采矿工程巷道掘进和支护要点

采矿工程巷道掘进和支护要点

刘海军

（乌海市天裕工贸有限公司，内蒙古 乌海 016000）

摘要：采矿工程巷道掘进和支护是矿山开发中至关重要的环节之一。中国作为世界上最大的煤炭资源拥有国之一，采矿工程的安全高效进行对于保障能源供应和矿山可持续发展至关重要。在巷道掘进和支护过程中，需要充分考虑地质条件、工艺技术和设备支持等多种因素，以确保工程的顺利进行。巷道掘进是指在矿山或其它地下工程中，对岩石或土层进行切削、爆破等工作，以开挖出巨大的空间，并进行后续的矿石或者煤炭的开采和运输。

关键词：科技信息；采矿工程；巷道掘进

引言

科技的不断革新和进步为矿山巷道的掘进和支护提供了更加先进的技术和设备。近年来，中国在矿山科技领域取得了显著的成就，如隧道施工的复杂工艺技术、三维扫描和无人机技术的应用等。这些创新不仅提高了巷道掘进和支护的效率，减少了安全事故的发生，也有效保护和利用了矿山资源，促进了矿产开发的可持续发展。在巷道掘进和支护工作中，科技的应用不仅可以提高工程施工的效率和质量，还可以减少对环境的破坏和浪费。

1巷道掘进和支护在采矿工程中的重要性

巷道掘进是进行矿石开采的重要步骤。通过巷道掘进，可以将勘探获得的矿石暴露在地面或井下，便于后续的采矿作业。巷道掘进需要根据地质条件、岩体稳定性等因素进行合理设计和施工。采用适当的巷道形式和开挖方法，可以最大限度地提高采矿效率和安全性。巷道支护是保障矿山安全的重要手段。由于地下巷道的开挖过程中会遇到各种岩层变化、断裂带、构造破碎等地质问题，这些问题会对巷道的稳定性产生不利影响。巷道支护的主要目的是加固岩壁、防止岩层坍塌和支持巷道结构，从而保护工作人员和设备的安全，巷道还承担着矿山内部交通运输的重要功能，巷道的开设使得人员和物资能够快速、安全地在地下矿山内部进行运输，通过合理布置巷道网，可以实现矿山内各个工作面之间的连通，提高矿石的开采和运输效率，巷道的掘进和支护对于矿山环境的改善也起着积极作用，巷道在探矿和开采过程中，能够为地下排水系统提供支撑，保持地下水位的稳定，有效地控制地下水的涌入。

2巷道掘进技术要点

2.1工程前期准备

巷道掘进的成功与否很大程度上取决于工程前期的准备工作。在开始巷道掘进前，需要进行详细的工程勘察和储量评估，以确定巷道的位置和尺寸。还需要对地质条件进行全面分析，确定岩层稳定性、水文地质条件和地下气体等情况。这些信息对于选择合适的掘进方法和支护措施至关重要。在工程前期准备中，还需要制定详细的施工方案，并确定施工周期和进度计划。也需要进行人员培训和技术交底，确保所有参与巷道掘进的人员熟悉工程要求和安全规范。

2.2掘进工艺流程

（1）掘进方法的选择：巷道掘进可采用多种方法，在选择掘进方法时，需要考虑地质条件、岩体稳定性、工程要求和经济性等因素。不同的掘进方法有着各自的优势和适用范围，需要根据具体情况做出正确选择。（2）过程控制：巷道掘进时的过程控制非常关键，既要保证施工进度，又要保证质量与安全。在掘进过程中，需要对进尺数、推进速度、掘进方向等参数进行严格控制。需要及时监测地质环境变化以及岩层位移和应力变化等情况，以便及时调整掘进方法和支护措施。（3）通风与排烟：巷道掘进过程中要保证良好的通风和排烟条件，以确保施工人员的健康和安全。

