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(chǎn)資源的開發(fā)和生產(chǎn)促進了我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷提升，并且?guī)恿藝窠?jīng)濟的全面發(fā)展.在礦產(chǎn)資源行業(yè)中，金屬和非金屬資源開采技術以及采掘工藝是決定企業(yè)產(chǎn)量以及質(zhì)量的關鍵。通過對相關采掘工藝的改進創(chuàng)新，促進整個礦產(chǎn)礦產(chǎn)資源行業(yè)的快速發(fā)展。
目前，國家對于礦產(chǎn)資源的開發(fā)和生產(chǎn)具有嚴格的規(guī)定，其相關的巷道掘進以及支護需要滿足規(guī)范和要求，這樣才能夠保證生產(chǎn)工人的安全。隨著我國現(xiàn)代化社會經(jīng)濟以及科學技術的不斷發(fā)展，創(chuàng)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(huán)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(chǎn)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(xiàn)開鑿工作的一體化，同時，也可以有效地保證施工環(huán)境的安全，提高開采的效率。第二，大斷面連續(xù)開鑿技術。該技術的應用會受到地理環(huán)境的影響，需要在特定的地勢環(huán)境中才能夠使用。第三，現(xiàn)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(yè)能力也帶來了一定的挑戰(zhàn)。
1.2礦產(chǎn)資源開采技術條件
針對于礦產(chǎn)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(jiān)測及其預警方面的內(nèi)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(qū)別于淺部，開采擾動造成礦、圍巖系統(tǒng)失穩(wěn)，從而誘發(fā)地壓災害顯現(xiàn)的現(xiàn)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(xiàn)現(xiàn)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(tǒng)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(chǎn)生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲等現(xiàn)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(jīng)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(tài)，水平應力對井巷和采場穩(wěn)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(xiàn)。針對地壓和巖爆危害問題：（1）提出開展微震監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場安裝與調(diào)試及震源定位試驗研究；（2）實現(xiàn)地壓與巖爆活動及開采現(xiàn)狀調(diào)查實時跟蹤分析；（3）實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)和科學管理提供依據(jù)和技術支撐。
1.2.2巷道頂板對于在礦產(chǎn)開采的過程中，部分巷道巖石結構比較破碎。因此，根據(jù)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(chǎn)狀這三個因素對巷道支護形式和參數(shù)選擇的影響。以巖體質(zhì)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?shù)牟删蚍椒?/p>
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(wěn)固性系數(shù)f值遠小于原巖的穩(wěn)固性系數(shù)。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?，F(xiàn)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(wěn)固的巷道更加破碎，危險系數(shù)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(chǎn)生或很少產(chǎn)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(lián)合支護方法
根據(jù)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(qū)，配合巷道周邊鋼帶以及鋼筋網(wǎng)形成支護的小結構，在圍巖發(fā)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(diào)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(wěn)定。桁架錨索控制技術是將處于受壓狀態(tài)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(tài)，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(xié)調(diào)變形。
3槽鋼式聯(lián)接器桁架支護系統(tǒng)設計
（1）桁架錨索規(guī)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(chǎn)資源開發(fā)生產(chǎn)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(yè)環(huán)境的安全，同時提高開采的效率，為我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)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(yè)股份有限公司
