劉軍 郭長仁

摘要：采礦工程是我國資源能源開發(fā)及利用的關鍵工程，對于社會各個領域高效運轉、社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展具有重要價值。但采礦工程施工周期較長、不確定因素較多，加之施工環(huán)境復雜多變、施工技術標準要求較高，如果巷道掘進及支護技術不到位、施工管理不完善，便會制約采礦工程效率及安全性。基于此，文章以采礦工程巷道掘進及支護質(zhì)量影響因素為切入點，分別探究采礦工程內(nèi)巷道掘進技術與支護技術的應用策略，以供參考。

關鍵詞：采礦工程;巷道掘進;支護;應用策略

在我國社會主義市場經(jīng)濟體制建設進程中，采礦工程發(fā)揮著舉足輕重的作用，為社會各個領域提供能源及資源基礎的同時促進社會穩(wěn)定、和諧發(fā)展。采礦工程施工周期較強，施工前的作業(yè)組織、現(xiàn)場施工條件、機械設備形式、施工人員技術等都會影響巷道掘進及支護的質(zhì)量與安全性，輕則造成機械設備損壞、施工進度停滯，重則造成人員傷亡。為此，在采礦工程中需高度重視巷道掘進與支護技術的合理、正確應用，制定完善周密的施工組織計劃實現(xiàn)對現(xiàn)場施工的精細化管理，加強對施工細節(jié)的把控、找準巷道掘進及支護技術要點，以此從整體上擴大采礦工程經(jīng)濟效益、社會效益。

一、采礦工程巷道掘進及支護質(zhì)量影響因素

若想保證采礦工程中巷道掘進與支護技術的應用效果，首先需了解影響巷道掘進及支護施工方法的關鍵因素，在此基礎上制定完善的施工組織計劃與突發(fā)情況預處理措施，既可以保證施工進度，又能降低安全事故發(fā)生概率。影響采礦工程巷道掘進及支護質(zhì)量的因素具體如下：

（一）巷道圍巖強度

采礦工程巷道掘進會對周邊圍巖造成不同程度的擾動，改變圍巖原本橫縱向平衡的受力情況，加之巷道掘進中涉及爆破、機械設備等，作業(yè)及設備運行中會產(chǎn)生較大頻率、強度的震動，進一步降低圍巖結構的穩(wěn)固性，如果巷道掘進工作面布置不科學、支護結構體系不完善，便極有可能導致坍塌等安全事故的發(fā)生[1]。為此，在巷道掘進施工前需要做好超前勘探技術，借助物探等技術手段了解巷道掘進工作面前端的地質(zhì)條件、地質(zhì)結構、圍巖結構及厚度、圍巖變化情況等，制定預處理措施保證不同地質(zhì)應力下巷道頂?shù)装宸€(wěn)定安全，采取相應的技術方法提升圍巖強度，以此保證采礦工程巷道掘進有序進行，切實避免安全事故的發(fā)生。

（二）地應力

地應力，即巖體的初始應力，是指巖體在天然且相對穩(wěn)定狀態(tài)下的內(nèi)部應力。通常情況下，巖體水平應力略大于垂直應力，主要原因在于巖體在指向地球中心的重力作用下會產(chǎn)生高于垂直應力的水平應力，造成地球巖體復雜的地質(zhì)構造，會加大采礦工程巷道掘進與支護難度。地應力是影響采礦工程巷道掘進的關鍵性因素之一，不同地應力方向?qū)煌南锏榔茐男螒B(tài)，尤其是在高應力環(huán)境下，巷道圍巖一般具有軟巖的特性，圍巖強度較低且穩(wěn)定性較差，巷道掘進作業(yè)產(chǎn)生的擾動與震動會進一步加劇圍巖的離層、跨落，進而威脅到現(xiàn)場人員及財產(chǎn)安全。為此，在采礦工程巷道掘進施工前需要根據(jù)地應力大小及方向判斷地應力場的主應力情況，以此為依據(jù)制定完善的巷道支護方案。

二、采礦工程巷道掘進技術的應用

當前我國采礦工程中較為常用的巷道掘進技術包括一體化掘進技術、大斷面掘進技術及綜合機械型掘進技術。不同技術適用于不同施工環(huán)境、條件，為此需根據(jù)工程具體需求及圍巖實際情況選擇相應掘進技術，保證巷道掘進施工質(zhì)量。

（一）選擇適宜的巷道掘進工藝

在采礦工程巷道掘進技術應用之前，需要根據(jù)實際情況及工程需求科學、合理地選擇相應的巷道掘進工藝，通常包括一體化掘進工藝、大斷面連續(xù)掘進工藝，在部分施工條件及環(huán)境較為良好的巷道掘進施工中還會應用綜合性掘進工藝。不同巷道掘進工藝有其特定的適用范圍及條件，如一體化掘進技術采用一掘一支施工方法，通常掘進1.4m進行一次錨桿支護，借助采礦機等機械設備進行循環(huán)作業(yè)，可以有效提升采礦工程巷道掘進效率;大斷面連續(xù)掘進技術適用于工作面較大、場地較為開闊的采礦工程，在巷道掘進過程中一邊運用采礦機開眼推進，一邊利用高效率運輸系統(tǒng)將巖石運輸至指定位置，可以提升巷道掘進速度、保證巷道掘進的連續(xù)性;綜合性機械掘進工藝以自動化、智能化機械設備為核心，人工作業(yè)量較少并且效率較高，各類機械設備處于同一工作面中可滿足現(xiàn)場施工要求，但成本較高。在實際的巷道掘進施工中需根據(jù)施工性、經(jīng)濟性、技術性選擇適宜的巷道掘進工藝[2]。

