地下矿山井巷掘进新技术的探讨

地下矿山井巷掘进新技术的探讨

崔宏斌

身份证号：2105021989****2116

摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，地下矿山开采越来越多。随着采矿不断深入，巷道掘进和支护技术在应用过程中得到了高度重视。经济发展为实现效益的最大化提供了基础。巷道掘进现阶段缺乏先进的设备以及工艺技术，我们需要制定合理路线和正确工序，提高工作效率。

关键词：地下矿山;井巷掘进;地下爆破新技术

引言

在地下矿山中,由于竖井与巷道的开挖,形成了矿山作业区域的基坑、安全装置、运输通道及辅助设施等。为了保证基坑工程的高效性和高效性,在竖井、隧道等工程中普遍采用了爆破技术。目前,国内采矿行业所使用的排间微差爆破等常规爆破技术虽有较大的发展与完善,但其施工安全隐患较大,且具有不可预知性与不完全性。所以,对地下矿山的安全爆破技术进行深入的研究与研究,对于地下矿山的安全生产有着十分重要的意义。

1岩巷掘进的爆破机理

为了保证开挖爆破的安全,需要合理布置爆破孔,合理设计爆破参数。在地下井巷的开挖爆破中,由于工作面自由面上的空间太少,工作空间相对狭窄,常常利用周围裸露的地下岩体进行爆破。工作面围岩上预先布置的开挖炮孔,按工作面爆破时间可分为3个层次:掏槽孔层次、辅助掘进孔层次、井巷及其周边辅助坑道层次。在开挖的工作面上100~1500mm高度设置少量爆破孔(眼),即掏槽孔,爆破后在工作面上形成缺口。切口中码孔的孔切(眼切)按布局分为2类,即单斜孔切和单直斜孔切。斜眼切割样式还包括单直斜眼切割、锥形斜眼切割、楔形斜眼切割和扇形斜眼切割。直孔掏槽爆破的基本形式有裂(缝)孔掏槽、角孔圆柱(柱)孔掏槽和螺旋掏槽。在实际的井下掘进巷道支护和井下掘进工作面爆破及支护爆破的技术设计中,应注意在施工和管理的技术管理中所采用的一些具体的工程可行性,能够完全满足实际工程地质条件和环境的要求,并应选择科学、先进、经济、合理的钻孔支护和掏槽支护爆破方法,以保证技术的可行性及经济的合理性。光面爆破法是一种新型的地下开挖爆破方法,广泛应用于地下井巷、坑道、隧道的超挖控制。

2矿山工程掘进爆破的安全技术

2.1爆破技术

在当前我国科技水平不断提高的背景下，引入工业炸药为矿井爆破技术的发展创造了契机。由浅坑爆破逐步演化为目前普遍采用的中深坑爆破，既节约了生产成本，又缩短了生产周期。至今我国仍在采用中深孔爆破工艺开挖隧道，但仍需保证隧道开挖深度不超过2ｍ。深层爆破技术的关键在于挖槽技术，在进行矿山快速掘进时，需要采用斜线和直线两种挖槽方式。

2.2锚杆支护

锚杆支护采用锚杆（绳索）、托盘、锚固性能剂、钢带和网等作为锚固的主要构件，每种构件有各自的特点和功能。锚杆的主要功能是增加拉应力和剪应力，从而提高顶板支护的整体承载能力。托盘的主要功能是连接结构区的锚杆两端，使预应力的内应力通过锚杆传递给围岩，有效克服支护围岩的挠曲、结构面的滑动和支护围岩的离散。锚固性能剂主要是起稳定作用，使锚杆支承构件牢固地锚固在顶板上，保证这些构件在严重坡度条件下的良好性能。网位于巷道表面，有两个作用：一是增加支护力；二是防止碎石坠落，保证井下人员安全。

2.3联合支护施工技术

多种新型复合支护承载结构技术的综合运用,将锚杆系统结构与新型复合支护锚索系统相结合,提高了整体支护技术的综合施工效果,使新型复合锚杆结构技术能够直接有效地维持支护围岩的结构功能和良好、稳定、可靠的稳定结构。锚索系统还通过将复合支护的围岩应力与新型复合支护锚索系统的应力联系起来,显著改善了支护结构和承载结构的应力。

