采矿工程巷道掘进与支护在鲁中铁矿的研究应用

采矿工程巷道掘进与支护在鲁中铁矿的研究应用

吴海东  

身份证号 232321198906043314  中国华冶科工集团有限公司  天津市300270

摘要：众所周知，铁矿属于国家重要的能源，其开采工作需要引起人们的高度重视。因此，在具体采矿环节中，其巷道掘进以及支护技术发挥至关重要的作用，并且使用十分频繁。通过对采矿工程巷道掘进以及支护水平的提升，从根本上提高采矿工程的开采安全性和稳定性，有效降低各种生产安全事故发生的几率，保证人们的生命安全，有利于企业获取最佳的经济效益和社会效益，逐渐满足社会对采矿资源的使用需求。

关键词：采矿工程；巷道掘进；支护；应用要点；策略

前言：在采矿环节中，经常会对巷道加以掘进，在具体施工规划和要求下，进一步对围岩以及巷道加以粉碎施工，从而建立巷道室内空间，同时在空间中会找到对应的支撑点，以此进行支护操作，确保巷道的整体牢固性和畅通性，既而为之后的开采以及转运工作打下良好基础，促使相关工作人员始终处于安全和舒畅的工作环境中。因此，在巷道掘进以及支护技术应用过程中，要给予高度的重视，明确该项技术的应用要点和难点，对各项操作行为加以规范化管理和控制，把巷道掘进和支护工作的价值充分发挥出来，促使我国采矿工程开展更加顺利。

一、采矿工程巷道掘进和支护的影响因素

（一）巷道围岩强度

基于巷道围岩强度，对巷道整体稳定性有直接的影响。因此，要想提高巷道支护的施工质量，相关人员要重视对岩层构造、围岩变形状态以及岩层厚度等要素的勘测，根据具体的勘测结果，合理选择掘进以及支护方式。另外，对于围岩的强度，和顶板位移变化幅度有着直接的联系，并且呈现出反比的关系。也就是说，围岩强度越大，其顶部位移变化值也会随之变小。此时，说明顶板不会轻易出现变形的现象，证明围岩的稳定性比较高。所以，在具体开采阶段中，一定要重视对巷道围岩强度的分析，促使巷道支护效果达到理想状态。

（二）地应力

从当前采矿施工过程了解到，如果地应力控制效果不佳，会导致岩土出现位移的问题，在数值达到一定程度之后，其支撑物的强度就会下降，从而造成围岩发生变形坍塌和岩层断裂等问题，导致安全事故发生。对于这一影响因素，相关人员要在具体施工环节中合理使用到施工技术以及施工工艺，建立完善的支撑体系，促使我国采矿工作可以规范化和有序化进行。

（三）巷道断面

对于巷道掘进以及支护施工，要不断对巷道围岩应力加以优化，防止出现应力高度集中的情况。所以，需要对巷道的断面形状进行综合分析，从而改善围岩应力不平均的问题，提高整体施工的安全性。

二、采矿工程巷道掘进的应用要点

（一）掘进技术

在采矿工程发展阶段中，巷道掘进，属于不可缺少的关键环节，因此一定要做好巷道掘进工作，进而使用对应的措施，进一步对巷道加以有效支护，降低安全事故发生的次数，促使采矿工作质量和效率的显著提升。因此，巷道掘进工作，通常是使用机械掘进以及大断面连续掘进方式开展。在这两种掘进方式使用之前，要重视对实地现场的勘测，确保选用的掘进技术和实际施工情况相匹配。另外，由于不同掘进技术在具体使用过程中，其重点内容有所偏差，因此技术的使用要做到实事求是。同时，采用机械化掘进技术过程中，对运输线路以及供电系统等要素，提出更为严格的要求。一旦供电系统不稳定，设备就没办法正常运转，导致巷道掘进效果下降。在大断面连续性掘进技术应用过程中，基于施工现场情况的复杂性和繁琐性，一定要做好掘进支护方案的规划和额设计工作。

