采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

张兴荣，纪向南

（山东黄金矿业（鑫汇）有限公司，山东 青岛 267000）

采矿过程中，巷道掘进和支护属于矿产开采过程中的中心环节，会受到施工环境、技术和设备、技术人员的专业能力和业务素质等等众多因素的影响。但是在实际的施工过程中，巷道掘进和支护的作用是保证地下巷道能够进行科学合理的规划，进而帮助企业实现经济效益，保护相关工作人员的生命安全，提高矿产资源运输与开采的效率，为企业进行正常的生产经营活动提供保证。

1 采矿工程巷道掘进和支护技术的应用作用

1.1 对于企业的应用作用

采矿工程中巷道掘进和支护技术的良好应用对于企业有着至关重要的作用，采矿企业获得经济效益的基础就是有稳定的矿产资源来源，良好的巷道掘进和支护技术的应用能够保证企业生产原料的重要来源，是保证企业获得经济效益的基础保证。同时企业在采矿工程中使用良好的巷道掘进和支护技术能够提高企业内部采矿工程的相关工作效率和质量，为企业下一次采矿工程的实施奠定一定的经验基础，能够在一定程度上保证企业发展的稳定。需要注意的是巷道掘进技术和支护技术几乎是同时进行的，在复杂的地下环境中，很多时候会出现软质的泥土和地质，这样就对掘进技术和支护技术提出了新的要求。尤其是近些年来，我国对于矿产资源的需求越来越高，所以采矿深度也越来越深，良好的巷道掘进技术和支护技术的应用能够在一定程度上保证企业进行发展的基础，帮助企业建立核心竞争优势，促进采矿企业的良好发展[1]。

1.2 对于采矿工作人员的应用作用

良好的巷道掘进技术和支护技术能够有效保证采矿工作人员的生命安全，因为良好的巷道掘进技术能够构建相对稳定和安全的采矿巷道，同时良好的支护技术能够保证巷道在投入使用之后的稳定。能够确保采矿工作人员进行安全有效的工作。同时对于巷道掘进和支护技术人员来说，使用巷道掘进和支护技术能够帮助他们提高一定的专业能力和业务素质，积累相关的工作经验，促进技术人员实现自我发展和提升的目标[2]。

2 采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

2.1 巷道掘进技术人员要针对地质环境进行详细的检测

在进行巷道掘进和支护技术应用前，设计人员和技术人员应该针对地质环境进行详细的检测[3]。通常情况下来讲，巷道掘进使用的技术包括爆破掘进和掘进机掘进两种方式，而且针对不同的地质使用不同的掘进方式是非常重要的，所以设计人员和技术人员在掘进之前应该先对周围环境和地质结构进行详尽的检测。检测的方向主要分为两个方面。首先就是针对周围环境进行检测，因为要保证掘进过程中使用的掘进方式不会对周围环境造成破坏。比如说矿山的内部地质结构相对脆弱，如果使用了爆破掘进的方式，很有可能造成地表塌陷或者造成山体滑坡，对矿山周围的环境和周围居住人群的安全造成威胁。那么在进行周围环境检测的过程中，技术人员可以使用智能化的检测设备，通过无人机红外线成像技术对矿山的大致形态和周围环境分布进行详细的了解，对矿山的山体坡度等细节进行仔细的检测。其次就是针对地质结构进行检测，对地质结构进行监测是能够保证掘进和支护工作开展安全的重要举措。由于地质结构不同，确定的掘进方式和支护方式应该也是不同的。比如说探测到的地质结构比较坚硬和完成，那么掘进方式就可以选择爆破掘进，避免出现掘进机挖掘到较为坚硬的岩石从而对掘进机进行破坏的现象。如果地质结构相对脆弱，并且土壤硬度不足，那么选择的掘进方式应该是掘进机掘进，这样能够有效控制施工进度，在一定程度上保证施工过程中的安全性。

在进行探测的过程中，需要注意的是同时也要对矿产资源的深度和厚度进行探测，根据矿产资源的位置进行合理的掘进施工，这样能够在一定程度上降低掘进施工的成本。通常情况下掘进施工是施工过程中开展的第一步，技术人员在掘进施工的过程中一定要注意不要盲目相信设备数据，而是要结合自己的实际经验对巷道进行掘进，充分保证技术人员的生命安全。

2.2 提高巷道掘进和支护安全技术的应用

巷道掘进和支护安全技术的应用对于巷道掘进和支护的作用来说是重中之重。所以要提高巷道掘进和支护安全技术的应用[4]。

首先选择锚杆托板的材料，在实际的巷道掘进和支护工作中，选择的锚杆托板材料应该尽量坚韧，其承受压力的能力必须大于环境给它的压力，这样才能够在一定程度上保证巷道掘进和支护工作安全的进行。如果其承受压力的能力等于或者小于环境给它的压力，那么整个巷道掘进和支护工作就是危险的。其次就是针对掘进之后的巷道岩壁的支护工作，在支护工作进行的过程中，应该选择强力的锚喷层和支护锚网，以此达到对掘进好的巷道的支撑和保护作用。需要注意的是，如果面对的地质条件实在过于复杂，技术人员可以根据实际情况选择二次锚喷层和支撑锚网，同时建设混凝土支撑柱，最大程度的保证技术人员的生命安全。最后就是针对掘进情况和支护采用智能化的管理设备实施动态监测，减少危险情况的发生。监测的主要方面有地质地层变化以及支撑物内部的变化，像一定要对支撑环节进行重点的监测，因为支撑环节部位涉及到的是两段掘进工程，如果出现安全事故，那么支撑环节部位是最重要的安全点，能够在一定程度上保证技术人员的安全性。同时对支撑环节的监测也能够在一定程度上降低企业掘进施工和支护施工的成本。

