采礦工程巷道掘進支護應用分析
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摘要：當前，我國礦產資源的開發和生產促進了我國工業產業的不斷提升，并且帶動了國民經濟的全面發展.在礦產資源行業中，金屬和非金屬資源開采技術以及采掘工藝是決定企業產量以及質量的關鍵。通過對相關采掘工藝的改進創新，促進整個礦產礦產資源行業的快速發展。
目前，國家對于礦產資源的開發和生產具有嚴格的規定，其相關的巷道掘進以及支護需要滿足規范和要求，這樣才能夠保證生產工人的安全。隨著我國現代化社會經濟以及科學技術的不斷發展，創新采礦的范圍也在逐漸地擴大，采礦的方法也在逐漸地更新，在采礦過程中使用了相應的支護、掘進技術，能夠有效地提高開采環境的安全性。
1采礦工程巷道掘進的相關分析
1.1采礦工程巷道掘進的概念
在礦產資源開采的過程中，主要有以下幾種形式：第一，一體化開鑿方式。這一方式的使用效率比較高，在使用的過程中既可以實現開鑿工作的一體化，同時，也可以有效地保證施工環境的安全，提高開采的效率。第二，大斷面連續開鑿技術。該技術的應用會受到地理環境的影響，需要在特定的地勢環境中才能夠使用。第三，現代化的綜合機械掘進方法。這個方法的使用會涉及大量的機械設備，從而有效地提高了開鑿的工作效率，對采礦技術人員的專業能力也帶來了一定的挑戰。
1.2礦產資源開采技術條件
針對于礦產資源的開采需要一定的技術條件限制，其中主要涉及以下幾點：
1.2.1地壓變化這是針對巖石力學典型災害監測及其預警方面的內容研究。隨著淺部資源開采結束，大部分有色金屬礦山面臨資源減少或枯竭的局面，許多礦山已逐漸轉入深部礦床的開采。隨著開采深度的增加，深部地應力水平較高，明顯區別于淺部，開采擾動造成礦、圍巖系統失穩，從而誘發地壓災害顯現的現象更為普遍、且更為強烈，造成人員傷亡與設備損壞的地壓事故可能性也相應呈明顯上升趨勢。巖爆作為一種典型的地壓災害宏觀顯現現象，是高地應力條件下地下工程開挖過程中，造成部分礦、圍巖系統中應力疊加，當超過其彈性極限時，儲存于巖體中的彈性應變能突然釋放，因而產生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲等現象；它可能造成人員傷亡、設備損壞，導致礦山開采效率降低、經濟成本增加等，巖爆是深井礦床開采的重大安全問題。隨著開采已逐步向深部轉移，巖體處于高地應力狀態，水平應力對井巷和采場穩定性影響顯著，礦、圍巖存在中等巖爆傾向性，開采強度大，地壓顯現。針對地壓和巖爆危害問題：（1）提出開展微震監測系統現場安裝與調試及震源定位試驗研究；（2）實現地壓與巖爆活動及開采現狀調查實時跟蹤分析；（3）實現地壓與巖爆危害孕育過程微震信息實時辨識與分析；（4）實現地壓與巖爆活動震源定位及災害預警技術研究，為礦山安全生產和科學管理提供依據和技術支撐。
1.2.2巷道頂板對于在礦產開采的過程中，部分巷道巖石結構比較破碎。因此，根據分析巷道的斷面尺寸、巷道的服務年限和功能用途以及軟弱結構面產狀這三個因素對巷道支護形式和參數選擇的影響。以巖體質量RMR分級結果為基礎，基于巷道支護分級影響因素，修正RMR取值并修正巷道支護級別。
2采礦工程巷道掘進和支護技術的具體應用
2.1選擇恰當的采掘方法
礦山開采過程中，二步驟充填體回采是一項重要的課題，爆破振動不可避免的會對相鄰巷道，原巖頂板，充填體巷道及圍巖造成一定的影響；其中，對充填體造成的影響是最明顯的，因為充填體穩固性系數f值遠小于原巖的穩固性系數。為減少爆破振動對充填體影響，提出無爆破振動在充填體掘進中的應用。現以井下高程486～500m的礦體為例，486～500m需要在486m形成采場的底部結構，486m掘進巷道都在充填體中，可以采取人工爆破掘進和無爆破振動掘進兩種方式，對這兩種掘進方式進行了分析對比。人工爆破掘進的缺點：在充填體中人工爆破掘進時，爆破振動會對充填體巷道及圍巖造成很大程度的破壞，使得原本就不穩固的巷道更加破碎，危險系數增大。無爆破振動掘進，無爆破振動掘進可以減少對充填體巷道及圍巖的破壞，不產生或很少產生炮振裂縫，保持了圍巖完整性，從而增大了圍巖自身的承載能力，進而很大程度上提高了施工的安全性。
2.2巷道的聯合支護方法
根據巷道的大小結構耦合平衡支護原理表明，錨桿深入巷道圍巖形成錨固區，配合巷道周邊鋼帶以及鋼筋網形成支護的小結構，在圍巖發生變形時起初步抵御變形的作用。在此基礎上配合錨索的使用，錨索深入圍巖深部，調動深部圍巖承載能力與周圍巖體一起形成深部大的高強度承載結構，在圍巖的變形過程中與錨桿形成的小結構共同維護巷道的穩定。桁架錨索控制技術是將處于受壓狀態的巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點和承載結構的基礎，采用高預拉力對拉并鎖緊兩根鋼絞線，直接作用于頂板淺部的圍巖，提供水平預應力改善頂板的應力狀態，強化低位巖體的力學性能和提高其抗變形性能，控制層狀頂板的不協調變形。
3槽鋼式聯接器桁架支護系統設計
（1）桁架錨索規格及布置方式：φ17.8mm×7000mm，1×7股高強度低松弛預應力鋼絞線，鉆孔深度11.5m，鉆孔直徑60mm。桁架錨索底部跨度3000mm，距巷道幫部550mm，排距2m，錨索鉆孔與鉛垂線的夾角為30°。（2）槽鋼采用高強度的A3鋼制成，長3500mm，寬100mm，厚度25mm。在槽鋼兩邊距端部250mm處焊接楔形鋼墊，后鉆取φ25mm、與鉛垂方向夾角30°的圓孔。
4結語
在采礦工程實施的過程中，為了保證礦產資源開發生產工作的順利實施，就要采取相應的巷道掘進以及支護技術。這樣不僅能夠保證施工作業環境的安全，同時提高開采的效率，為我國礦產資源的開發利用起到有效的促進作用。
作者：楊瑞 單位：新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司