（二）地质勘察

基于地质环境的变化情况，对采矿的效果造成一定影响。因此，要想提高开采的质量和效率，一定要重视对地质环境的勘察，事先对地质变化情况加以确定，进而做好对应的预防和控制工作，并且对已有的掘进技术以及支护技术方案进行优化和调整，进而符合实际开采需求。

（三）做好爆破工作

如果巷道不稳定，会受到光面爆破的影响，导致超欠挖量下降。同时，岩壁在爆破之后，应力集中情况不明显，呈现出平滑的状态，对围岩结构造成破坏，从而保护了围岩结构的完整性，促使围岩的整体稳定性提升。在对钢拱架以及超前锚杆锚喷网等支护材料进行配合过程中，有效保障了巷道的稳定性和安全性，促使掘进目标良好实现。在凿岩环节中，炮孔底端要保持同一平面，并且炮孔之间相互平行，保证孔位要准确。另外，孔内需要均匀布满炸药，光薄层要在起爆过程的最后阶段起爆。

（四）巷道防尘通风

在对巷道进行掘进过程中，会产生很多粉尘污染物，一旦粉尘堆积，就会降低巷道空气质量，进而对施工人员的呼吸系统造成严重伤害，威胁到人们的身体健康。所以，在开展巷道掘进操作过程中，一定要重视防尘和通风工作，从根本上保证巷道掘进工作的质量和效率。对于巷道开采面，通风装置安装位置的确定，要结合机械设备以及自然通风情况，充分满足巷道通风的实际需求，避免影响到防尘工作效果。比如，在对灰尘进行清理过程中，可以使用到真空吸尘器的方式，对灰尘加以吸收，并且对隧道的温度和湿度进行重点关注，以此解决这一问题。

三、采矿工程巷道支护的应用要点

（一）临时性支护技术

临时性支护技术应用，主要是为了符合巷道掘进的实际需求。在实际作业环节中，要对巷道进行临时性支护措施的设置。比如，在巷道内部采用木支架的方式，对其进行支护，并且使用到梯形木棚材料。基于该种材料质量比较轻，在安装和加工期间具有操作简单和方便的优势，适应性十分强大。不过，在防火性能以及强度上应用效果比较差，只可以作为临时性支护方式，在使用一段时间之后要加以更换。在具体巷道掘进期间 ，如果采用金属支架加以支护时，要提高强度系数。总之，不管使用到上述那种支护方式，都满足满足使用年限的要求。针对临时性支护，通常会使用到木板，以此作为背板。然而，对于永久性支护来说，其支护背板会使用到混凝土预制板。

（二）锚索支护技术

在对矿山进行掘进施工阶段中，一旦地质环境比较复杂化和繁琐化，就要使用到软岩巷道支护技术，并且融入科学性和合理性的应用理念。一般情况下，软岩稳定性比较差，经常发生风化或者松脆的情况。因此，在实际铁矿巷道掘进作业时期，一定要重视对软岩情况的分析和研究。当遇到软岩问题时，要求有关技术人员对其进行全面的支护操作。然而，当前我国研发出的锚索支护技术，可以很大程度上提高围岩结构的完整性和稳定性，促使围岩结构更加安全和可靠，为我国铁矿资源开采工作提供重要支护技术支撑。目前，锚索支护技术，已经在铁矿资源开采领域中广泛使用，并且取得显著的应用效果。

（三）锚网支护技术

从近些年来我国采矿工程巷道掘进支护情况来看，锚网被经常使用。这种支护技术的使用优势，主要体现在可以提高围岩结构稳定性上，并支护技术操作十分简单和方便，对技术操作人员的水平要求不够严格。同时，锚网支护技术可以在各个阶段中使用，在刚开始使用阶段中，主要是为了防止巷道中岩土掉落，避免围岩结构逐步扩大。在后期主要是为了稳定岩层结构，促使支护结构更加安全和安全，降低不良安全事故发生的次数。在降低拖板出现变形问题上，要提高锚杆托板的处理厚度，加强锚杆托板的强度，促使抗变形能力大于实际承受范围，有效保证巷道的安全性。