2.4临时支护技术

在矿山巷道的快速掘进工作中，必须对临时支护技术的关键环节有清晰认识，清楚了解各类支护材料的优缺点，有效保证施工过程的安全。使用金属制品的优点是可以多次安装和使用，使用效率高，但价格太高；使用木制品做支护更方便，虽然施工简便，但是木制支撑结构容易被烧坏。所以，施工人员在选用支护材料时，要综合考虑施工条件，既要保证施工现场安全，又要合理控制成本，在全面评估后选择支护材料。

3矿山巷道掘进新技术工艺的未来发展与趋势

3.1提高施工精度

在开挖过程中, 需要用爆破方法控制巷道开挖的精度。 在施工过程中, 必须将钻孔偏差控制在要求范围内, 巷道轮廓形状误差控制在 5~15cm 范围内用爆破技术控制开挖。根据对工程岩体特征的分析, 合理的孔径设计可以大大降低孔壁在无粘结方向上受到的冲击波, 减少爆炸的能量损失, 同时使裂缝在爆破作用下迅速扩展。 此外, 为了从爆破技术角度控制轮廓, 应根据围岩密度系数合理选择和控制炮孔与围岩的距离, 以保证轮廓相对规则。

3.2加大巷道掘进爆破全过程智能化技术的应用

随着智能化技术的不断发展和应用，巷道掘进凿岩爆破的全过程智能化已经成为未来的发展方向。通过引入智能化系统和新型传感器技术，可以实时感知爆破过程中的各项数据，并对其进行评估和反馈，从而实现对爆破过程的精确控制和优化。在智能化系统中，可以利用各种传感器来监测爆破过程中的各项参数，例如振动、飞石、烟尘、声波等。这些传感器可以通过无线网络将数据传输到中央控制系统，实现对爆破过程的实时监测和评估。通过对这些数据进行分析和处理，可以了解巷道掘进的情况，并及时调整爆破参数，以达到最佳的爆破效果。未来的研究将进一步推动智能化技术的发展和应用，为巷道掘进凿岩爆破工程提供更加科学、可靠的技术支持。

3.3矿山工作面掘进设备自动化技术应用与发展的新方向

目前,矿山企业更倾向于与矿山不同领域的掘进设备技术进行有效集成,有机整合不同掘进设备的各种功能,应用现代计算机技术、网络信息技术、电气智能控制与检测技术、通信技术和新一代PLC电控技术,这可能成为未来世界矿山工作面机械化掘进技术的新发展趋势。利用计算机工作面控制箱和遥控系统,实现机器人对采矿工作面掘进生产全过程的多方位遥控调度和远程智能动态监控,进而完成井下设备工作面的智能自主跟踪定位监控和工作面的自动切割。

3.4加大巷道掘进爆破全过程智能化技术的应用

通过引入智能化系统和新型传感器技术，可以实时感知爆破过程中的各项数据，并对其进行评估和反馈，从而实现对爆破过程的精确控制和优化。在智能化系统中，可以利用各种传感器来监测爆破过程中的各项参数，例如振动、飞石、烟尘、声波等。这些传感器可以通过无线网络将数据传输到中央控制系统，实现对爆破过程的实时监测和评估。通过对这些数据进行分析和处理，可以了解巷道掘进的情况，并及时调整爆破参数，以达到最佳的爆破效果。未来的研究将进一步推动智能化技术的发展和应用，为巷道掘进凿岩爆破工程提供更加科学、可靠的技术支持。

结语

综上所述，爆破主要采用软爆破方法。采用不耦合装药方式,降低了炸药对孔壁的破坏,有效提高了爆破效果。此外,巷道掘进施工质量主要是提高施工精度,有效降低周围软岩荷载,合理设置炮孔直径,选择荷载结构,有效调整光面爆破参数,从而提高整体安全性。提高巷道掘进工程的施工水平,普及井巷掘进自动化技术应用,降低采矿成本。

参考文献

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