矿山工程井下巷道掘进顶板支护技术

矿山工程井下巷道掘进顶板支护技术

孙炜

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摘要：近年来，国家经济发展迅速，工业化进程的加快使得国家对于铁矿资源的需求量越来越大，为了满足日益增长的铁矿需求量，要加大铁矿的开采，在铁矿开采开挖矿井时，要采取有效的措施保证安全，在井下巷道掘进时要采取可靠的支护措施，由于井下巷道的环境复杂，要结合不同的空间和地质条件选用不同的支护技术，这样可以保证矿井开挖过程中的安全性，为提升铁矿产量打下坚实的基础。基于此，文章简要的分析了铁矿开采中巷道快速掘进顶板支护技术。

关键词：矿山工程；井下巷道；掘进顶板支护

引言

矿山工程矿井下巷道掘进施工，本身具有较为突出的复杂性与系统性特征，对施工应用设备以及施工人员的工艺操作水平、工艺技术应用等，都具有较高严格的要求，并且需要通过合理的巷道掘进顶板支护方式选择和应用，对其矿井下巷道掘进的安全性进行保障，进而推动整个矿山工程的安全开采和生产发展。其中，在进行矿山工程矿井下巷道掘进的顶板支护方式选择和应用时，需要对其支护结构的稳固性进行全面分析和考虑，从而实现矿井下巷道掘进的顺利推进及安全保障。下文将通过对矿山工程矿井下巷道掘进支护的主要方式分析，并结合其支护施工的影响因素，对矿井下巷道掘进的顶板支护技术进行研究，以供参考。

1矿井下巷道掘进顶板支护技术概述以及特点分析

矿井下巷道掘进作业是一项复杂又系统的工程，在具体施工过程中存在很多的不确定因素，比如岩体内部结构、地质环境以及岩体体质情况等，每个因素都可能影响建筑工程的施工建设。当前，我国社会经济与生产生活对矿的需求越来越多，所以矿井下巷道掘进作业不断增加，顶板支护施工技术显得越来越重要。井下巷道开掘最重要的就是做好顶板防护工程，如果没有做好这顶板防护工程，就会对井下巷道围岩造成一定影响，从而影响井下巷道掘进的施工进度和施工安全。基坑开挖是一项复杂的工程，存在很多不确定因素，并且勘查数据具有一定的离散性，勘测数据不是一成不变的，而且在勘测过程中，采用的设计方案、监测方法也是根据实际的变化而变化，直接影响着井下巷道掘进的稳定性和强度。为了实际工程施工中保证各个施工环节的顺利进行，顶板支护体系必须根据不同的施工条件与施工环境开展不同的支护方法，而且井下巷道掘进工程由于施工条件比较差，施工设备与技术落后，施工周期长等因素的影响，很容易引发安全事故。

2影响支护稳定性的因素

2.1施工巷道的地质条件及周边环境

由于铁矿都是经过长时间的作用形成的，所以铁矿储量丰富的地方一般地质情况比较复杂，在矿井巷道掘进中，提升了铁矿开采的难度。一方面掘进的过程中遇到微风化的岩层，这种岩层非常坚固，在掘进过程中很难破碎，这样就降低了开采的效率；另外在掘进的过程中如果遇到软土层或者含水量较大的土层，也会增加开采难度，对于顶板的支护也比较复杂，这时候可以考虑喷锚支护，并在巷道中合理设置排水沟，保证地下水可以自由排出，形成良好的水循环系统，通过喷锚支护将软土层形成一个整体，提升巷道顶板的承载力，所以在巷道掘进施工时，要根据实际的地质情况和周边的环境选择合理的支护方式，消除复杂环境对于铁矿开采工作的不利影响。

2.2施工工艺

另外，在铁矿开挖方式中，采用的施工技术也会对支护的稳定性造成很大的影响。目前，在铁矿中应用最多的就是钻孔爆破法，钻爆法在应用时，不但可以加快掘进速度，而且还可以保证其稳定。然而，在实际应用中，由于火药的安装位置和数量会影响到锚网喷支护的质量，因此，当操作人员出现错误时，往往会对采空巷道支护的稳定性造成一定的影响，严重的甚至会造成意外。因此，在保证支护稳定性的同时，必须加强对施工工艺的完善，并严格遵守有关规范。

