超前支护技术在采矿工程中的应用分析

超前支护技术在采矿工程中的应用分析

刘超陈璋林

济宁矿业集团有限公司霄云煤矿   272200

摘要：随着社会经济的飞速发展，采矿工程技术也逐渐成熟。在采矿项目的实施过程中，超前支护技术的施工方法带来了巨大的收益。现如今，超前支护技术的施工方法已被广泛运用到采矿工程项目的实施过程中，极大地增强了项目的安全性与稳定性，为项目的顺利进行提供了坚实的保障。然而，采矿工程建设与其他建筑项目相比，其特性使得其对施工过程的安全性和品质标准也更为严格。因此，为确保相关工作人员的生命和财产的安全，并且提高矿业公司的运营收益，必须严格检验在整个挖掘过程中的物资供应品质。超前支护技术不仅能确保采矿工程的成功实施和工作人员的生命财产安全，同时对矿业公司的运营和收益起到了重大的保障作用。

关键词：超前支护技术；采矿工程；应用

我国的矿物质储备相当丰富，特别是煤炭储备的数量，全球排名前列。在进行采矿作业时，需要使用各种不同的技术和手段，这些都与采矿区的地形、地理环境紧密相关。一般来说，都会进行深层次的开采，这就对作业安全性提出了很高的要求。通过使用超前支护技术，可以在采矿工程中获得坚实的保障，有效地增强项目的稳定性与安全性。如果采矿工程能够平稳且安全地推进，那么其效率也会相应增加，这必将为企业带来更多的经济收益。

一、超前支护在采矿工程中的作用

超前支护有助于确保矿井的安全和稳定。在开采活动中，由于地理环境的多样性与不稳定性，矿山面临着多重可能的地质灾难威胁，例如地表出现洪水、岩石崩塌等。通过预先建立支撑结构，超前支护技术可以迅速消除矿井内的安全风险，同时对矿井进行必要的强化，以保证矿井的平稳运作，有效地避免事故的发生。超前支护可以提高采矿效率。预先设置好的支护结构可以在挖掘活动开始前，对其进行预先的安装，然后随着挖掘的进行，不断地进行优化与改进，这样不仅可以减少后续的维修工作，也可以降低后期的维修费用。此外，超前支护还有助于提升矿山的负荷和稳定度，从而提高矿山的生产效率，实现更大的挖掘收益。超前支护还能够减少采矿过程中的安全隐患。利用超前支护技术，可以降低矿山周边的塌陷、滑坡等地质灾害的风险，减轻矿工和设备的损失，从而增强采矿活动的安全保障。

二、超前支护技术在采矿工程中的应用

1、应用于巷道开挖

（1）巷道开挖问题

伴随着采矿工程的进展，巷道开挖的困难性也会相应提升。在多次的采矿爆破和人工与机械的持续冲击下，采矿区域的土壤承重能力会逐渐减弱。由于受到巷道内部的压力，巷道围岩会变软并破裂，这也会导致巷道内部出现底鼓的情况。显然，增强巷道的支护是至关重要的。但是，很多采矿企业在具体的巷道开挖过程中并未充分关注巷道塌陷的防治和优化，这使得巷道塌陷的情况频繁出现。在两次施加的外力作用下，岩石的塌陷和破裂的可能性极大，因此巷道将无法继续使用。若想建一条新巷道，必然会消耗大量的人员、资源、金钱以及时间。若是将先前被破坏的断裂带再次相连，则可能会引发更广泛的塌陷。

（2）巷道支护关键

在进行巷道支护建设时，必须严格按照支护的规定进行。通常，使用高强度的锚索和锚杆来实施支护作业，以调整和改变巷道周围岩石的压力和应力状况。强化支护功能，避免巷道岩石层的破裂和掉落是巷道支护的核心。优质的支护措施能够防止锚杆和螺母在承受超出其承受能力的压力时发生故障，同时也能防止由于某些区域的变形导致的巷道损坏。

2、应用于电耙道修复

超前支护有助于强化和修复电耙道的损坏部分，而电耙道的修复通常需要解决地层变形、塌陷和破裂等问题。通过预先构建支护结构，例如支架和矿柱等，超前支护技术能够对电耙道进行强化，从而增强其承受更大负荷和环境压力的能力。超前支护还可以通过刚性材料的应用，例如钢梁和混凝土等，以修复电耙道的破损或脱落部分，恢复电耙道的完整性和稳定性。超前支护能够大幅度减少电耙道的修复周期，这种技术通过预先设置支护结构，有助于降低电耙道的修复周期和人工成本。在开采过程里，时间被视为最宝贵的财富，而预先设置的支护措施能够显著减少电缆的维修周期，从而增强了煤炭机械的使用效益与生产力。