2.3安全问题

（1）岩层稳定性：巷道掘进过程中，岩层的稳定性是一个重要的安全问题。如果岩层不稳定，可能会引发岩层坍塌、滑动或崩塌，从而导致巷道塌方事故。需要根据地质勘察结果和岩层特性，选择适当的支护措施，防止岩层失稳。（2）水文地质问题：水文地质条件对巷道掘进安全也有着重要影响。地下水的涌入可能导致巷道水漫滩，甚至引发巷道坍塌。在掘进过程中，需要采取合适的排水措施，降低地下水位，确保巷道的干燥和稳定。（3）地下气体问题：地下巷道中常常存在有害气体，这些气体可能会引发爆炸、中毒等危险，对施工人员造成威胁。

3巷道支护技术要点

3.1支护材料与设备

在巷道支护过程中，选择合适的支护材料和设备对于巷道的安全性至关重要，钢支撑广泛应用于巷道支护中，其具有高强度、耐腐蚀和易于拆除等特点。木材通常用于临时支护，具有成本较低和易于加工等优势。混凝土则可以用于长期巷道支护，具有耐久性和强度大的特点。支护设备有液压支架、锚杆等，其用于提供额外的支撑力和固定巷道壁面。

3.2支护方式选择

巷道支护方式的选择需要考虑多种因素，地质条件、巷道尺寸、施工周期和经济性等。常见的巷道支护方式有预应力锚杆支护、钢支撑支护、喷射混凝土支护等。预应力锚杆支护适用于需要较高支护强度和较长支护周期的情况下，可以有效减少地表沉降。钢支撑支护适用于中小断面巷道和短期支护情况下，具有安装方便和调整灵活的特点。喷射混凝土支护适用于长期支护和较大断面巷道，其具有支护效果好和耐久性高的特点。

3.3巷道支护质量监控

巷道支护质量监控是确保巷道支护工程质量的关键环节。通过各种监测手段和仪器设备对巷道支护过程进行实时监测，及时发现问题并采取相应的补救措施。常见的巷道支护质量监控方法有测量巷道变形和开裂、检测巷道支撑的稳定性和刚度以及监测地下水位变化等。巷道支护工程的管理和验收也是确保支护质量的重要措施，制定严格的施工规范和验收标准等。

4科技信息在采矿工程巷道掘进和支护的运用

（1）数字化巷道掘进：利用先进的测量设备和传感器，对巷道进行实时测量和监测。通过数字化技术，可以提供准确的数据，用于指导巷道的掘进过程。数字化巷道掘进还可以自动化操作，提高生产效率和安全性。（2）激光扫描和点云技术：激光扫描仪和点云技术可以快速获取巷道的精确三维数据。这些数据可以用于设计和模拟巷道支护方案，提前发现潜在的问题和风险。在巷道支护过程中，也可以使用激光扫描和点云技术进行实时监测，确保支护质量。（3）虚拟现实和增强现实技术：虚拟现实和增强现实技术可以模拟巷道的实际情况，并提供交互式的操作界面。采用虚拟现实和增强现实技术，工程师可以更好地理解和规划巷道掘进和支护方案，预测可能出现的问题，并进行虚拟演练。（4）智能化监测系统：借助传感器网络和物联网技术，建立智能化的巷道监测系统。该系统可以实时检测巷道的变形、应力和温度等参数，提醒工作人员可能出现的安全隐患。也可以自动采集和分析数据，为巷道支护方案的制定和优化提供参考。

结束语

采矿工程巷道掘进和支护是矿山开发中的关键环节，对于确保能源供给和推动矿业可持续发展至关重要。作为全球最大的煤炭资源拥有国之一，中国在矿山科技领域取得了显著成就，并不断推动创新和应用。在未来，应该进一步加强科技创新、提高工艺技术和设备水平，以确保采矿工程巷道掘进和支护的安全高效，为中国矿山业的发展贡献力量。还要积极推动绿色低碳矿产开发，实现经济与环境的可持续发展。

参考文献

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作者简介：刘海军（1976.8-），男，汉族，内蒙古乌海人，2022年7月毕业于中国地质大学，安全工程专业，本科学历，工程师职称；现在乌海市天裕工贸有限公司，从事煤矿技术管理工作。