2.3人为原因

在施工中，施工技术和工作态度直接关系到支护工作的成效，如果施工人员的专业技能和安全意识较差，支护工作处理不当，将会对支护的效果产生不利影响。在邻近采空区进行巷道掘进时，由于采动对软岩的影响很大，对岩石的微观构造造成了严重的破坏，造成了顶板破碎，也有可能发生局部崩塌和离层，矿层和岩壁也会出现片帮、塌顶等问题，在掘进过程中，若发生挤压或拉扯，会使矿层发生崩塌。在矿区的地质构造区，受应力影响，岩体可能会出现断裂，形成断层的岩层。这种构造岩层分为断层和节理两种类型。这种构造带使地层的稳定性降低，不能承受很大的外力，岩石硬度低，质地软。井下地质环境条件对矿井巷道掘进及其支护结构的影响，则表现为矿井下巷道掘进的顶板支护，需要在井下构造和实施，因此，矿井下的地质环境条件，将直接影响着其顶板支护与施工开展的效果。一般情况下，在井下地质条件较为恶劣的矿山工程中，需要通过合理增加井下巷道掘进的顶板支护构件数量，并对巷道掘进速度进行合理控制，从而对矿井下的作业安全进行有效保障 ；反之，则可以合理减少其巷道掘进顶板支护的构件数量，从而有效缩小其支护成本，并扩大井下掘进与支护作业空间，促进其工作效率显著提升。

3巷道掘进中顶板支护技术应用质量提升策略

3.1合理规范施工准备工作

充分全面的前期准备工作，保证了井下巷道的顶板支护质量。一方面，在进行巷道掘进和支护前，必须对其进行有效的地质和水文环境调查，并为其提供支持。同时，在巷道顶板支护工艺方案设计完毕后，对设计方案进行探讨，并对存在问题进行改进、完善，保证设计方案既能保证工程的质量与效率，又能满足工程的特殊需要。另外，为了保证支护工程的合理使用，在支护工程中也要注意支护材料的使用。特别是在使用支护材料前，要对材料的规格、质量、数量进行检验，以便为有效地运用支架技术打下坚实的基础。

3.2系统设计巷道支架结构

支架结构对铁矿的安全运行有很大的影响。在实际工程中，应重视规范，以保证其良好的支护刚性和稳定性。在巷道掘进过程中，第一次开挖，巷道的位置变化比较大，结构变性较为严重，给顶板支护带来了一定的困难。在实际工程中，要注意以下几个方面的控制：第一，对各种不同的支护方案进行系统设计，通过比较分析，确定最佳的支护方案。一般说来，无论是刚性还是柔性，都可以解决巷道初次开挖时的位置变形问题。第二，在具体的支护技术应用中，必须在确保巷道顶板支承系统完整性的前提下，将支护结构与巷道空间相结合，避免出现大规模、大面积返修情况，提高提升巷道支护质量。第三，支架材料的强度对其力学性能的影响很大，例如井下巷道的锚杆、钢筋钢带、锚索、菱形网、树脂锚固剂等是常用的支架材料，其材质、规格、型号均须符合规定。应该指出，除了上述材料的材料规范外，还要根据工作环境，对规格进行有效控制，保证支护技术在工程中的使用，提高施工效率和质量。

3.3加强新技术的推广应用

随着安全生产技术的不断发展，铁矿企业的自动化、机械化和智能化水平不断提高。这从根本上优化了铁矿企业的生产模式和运行模式，同时也给各部门的运行建设造成了很大的影响。在井下巷道的施工中，采用新工艺、新设备，使工作效率、质量得到全方位提高，也保证了工人的生命安全。在整体支护过程中，也有必要推广、应用新技术、新设备。例如，在铁矿掘进中，往往会出现断面层，当断面尺寸变大时，会对整个工程产生一定的影响。在这种情况下，采用连续掘进新技术，可以有效地控制这些问题，从而使顶板支护难度降到最低，保证顶板支护的施工质量。

3.4支护施工的安全要加强管理

井下巷道快速掘进作业中，顶板的支护稳定性极容易受外界因素影响而出现坍塌冒顶问题，就得需要严格的管理措施加强安全方面的技术监督管理，需要从安全监督人员和支护作业人员两方面加强安全管理，提升安全意识。（1）为了提升支护的稳定性，保证掘进过程的安全性，一定要健全矿井巷道的安全监督管理机制，要按照规范要去配备足够数量的安全监督人员，安全监督人员要认真做好本职工作，在掘进过程中，认真检查支护结构有没有出现质量问题，有些支护形式不合理或者支护结构的承载力不够，在掘进中结构可能会破裂杆体可能会弯曲，这些都是支护结构失稳的征兆，要及时发现并做好加固整改措施，这就是加强安全监督管理的重要性。（2）要提升矿井人员的专业操作能力与综合素质，要强化他们的安全意识，在巷道掘进中能及时发现安全隐患，也不会违章强行作业，这样可以从人的因素降低安全隐患，提高矿山掘进过程中的安全性。

结语

总之，对矿山工程矿井下巷道掘进顶板支护技术的研究，能够促进矿井下巷道掘进的支护水平提升，从而对矿井掘进的安全性以及矿产企业的稳定发展提供良好的支持，具有十分积极的作用和意义。

参考文献

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