浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用

摘 要：近年来，我国经济发展迅速，人们生活质量不断提高，与此同时，矿产资源的需求量也逐年增多。目前矿产的开采环境越来越复杂，尤其是一些深度较大、地质结构不稳定的采矿区，给采矿掘进支护技术提出了更高要求。文章在此基础上就复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用进行分析探讨。

关键词：复杂地质条件;采矿掘进;支护技术应用

一、 复杂地质条件对采矿掘进工作的影响

（一）巷道固定困难

如今很多矿产资源所处位置较深，地质条件复杂，尤其是很多矿体附近都有大量松散岩土分布，给掘进工作带来了巨大挑战。在巷道掘进施工期间，多种外力作用导致巷道成形难度大，即使通过机械化技术保持了比较规则、稳定的形状，但是随着掘进深度不断加深，周边岩体结构发生变化，巷道各个端点、支撑物都会发生形变，导致巷道变形，产生安全隐患。巷道无法固定，给支护技术的实施带来了困难，同时还会影响采矿效率。

（二）设备运行困难

目前我国在地下巷道掘进、采矿方面掌握着比较成熟的技术，很多地区矿产开采都实现了机械化，一方面，这些技术仍然存在着一定短板，另一方面，如今采矿行业面临的复杂地质条件的情况越来越多，相关设备的运行和技术的实施存在着多方面问题。例如，进行半固体矿岩巷道掘进作业时，如果遭遇硬度系数超过5的岩石、岩层，掘进设备磨损程度将急剧上升，不仅对设备本身产生不良影响，还会限制巷道掘进支护技术的发挥。

（三）潜在风险因素多

在深度较大、地质条件复杂的地区进行采矿作业，存在着很多潜在的风险因素。而要充分避免這些因素，对地质勘查技术、施工管理水平的要求更高。但是目前在部分地区，我国相关矿产开采企业尚未掌握足够先进的地质勘测和相关地质环境下可靠的掘进支护技术，同时，部分施工人员和管理人员专业素质参差不齐，很容易忽略各类风险因素，导致掘进支护施工质量不佳，诱发安全事故。

二、 复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用要点分析

（一）采用锚网支护技术

锚网支护技术主要是在采矿掘进巷道的周边岩体上打入锚杆，然后将金属网采用托板固定在锚杆上，形成完整的支护结构。（1）应用直接破顶法。在实际作业中运用掘进机，需要直接进行冲击，爆破巷道的顶部断层，留下其中具有稳定材质的顶板围岩，之后还需要借助锚网锁固定好整个顶板围岩。但从顶板岩石来说，如果其硬度低于5，或者存在落差，并且落差小于2cm，那么，就意味着这个岩石较为脆弱，在实际施工过程中，可能会出现一些问题，如岩石的破碎。此外，在实际的采矿掘进过程中，可能会存在一些高度差异，在这种情况下，就需要合理运用破顶法支护。（2）应用后退卧底法。在开展采矿的掘进工作中，如果巷道中出现断层下移的问题，要想最大限度提高整个工程的安全性，那么，就需要在支护工作中采用后退卧底法。如果在实际工作过程中，掘进设备的坡度小于原本应当突破的坡度，那么，就需要工作人员能够提前构建出巷道卧底，降低整个载坡的高度，灵活利用后退卧底法，落实所有的标准和要求。

（二）进行普掘机与综掘机临界点的确定

针对综掘机与普掘机运行临界点的确定，一般情况下以巷道长度为基准，按照不同掘机类型的具体掘进水平与实际操作进行确定。例如在具体的采掘作业期间，针对普掘机的应用，需要确保其采掘长度低于300m，而综掘机的应用，则需确保采掘长度大于300m。此种分类形式可以发挥出不同采掘机类型的作用与价值。之所以进行不同类型采掘机临界点的确定，主要是因为综掘机的应用可以起到生产准备时间缩短的作用，并且在作业期间综掘机掘进工艺的应用与实际采矿作业进度要求、质量要求相符合。

（三）综掘机类型选择

综掘机类型选择至关重要，所以需要在采掘作业前依据具体情况合理选择综掘机类型。并结合以下方面来确保综掘机选择合理性：巷道断面试用程度、矿产资源的适应强度、机器截割功率、机械设备运行效率、机械设备维修量、机身结构紧凑性、综掘机体积、机器截割强度、机械设备配件供应有效性等方面，以此确保综掘机的选择与具体采掘作业开展相契合。

（四）科学采用临时支护技术

如今比较先进的掘进设备都配备有临时支护系统，也就是在掘进的过程当中，对作业区周边岩体进行临时支撑，保护设备安全。例如，综掘机的液压临时支护系统，该设备的临时支护配置是通过液压锁来控制。另外，在掘进作业过程中，工作人员也需要在密切关注周边岩体状态的情况下，合理采用液压支柱、打点柱等方法来避免岩体崩落，保证施工安全。

（五）配套系统与施工组织管理问题

针对矿产采掘作业的开展，要想进一步提升采掘有效性与安全性，矿产企业需深入研究分析当前企业综掘机施工过程的管理，以企业现阶段发展现状的分析为依据，制订并落实符合企业自身发展，满足矿产采掘作业具体需求的施工管理机制，提升企业组织管理水平。以此为依据，构建完善且健全的组织管理技术体系，将其应用于矿产采掘施工，进一步提升企业组织管理有效性，并实现对采掘作业效率的大幅度提升。以弯皮带运输技术操作为例，若针对的大角度长距离拐弯掘进技术的研究，以及小角度连续拐弯技术的研究已经达到26°。此项技术的突破与创新，意味着企业在后续采掘施工过程中，可以实现对掘进效率的大幅度提升，有效降低皮带配置工作效率。鉴于此，在现阶段矿产采掘作业期间，需要注重对施工工艺的合理安排，依据具体实际进一步优化劳动组织关系。

三、 结语

在采矿掘进作业环节，需要根据地质条件选用合适的掘进设备，利用成熟的锚网支护技术，结合临时支护设施，做好掘进区和采矿区的支护。另外，通过严谨的技术设备管理和现场管理，根据地质条件变化而优化支护结构，才能全面提升支护结构稳定性，确保采矿工作安全、高效开展。

参考文献：

[1]赵西锋.复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用研究[J].建筑工程技术与设计，2017（30）：156.

作者简介：

韩亚军，山西省美锦集团东于煤业有限公司。