采矿工程巷道掘进和支护应用分析

冯江兵

（山西忻州神达南岔煤业有限公司，山西 忻州 036700）

引言

在现代化发展的背景下，我国采矿行业要想进一步巩固市场地位，就应该严格保证各项施工技术实施的安全性。基于此，在采矿巷道施工中，需综合考虑地质构造、围岩强度、粉尘杂质等方面条件，制订合理的掘进与支护方案，并结合工程实际选择合理的支护形式，在保障采矿质量和效率的同时，还能做到防患于未然，从根源上杜绝安全事故，以推动采矿行业经济效益和社会效益目标的共同实现。

1 影响采矿工程巷道掘进及支护的因素

1.1 巷道围岩强度

巷道围岩强度直接关系到巷道整体的稳定性。为了进一步保证巷道支护施工效果，支护人员需对岩层构造、岩层厚度及围岩易变形状况进行勘察，结合勘察结果选择合理的掘进和支护技术。同时，围岩强度还直接关系到顶板位移变化情况，这二者之间呈反比关系，即围岩强度越大，顶板位移变化值就越小，此种状况说明顶板不易发生变形问题，整体稳定性良好。因此，支护人员在具体施工中，应加强对巷道围岩强度的重视，以保证巷道支护质量[1]。

1.2 地应力

在采矿作业中，若地应力控制不到位，则会造成岩体位移值增加，当数值增加到一定程度时，支撑物的支护强度也会受到影响。在这种情况下，可能会引起围岩变形坍塌、岩层断裂等安全事故。针对这一问题，支护人员在实际施工中应严格保证施工技术、施工工艺的合理性，以构建可行、有效的支撑体系，从而保障采矿作业的顺利开展。

1.3 巷道断面

在巷道掘进与支护施工中，支护人员应采取措施对巷道围岩应力进行改进，避免出现应力高度集中的现象。因此，支护人员需考虑到巷道断面的形状，以此优化围岩应力不均的问题，保障支护施工安全。

2 采矿工程巷道中常见的支护形式

支护技术是采矿工程巷道施工中的重要技术之一，有利于保障采矿作业的安全、高效进行。在采矿工程中，需结合围岩的实际构造及岩层稳定性选择合理的支护形式。常见的支护形式如下：

1）支架支护。这一支护形式的支护力主要作用于围岩外层。

2）锚杆支护。这是一种可同时作用于围岩内层和外层的支护形式，支护力对于增强围岩的整体强度具有重要意义。在支护技术实施的过程中，需组织人员对地质勘察、设备选择及技术实施路线等进行讨论，同时在锚杆支护施工完成后，还应对其展开质量评估工作，以保障支护施工的顺利进行。

3）注浆加固。由于围岩性质存在较大的差别，在对围岩进行支护时，需要考虑到围岩的作用力大小及其方向，而注浆加固的支护形式即可利用围岩的力学性质来达到这一目标，同时可以改变岩体构成，有利于增强围岩强度。

综上，在外界作用力的影响下，围岩强度会发生一定的变化，可以通过控制应力下降区的方式改变围岩应力不均的状态，同时可以结合围岩强度选择支护类型，以此保证支护效果，切实推动采矿工程掘进与支护施工的顺利进行。

3 采矿工程巷道掘进支护技术及要点

3.1 吊环式前探梁支护技术

该支护技术的主要架构组成就是三根悬挂的前伸支架，首先测量出矿井巷道的中轴线，并在中轴线设置一根支架，另外两根支架设置在距离中间支架100 cm处，同时为了保证支架的稳固性，需对支架采取加固措施。在吊环式前探梁支护技术运用过程中，前探梁需要采用吊环辅以固定，并采用11号矿用工字钢材，以保证吊环的强度符合施工标准。在锚杆施工中需要设置标准的丝扣，并将全部吊环安装在丝扣上，此举有利于提高采矿工程巷道掘进支护的施工效果。

3.2 吊链式前探梁支护技术

和吊环式前探梁支护技术结构类似，吊链式前探梁支护技术的主要架构组成是三根吊链式的前探梁，首先测量出巷道的中轴线，并在中轴线设置一根吊链式前探梁[2]，另外两根吊链设置在距离中间吊链100 cm处，同样利用吊环对整个结构进行支护处理。另外，在实施吊链式前探梁支护技术时，需在矿井中布置一些浮矸活石，利用这些浮矸活石的干扰性推动前探梁向前移动。同时，在掘进施工中一定要构建临时支架，保障掘进施工的安全开展，避免对施工人员安全构成威胁。

3.3 永久性支护技术

3.3.1 锚杆支护

大量工程实践表明，锚杆支护技术在采矿工程掘进支护施工中得到了有效应用。该技术所带来的经济效益、社会效益已被社会公众认可，其优点具体体现在两个方面：一是投入成本低，二是施工过程中安全性较高。由于受到差异性性能、型号等因素的影响，锚杆支护技术在实际施工中所采用的支护形式具有多样性特点，使用频率较高的就是复合玻璃钢锚杆。玻璃钢具有较高的强度性能，杆体尺寸一般不超过0.26 cm，还可以将其应用于钻孔施工中。再加上玻璃钢锚杆内端头通常以左旋麻花结构为主，在支护施工完成后，可以保证锚杆和岩石层面的应力处于一个相对平衡状态。另外，施工人员在安装锚杆时需要特别注意的一点是，在使用锚固剂对锚杆进行加固支护时，应严格规划好锚固剂的搅拌周期，保证锚固一次成功，避免二次修补，从而减少维修费用的投入。

3.3.2 锚索支护

在采矿工程中，锚索支护技术的应用价值主要体现在三个方面，具体如下：一是能将岩层表面的使用价值充分发挥出来；二是能更好地保证岩层支护效果；三是能保证岩层结构长时间处于稳定的状态，减少巷道发生下沉与变形的可能性。在锚索支护施工的过程中，施工人员需要利用尺寸规格满足施工要求的托盘工具，对锚索设备的性能使用状况进行整合，以保证锚索支护施工的效率和支护效果。

3.3.3 锚、网、喷支护

这是一种综合性支护手段，具体来说就是综合考虑巷道的施工条件，选择锚杆、锚索和锚网相结合的支护技术，并在支护过程中对巷道进行喷浆处理。目前这种综合性支护手段在采矿工程中的应用规模较大。该支护形式的安全系数较高，且能适应地质条件复杂的掘进巷道，已经在中大型采矿工程中得到了有效应用[3]。其弊端主要体现在以下两个方面：一是施工工序复杂，可能耗费的施工周期较长；二是投入成本较大，不适用于小型采矿工程支护施工中。因此，在选择巷道掘进支护方式时，需遵循因地制宜的原则，有必要对矿区的地质条件、围岩强度等进行勘察，并结合勘察结果选择合理的支护形式，以实现采矿工程经济效益的最大化。

4 结语

在采矿工程中，巷道掘进与支护作为保障采矿效率和质量的重要施工技术，操作人员应对这两种技术的影响因素及支护形式进行明确，并在此基础上，综合考虑巷道的地质条件、围岩强度等来选择合理、可行的巷道掘进与支护技术，以保障支护施工的效果，降低安全事故的发生率。另外，若支护现场条件允许的情况下，还应做好通风防尘的工作，以致力于提高采矿工程的经济效益和社会效益，从而推动采矿行业的持续发展。