（四）型钢支护

在采矿个工程巷道掘进支护环节中，会使用到型钢支护方法，最为常见的就是工字钢以及U型钢，一般是对半圆形、椭圆形以及圆形的巷道支护中运用，主要目的就是降低一些复杂地形掘进工作面出现偏移的可能性，从而提高巷道的总体稳定性和牢固性。采用型钢支护方式，主要特点体现在自身具有强大的抗拉、抗剪以及抗压能力上，促使巷道中纵向截面的承载能力明显提高，并且阻力也会相应降低，地形的变化也会对巷道的掘进造成一定干扰。因此，在型钢支护体系中，也要明确各项干扰因素，像抗弯截面模量等。在对矿用型钢支护进行选择期间，要融入合理性和科学性的理念，以此确定型钢支护的几何形状，促使支护效果更加突出。

四、采矿工程巷道掘进以及支护的应用有效策略

（一）重视巷道掘进管理模式的创新和优化

在对采矿工程的巷道掘进管理模式加以优化和创新期间，一定要做好各个岗位的分配工作，并且对生产节奏和工作强度加以科学性控制，可以对岗位的人数和权责进行合理分配，确定好各个班次之间的交接内容和时间，促使各项采矿工作可以顺利进行。同时，在技术服务以及员工培训上，要提高巷道测量等工作的精确度，合理管理和控制各个测量其和设备，进而为后续工作内容提供重要的数据支撑。在人员专业技能培训上，要明确施工具体规范要求，把工作人员的具体表现统一纳入到综合考评中，采取激励机制，调动员工工作积极性，促使各项工作可以有效落实和实施，以此提高矿山开采工作的整体效果。

（二）重视对掘进设备配置的优化

在对巷道掘进和支护设备进行选择期间，要严格按照巷道的具体要求和情况，选择对应的机械设备。通过对实际施工现场的地质环境以及施工要求的了解和分析，做好对应设备的选择和使用工作。比如，当巷道的断面比较小时，破岩的难度比较低，此时就可以选择使用轻型的掘进机械，促使掘进工作操作更加灵活。同时，在对运输设备加以选择过程中，要做好刮板运输机和胶带运输机的选择工作，并且对掘进机械的型号以及功率进行全面分析，进一步提高设备之间的契合度，促使连续作业工作效果更加高效，有利于巷道掘进和支护工作整体效率的提升。在对锚杆钻机加以选择期间，要积极引进国内外先进的机械设备，重视对设备的升级和更新，消除噪音污染问题。

（三）加强支护工艺效果

在开展巷道支护施工环节中，要合理安排好支护的时间，避免由于支护问题导致工期延误，让企业遭受巨大的经济损失。因此，要对各道施工工程需要的时间进行科学和准确的预判，避免受到交叉时间的影响，对工程施工造成严重影响。因此，在锚杆安装结束之后，要立即停止掘进作业，防止支护以及掘进施工出现分离的问题。另外，如果顶板条件允许，采用弱化支护的处理方式，从而减少掘进机械停机的时间，保证支护的整体施工质量。

五、经济效益

鲁中铁矿成功地解决了目前巷道掘进支护过程中面临的以上技术难题，为其它类似矿山供了成功经验，具有很好的经济效益和社会效益。

鲁中铁矿地下矿山巷道掘进支护加固施工时，采用普通掘支施工巷道，每月完成40m，并且巷道后期返修过高。优化后，每个月的进尺达到45m。一年按12个月计算，按利润0.15万元/m（承包支利润）计算，实现济效益为：（45-40）*0.15*12=9万元,总共有20个作业面为分级支护加固巷道，按每个作业面9万元计算，实现济效益总共为：9*20=180万元。

六、结束语

总之，巷道掘进以及支护工作，属于确保采矿工作质量和效率的重要技术，直接关系到采矿工程的建设效果。所以，在对巷道的围岩强度以及地质环境等进行全面分析之后，采取合理和科学的掘进和支护技术，有效减少安全事故发生的次数，促使企业综合效益获取最大化，不断推进我国采矿工程行业的发展和进步。

参考文献：

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