（二）重視瓦斯監(jiān)測及排放

瓦斯是采礦工程五大事故之一，伴隨著回采深度的加大，井下瓦斯涌出量會顯著提升，當瓦斯?jié)舛冗_到一定程度后，機械設備運行、采礦機與圍巖的摩擦等便極有可能誘發(fā)瓦斯爆炸事故，嚴重威脅現(xiàn)場人員的生命安全。為此，在采礦工程巷道掘進中需借助傳感器、自動化技術手段實時監(jiān)測巷道瓦斯?jié)舛?，當瓦斯含量超過預定闕值時立即停止施工，將瓦斯排放至濃度安全的情況后才能恢復施工作業(yè)。同時，需保持礦井的良好通風，如果圍巖相對穩(wěn)定、強度較大，可適當擴大巷道截面面積;如果圍巖穩(wěn)定性不足以支撐大尺寸巷道截面，需要設置通風系統(tǒng)及空氣凈化裝置降低瓦斯?jié)舛?，以此保證巷道掘進的安全性。

三、采礦工程巷道掘進支護技術的應用

支護是保證采礦工程中開采作業(yè)安全性重要技術措施，當前我國采礦工程巷道支護技術水平有所提升，在傳統(tǒng)的錨桿、臨時性及永久性支護基礎上形成了眾多新技術與新型支護方式，具體如下：

（一）噴射混凝土支護技術

噴射混凝土支護技術適用于圍巖較為穩(wěn)定、不易發(fā)生跨落及冒頂事故的地段。當巷道掘進到達一定深度后，需要檢查巷道掘進是否存在欠挖情況，對比設計圖重新檢查巷道截面尺寸、高度及寬度等參數(shù)，清除巷道掘進過程中產(chǎn)生的碎渣、浮石等。在噴射施工中，需遵循自上而下的施工原則，可以避免混凝土從基巖表面脫落。由底部向上噴射混凝土，噴射厚度自下而上逐漸降低，保持噴射厚度處于50至100mm之間。當?shù)谝淮螄娚涞幕炷脸跄?，一般?0min進行第二次噴射，采用同樣的方式自下而上、厚度降低。檢查實際混凝土厚度，若其總厚度達到100mm停止噴射。噴射混凝土技術可以改善巷道圍巖物理學性能，增強圍巖的穩(wěn)定性，是一種效果較好、成本較低、操作簡單的巷道掘進支護措施[3]。

（二）錨噴支護技術

錨噴支護技術適用于圍巖較為穩(wěn)定但節(jié)理發(fā)育、暴露面積較大的地段。該技術是對噴射混凝土技術的延伸與強化，在噴射混凝土之前首先以一定規(guī)格、強度的螺紋鋼錨桿加固巷道圍巖，改變巷道圍巖的受力情況，抵消圍巖的滑動力與剪切力，在提升圍巖強度的同時噴射混凝土進行加固，可以顯著提升巷道掘進支護的支撐力。

（三）超前+錨噴網(wǎng)支護技術

超前+錨噴網(wǎng)支護技術適用于圍巖不穩(wěn)定地段。首先以超前錨桿支撐巷道易發(fā)生跨冒的圍巖，在巷道頂板輪廓線內(nèi)打孔并插入錨桿，外露垂直錨桿方向焊接鋼筋并懸吊固定在頂板上，超前錨桿安裝就位后進行掘進。每掘進1.4至1.6m敷設一定間距的短密錨桿支護層、噴射混凝土，可以保證圍巖持續(xù)穩(wěn)定，切實降低巷道掘進中安全事故發(fā)生概率。

結束語

采礦工程巷道掘進及支護質(zhì)量影響因素包括巷道圍巖強度、地應力、巷道截面尺寸與形狀。在采礦工程巷道掘進施工中需根據(jù)實際情況選擇適宜的掘進工藝、重視瓦斯排放、做好定位工作、控制光面爆破施工質(zhì)量。在巷道掘進支護中，根據(jù)圍巖強度、節(jié)理發(fā)育、暴露面積等合理選擇噴射混凝土、錨噴、超前+錨噴網(wǎng)支護技術，以此保證巷道掘進施工安全性。

參考文獻

[1]李邦前.采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析[J].四川水泥，2021，{4}（07）：167-168.

[2]田斌.采礦工程巷道掘進和支護技術[J].當代化工研究，2021，{4}（12）：72-73.