超前支护在采矿工程中的应用

超前支护在采矿工程中的应用

祝毅

攀钢集团工程技术有限公司特种工程分公司  四川 攀枝花617000

摘要：我国矿产资源较为丰富，尤其是矿产资源的总量更是在世界位于前列。采矿工程所采用的技术与方法和采矿区域地貌、地质有着密切的联系，采矿通常需要深井作业，对于安全性有极高的要求。在采矿工程中应用超前支护，为工程提供了基础的保障，很大程度上提高了采矿工程的稳定性。采矿工程可以稳定的进行，效率也会随之提高，将会为企业带来更大的经济效益。

关键词：超前支护；采矿工程；应用

1超前支护的基本阐述

当开展井下采矿等项目施工作业时，使用支护技术最主要的目的即确保采矿工作区域有一个较为稳定的结构，从而给井下作业提供一个相对安全与稳定的环境。而超前支护技术属于一项新型辅助类的支护工艺，由于具有显著优势，因此近些年在井下采矿的开采行业中得到了十分广泛的应用。在经过大量实践之后，充分表明了此类施工技术所具有的极强可靠性和安全性。除了在采矿工程中得到广泛应用之外，该技术还被应用到了公路维修、隧道施工以及铁路建设等诸多领域中，有着极为出色的适用性。相较于其它施工项目，采矿作业环境较为恶劣，因此，在将超前支护技术应用到采矿工程中时必须要对采矿需要、矿区及附近地质具体条件、水文情况等进行充分调查，并以此为基础确定开采进度和施工具体方案，从而保证超前支护技术在实际使用过程中可以展现出最为理想的支护效果，进而给相关企业带来一定的经济效益。

当开展采矿作业时，任何一项意外事故都有可能导致井下施工人员遭遇不测，因此当把超前支护技术应用到采矿作业中，必须要针对具体情况挑选最佳的棚架等支护设施型号。支护实际方案的制定和设备选用等工作也要完全依据井下围岩之中岩石组成和松散的实际程度、不同类型钢管与钢轨顶棚的具体加固状况等进行，借助泥浆灌注等相关方式加固松散的泥土，依据上述施工流程来让超前支护施工计划得到合理且有效论证。另外，在实际施工过程中还能够利用各类已经成熟化的支护手段与施工经验，借助水泥良好的凝固型，对固矿区域之中相对松散的泥土进行加固处理，并通过钢管以及钢轨等材料来加固顶棚，以此保证做实际开采过程中巷道的安全性。

2超前支护在采矿工程中的应用

2.1超前支护技术在石门采矿中的应用分析

目前，采矿工程的石门采矿工作正面临着许多问题，其中以落顶问题最为严峻，在此，超前支护技术的运用有效防止了落顶问题的出现，在处理石门采矿的落顶问题上起到了重要的作用。下面为超前支护技术的具体运用分析：①在巷道中见矿石前要进行适当的处理工作，在距离见矿石的地方2m处打眼，并规定孔眼间的距离距控在300mm以内，孔眼深控在1.8m以内，同时施工人员对孔眼间的距离与深浅都要严密把握；②需要将孔眼部位均匀分布于巷道周边，同时在一个孔眼插一条管道，因为管道直径可调整，因此工作人员要针对不同的矿井巷道的具体状况采用各种长短、管径和厚度的管道。再次实施提前护顶预防措施，在实施采矿之前必须要严密把控提前护顶保障措施，限制炮眼孔深小于支护眼孔深，同时要严密把控钢材品质和管材强度，合理调节管材间隙，另外，在爆破前都要仔细核对钢材状况，排除问题钢材并及时替换正常钢材，核对管材间隙，并针对不合理间隙的钢材集中分类并进行处理或相应调节钢管间距。

2.2巷道掘进工作中超前支护技术的应用研究

对于施工单位而言，巷道掘进是一项较为棘手的问题，很难找到问题切入点，由其本质来看，提升巷道掘进工作的工作效率是让巷道掘进及相关问题得到有效解决的根本方式。通过引进临时的机械化支护方式可以在确保巷道掘进高效性的基础上，增强综掘机工作的水平，从而实现真正的高效、稳定且安全掘进。在将超前支护技术与悬臂纵轴掘进机进行完美结合之后得到了一个高效且安全性较高的机载型临时支护设备，它除了可以在开掘过程中高效的搭建支护钢架之外，也可以将支护装置进行有效的拆除，从而给下一环节掘进带去一定的技术保障，是掘进施工的整体效率实现显著提升同时还有效减少了人力资源的投入。在机载临时性支护装置中悬臂纵轴型掘进机占据着绝对核心地位，当开展实际施工时，综掘机是最为主要的供油装置，它的工作原理是掘进机内专用的工作阀会和油路建立有效连接，当机器在工作过程中，三位两通工作阀会把支护装置的油路打开并连接至原站，从而实现油路互相连通等目的。同时当超前支护加开始作业以前，还需要关闭掘进机的油路，将顶架以及侧架展开伸出，将与之相关的支护顶架和液压控制手柄向前进行推动，这一环节最为主要的任务就是在顶梁架内安装支护钢架、钢网。当上述操作全部完成之后，操作阀中会有由溢流阀内流出的液压油渗入，而且当液压油流经分流阀后便会渗入至双向锁之中，最后当双向锁开启后流入到油缸之中，借助双向锁对油量进行控制。上述所有工序均完成之后，定量和主架便会逐渐打开，同时将钢网以及钢带紧紧压在对应的巷道顶板中，这是需要立即开始打眼与锚杆等安装。