3、应用于巷道掘进

在采矿工程的巷道挖掘过程中，超前支护加固技术被广泛应用。为了优化挖掘效果，需要使用机械化的临时支护技术，通过将悬臂式纵向挖掘机与超前支护技术相结合，可以有效地构建出临时支护设施。临时支护设施拥有极高的安全保障性能，并且可以成功地构建支护钢架以及移除支护设施，从而极大地提高了采矿工程的挖掘效率。在临时支护设施的运作过程中，会与挖掘机的三通两通操控阀门以及相关的支护油管相互连接。当设备正常运行时，原始的综掘机站点将执行供油任务，三通和两通的操作阀门将启动以连接支护油路和原始站点，从而达到油路的互联互通。在实施实际的超前支护作业时，需要重点考虑以下几个方面：第一，需要关闭综掘机的油路，打开顶架和侧架，然后操作顶梁架和支护顶架的液压控制器，并在顶梁架上完成钢网和支护钢架的安装。第二，当双向锁实现对燃料的管理之后，启动顶梁结构和主体结构。当其高度达到预设的标准时，主体结构会提升，使得钢网和钢带被压在巷道顶部和主体结构之间。第三，及时开始钻孔和锚杆的安装作业，一旦安装完毕，就要把主体架子降至最低点并进行折叠，再把顶部的支护架子固定在挖掘机上。第四，将支护油路关闭的同时终止支护控制阀。

4、应用于石门采矿

在当前的矿山石门法开采过程中，面临着许多挑战，其中顶板脱落问题最为严重。利用超前支护技术能够有效地防止顶板脱落，这对于解决石门法开采中的顶板脱落问题具有极其重要的意义。①在遭遇矿物质的情况下，必须进行适当的预防措施。对于2米外的地方进行钻探，确保孔洞的间隔不超过300毫米，并且保证孔洞的深度不超过8米。同样，建筑工程师需要对孔洞的间隔和深度进行严谨的管理；②对巷道进行全面的钻探，然后在每一处钻探中放置一根管线。因为这些管线的大小都有调整的余地，因此，工作人员需要根据煤矿的特定环境，挑选出不同的长度、管径和厚度的管线，以满足煤矿的真实需求。二次实施预防性的顶部保护措施，在开始炮击采矿前，必须严格监督并确保这些保护措施的有效性，使得炮孔的深度不超过支撑孔的深度。同时，也需要对钢材的品质和管道的强度进行严格地监控，并适当地调整管道的间距。另外，在每一轮炮击开始前，都需要仔细检查钢材的状况，剔除出任何存在问题的钢材，并立即更换为正常的钢材。同时，还需要检查管道的间隔，对那些存在不合适间隔的钢材进行分类和处理，或者对钢管的间隔做出适当的调整。

5、应用于矿区回采

在矿区回采过程中应用超前支护技术，对于支护系统的连接需求很大，能够有效地融入预防性保护技术，虽然安全性相当高，但是存在许多开采的盲区。为确保回采过程的安全性，第二种回采施工方法是超前支护技术的主要运用方式。详细来说，即使用两个支柱来提供基础支持，然后把两个支柱整合成一个，再把两个支柱的上端通过重力棒连接到底座，以达到优秀的支护效果。应当强调的是，支撑结构被划分成两个部分，其中一个位于前端的主梁与另一个位于后端的伸缩梁连接，并通过使用转动的千斤顶将两个节点连接起来。这种连接方法能够增强支护结构的稳固度，从而充分体现出超前支护技术的优势。

结语：现阶段，超前支护技术已在采矿工程中获得广泛的应用，尤其是在巷道开掘、矿石回采、石门开采与电靶道等问题的处理上，此技术表现出了其安全可靠性。完善和优化超前支护技术，扩大其防护范畴和优化其运输方法，能有效提高支护面积并降低空顶间距。另外，此技术在设备适应能力、管理维护上也有着重要的价值。利用该技术，能进一步保障矿山开采的安全性，促进采矿业可持续健康发展。

参考文献

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