出现顶棚不稳的情况时可以找来大量的木架，然后将木架安装到巷道上来进行支护，同时配合木棚进行建设。这两种材料都比较轻，安装的过程会很简单，并且可以根据不同的条件进行微调。但是毕竟只是临时的方案，木架的强度不高，防火性能又过低，只能够临时用来解决问题，过后还需要将材料换成混凝土。

4.5加强支护工艺的安全管理

(1)需要将安全管理的责任细化到人，明确各个部门所负责的安全管理内容，然后设立直接负责人，一旦在矿产巷道掘进施工中出现安全事故，直接追责相关负责人。(2)建立施工安全管理规章制度，对支护工作进行明确的规范，并确定每个施工人员的权力和责任，将安全管理条例落实到施工的整个过程中。(3)根据各个部门施工内容的不同，其对支护工作的要求也有一定差异，矿产企业应根据需求为各个部门配备专业的技术人员，确保支护工艺的合理性和可靠性。(4)支护工作并不是一劳永逸的，在矿产巷道掘进施工的过程中，支护装置会受到一定的损耗，相关工作人员需要对支护装置的效果和质量进行检查，一旦发现问题及时解决。(5)使用符合要求的支护材料。在进行支护工作前，相关工作人员需要对使用的材料进行检查，确定其预紧力、拉力是否符合支护设计方案的要求，避免出现因支护材料质量问题而造成的安全事故。⑥加强安全培训。想要降低安全事故发生的概率，需要让每一位施工人员都参与到安全管理中来。因此矿产企业需要对施工人员进行安全培训，使其能够认识到支护工作的重要性，并具备一定的支护安全管理知识。

结语

矿产是我国重要的能源，在发展中占据着不可动摇的地位，为此矿产中的安全问题需要特别的关注。在巷道中进行掘进施工以及支护的过程影响因素比较多，无论是设备的效率低还是地质结构比较复杂都容易对掘进和支护的结果造成影响。为此，在矿产开采之前和开采的过程当中要对掘进和支护的工作进行仔细的分析，根据矿产当中的实际情况来制定相应的策略，对于掘进和支护的工作要严格的进行管理从而提高施工的质量，工作的效率和矿产的开采量。

参考文献

[1]王刚,孙欣欣,李帅.采矿工程巷道掘进和支护技术应用的探讨[J].内蒙古煤炭经济,2019(09):191-193.

[2]崔锐.矿产掘进支护问题及应对方法探讨[J].山西煤炭干部管理学院学报,2019(8):11-13．

[3]何刚,孙伟明.矿产开采工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].商品与质量,2020(12):162-163.

[4]张晓东.矿产巷道掘进支护技术存在的问题及对策[J].当代化工研究,2021(06):89-90.

[5]牛永顺.矿产巷道快速掘进影响因素分析与对策研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020(10):128-130

[6]王凤彬，牛宝其，姜峰.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用简析[J].内蒙古煤炭经济,2020(13):148-149.

[7]沈广成.矿产采矿工程巷道掘进和支护技术的运用研究[J].华东科技:综合,2021(02):35-36.