2.3电耙道修复

矿山作业中一般以子列折叠的型式应用。在矿山的设计中，必须按照工作频率，矿山的主要应用设施都是电力的。不过，在实际工作中，由于采动动载荷的干扰以及二次爆破影响处理，对于矿山作业，破坏支柱的现象，或者电力斜坡的坍塌都会形成较大的危害，从而妨碍了矿山的顺利运转。因此针对于电力斜坡的重复回料，就需要采用较先进的支撑技术将钢支撑结构(梯形)设置于电力斜坡的下降部位。在具体实施操作的时候需要在已经出现坍塌的电靶道位置上设置一个梯形的钢铁支架,这个钢铁支架的基本规格为长宽各10cm,钢铁支架的形状是“口”字型和“工”字形。在设置钢支架的时候需要尽可能的将其贴近在电靶道的周围,并在不阻碍电靶道施工操作的情况下来对电靶道开展必要的加固处理。在对电耙道加固处理的时候还需要在岩石的周围进行必要的钢锚固处理,将钢锚加入都需要修复的电耙道周围,并在每间隔5m的位置上进行一次的固定处理,逐渐打造出一个质地坚硬的钢锚棚。

2.4超前支护在巷道掘进中的应用

随着采矿地点的移动矿产挖掘的难度也在提高，相应增大的就是保护难度。目前由于很多矿产公司忽略了对巷道的防护与改进等工作，导致在施工建设过程中发生了一些重大的塌陷问题，想要有效防止这些问题的出现就必须提高掘进技能。巷道如果塌陷了就无法继续使用，而且一旦再次施工就会严重影响整体工程进度，并带来了巨大的损失，所以这时就应该使用超前支护技术。为全面提高巷道挖掘建筑施工技术水平，提高机械化管理水平。需要针对工程具体情况选用合适的建筑施工机械设备，在条件许可的情况下才能安装机载临时支护设备，从而保证了工程的安全性，提高施工单位的生产效益。而机载临时支护设备的原理则是将二位三通控制阀和保护油道相连接，供油位置即为综掘机原站。在具体的工地实际中，常常要求封闭综掘机油道，同时开启顶架和侧架，顶架柱体上安装的是支撑钢带和钢筋网，而液压流体在通过操作阀的处理后就会进入双向锁中，并通过对双向锁的管理进行加油量的管理。进行以上施工时后主架与顶梁架会同步打开，并上升至所要部位之后便停止与前主架定位一致，当钢带在巷道的顶板部位时便可完成打眼与锚索架设的工作。进行全部建筑施工之后，首先要把主架子降低到地面最低点的地方，在梳理好主架子与顶梁架的定位关联后，将顶梁架重新安装到综掘机上，并封闭整个机器方便于下一施工使用。这项技术要求相对较高，在锚杆加固安装之后应用光面爆破的方式来进行处理,单个循环掘进尺子的大小低于1.2m,爆破出去之后要将喷射出来的液体喷射到混凝土上,之后完成循环支护。

结论

我国有着大量的矿产资源，要确保矿业经济的良好健康发展，就一定要提高矿井地底施工的整体安全系数，并提高矿井地底施工的整体品质，唯有如此方可有效保障矿业经济的良好发展，并保障广大人民的生存和财物平安。本文通过分析总结超前支护方式在矿山开拓、采准坑道支护，以及在电耙道二次修复，残留矿体回采中的几种工程应用，指出这种支护方法有很强的实用性，可以有效解决矿山的支护与生产问题，掌握和灵活运用这种支护方法对采矿工程具有重要的作用和意义。矿山地面建筑工程质量监督管理是系统化的管理，涉及面广，工序复杂，因此需要针对当前市场状况和施工企业的实际情况制定并健全地面建筑工程质量管理制度，对建筑施工的整个过程实行严格规范，以确保工程质量。

参考文献：

[1]刘金海,姜福兴,等.深井综放面沿空顺槽超前液压支架选型研究[J].岩石力学与工程学报,2019(11):2231-2239.

[2]高跃文.采矿工程中超前支护的合理运用探究[J].科技视界,2019,000(026):420-420.