需要注意的是，在全部的巷道掘进和支护安全技术的应用过程中，使用的各种锚杆、锚网和支护锚喷层以及使用的螺丝等等保证安全的工具，一定要选择专业的专用的，这样能够进一步保证施工过程中的安全，同时保证矿产开采巷道的质量[5]。

2.3 优化掘进装备和支护设施

优化掘进装备一般就是指优化掘进机。通常来讲，掘进机一般分为轻型小功率掘进机和重型大功率掘进机。设计人员和技术人员在选择掘进机时，要根据提前测量好的地质地层结构数据以及巷道断面设计等因素进行选择。如果巷道断面设计比较小，同时地质地层破壁难度相对较低时，就要选择轻型掘进机如果断面设计相对面积较大，同时地质地层破壁难度相对较高时，需要选择重型大功率掘进机。因为重型大功率掘进机的掘进速度和破壁能力比较强。在使用掘进的过程中，尽量不要出现高射炮打蚊子的现象。设计人员和技术人员应该根据测得数据对掘进机进行筛选，也要避免出现掘进机不能满足掘进要求现象的出现。当然，很多时候可能出现断面设计有大有小，地质地层破壁难度有高有低的现象。在这个时候技术人员可以选择两种型号的掘进机共同使用，将两种型号的掘进机都组装好，面对不同情况时使用不同的掘进机，这样能够在一定程度上保证掘进工作的质量和效率，同时能够减少作业时间，保证掘进工作高效高质量的完成。

其次就是优化支护设施，优化支护设施的方法主要有两个。第一个就是提高支护设施的使用频率和使用质量，针对不同地质的矿产资源，选择不同的支护设施。第二个就是对支护设施使用完全的监护设备。比如说像检验锚喷网承受压力大小的检验设备和检验锚杆托板质量硬度和承受压力的检验设施。这种检验设施的作用主要有两个，第一个是帮助技术人员选购合理的支护设施，第二个作用就是能够对压力进行实时监测，保证掘进工作人员和支护技术人员的生命健康安全。

2.4 特别注意针对不同地质使用不同的支护技术

正如上文中提到的，针对不同的地质结构和不同的掘进技术使用的支护技术也是不同的。常见的巷道支护技术有预制钢筋混凝土支护技术、锚杆支护技术、混凝土支护技术和全螺纹锚杆支护技术[6]。这些技术的使用都各有优缺点。

像使用预制钢筋混凝土支护技术。这种技术虽然其支护强度相对较高，而且投入成本也比较小，但是这种技术的伸缩性不够强烈。所以在使用这种支护技术时，一定要在巷道中布置前探支架，同时为了能够给预制混凝土提供保证，小有至少两个的固定点来保证这种支护手段具备足够的稳定性。否则在不稳定的情况下，这种支护手段也容易给技术人员造成伤害。

对于锚杆支护技术来讲，需要注意的有两个方面。首先就是需要对锚杆抗压能力进行分析和计算，保证锚杆能够承受实际工作中的压力，所以在计算完成后，需要根据实际情况选择不同种类不同长度不同质量的锚杆。其次就是为了保证锚杆托板不会变形，所以在使用过程中应该根据实际情况对锚杆托板进行二次加厚，在发现问题时，需要技术人员进行及时的处理。所以需要检测设备的使用。

对于混凝土支护技术来讲，因为混凝土支护手段是需要喷射混凝土制作支架，所以需要和锚杆进行合作。为了能够达到满足支护要求的目标，需要设置喷射装置，同时在喷射完成后，需要对成品设计临时锚杆，由于需要的时间较长，需要强化金属网的强度，从而为支护作用提供一定的保证。

最后是全螺纹锚杆支护技术。相对于传统的锚杆支护技术，全螺纹锚杆能够通过二次螺纹的紧固加工，提高锚杆的承压能力。所以全螺纹锚杆具备普通锚杆不具备的强度。同时由于螺纹的出现，全螺纹锚杆相对于其他支护技术来讲，成本更小，使用方式更灵活，能够充分适用于各种类型的巷道。

2.5 要注意保证技术人员和施工人员的生命安全

针对掘进和支护工作的工作人员来说，一定要保护好自身的安全，由于矿产资源常年积累在没有空气的山体内部，所以在掘进和支护的过程中需要进行以下两个方面的操作。

第一个方面是针对掘进工作而言，需要注意通风防尘，因为掘进工作进行的过程中肯定会出现很多粉尘，所以掘进工作技术人员应该保证巷道内部的通风防尘工作质量。如果工作人员长时间处在较大的尘土中，可能会对工作人员的肺部造成不可逆转的伤害。在进行通风防尘工作的过程中，工作人员应该确定巷道内部的风压，挖掘一定的通风井。同时工作人员要选择能够适应通风防尘工作的机器。因为灰尘也能会影响掘进机工作的效率。

第二个方面主要是针对巷道掘进和支护工作共同而言的，有关工作人员应该注意瓦斯排放的效率。因为矿产资源的开采大多时候都是伴随着瓦斯协同进行开采的。如果巷道内部的瓦斯浓度过高，首先会对工作人员的身体健康造成威胁，其次就是容易发生爆炸，对工作人员的安全造成威胁。针对瓦斯问题，相关工作人员可以针对瓦斯浓度标准进行监测，一旦浓度超过警戒线，立即停止工作，利用巷道的通风作用排清之后再继续进行。

3 结束语

为了保证我国矿产资源能够满足日益增长的需求，矿产开采工作需要提高巷道掘进和支护工作的工作质量和效率。同时良好的巷道掘进和支护工作能够促进企业实现经济效益和社会效益，并且保证矿产开采工作的安全，促进企业和工作人员共同发展。