張勇

（攀鋼集團工程技術有限公司特種工程分公司　四川省　攀枝花市　617000）

礦山破碎巖層地段井巷掘進的施工技術

張勇

（攀鋼集團工程技術有限公司特種工程分公司四川省攀枝花市617000）

隨著我國鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，對鐵礦石原料的需求不斷增加，為了促進我國鋼鐵行業(yè)的迅速發(fā)展，我們必須對鐵礦開發(fā)的技術進行深入的研究。一直以來，鐵礦開采的最大技術問題就是破碎巖層井港掘進及巖層支護，是必須重點研究并解決、改善的技術問題，這兩種技術的完善可以讓破碎巖層的鐵礦得以安全、全面的開采。破碎巖層井巷掘進與支護在高應力的條件下進行，提升掘進技術水平，是當前必須解決的重點技術問題。

破碎巖層；井巷掘進；施工技術

在我國自然資源中，我國鐵礦資源非常豐富，由于我國鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，對鐵礦的需求不斷提高。大量開采鐵礦，需要開掘大量的巷道，而開掘的過程中，掘進技術是鐵礦開采的重要生產(chǎn)技術，掘進技術的問題直接影響到了鐵礦開采的能力、開采的效率以及安全，值得人們深入研究和探討。

1　影響巷道圍巖穩(wěn)定的原因

巷道圍巖的巖體結構以及特征所處的力學狀態(tài)、巖體所處的力學狀態(tài)都可以影響到巷道圍巖的穩(wěn)定性，同時也是對巖體穩(wěn)定性進行確定的基礎，并且是決定巖體是否穩(wěn)定的重要因素。從巖性的角度來看，可以將圍巖分為兩個類別，分別為塑性圍巖、脆性圍巖。其中塑性圍巖主要包括了土質(zhì)巖石，破碎松散巖石以及其他吸水后膨脹的巖石，這種巖石的風化速度很，力學強度低，遇到水后會容易出現(xiàn)軟化、膨脹、崩塌等等不良現(xiàn)象，因此，這種巖體直接影響到了巷道圍巖的穩(wěn)定性。脆性圍巖中包含了堅硬的巖體或者半堅硬的巖體，由于巖體本身的強度高于結構面的強度，所以，其圍巖強度的大小完全取決于巖體的結構，對巖石本身的性質(zhì)無明顯影響[1]。

圍巖的結構狀態(tài)一般都是用破碎或完整的狀態(tài)來表示，當一個完整狀態(tài)下的巖石在長時間的地質(zhì)運動之下，會使其斷裂、破碎、變形等等，不同程度的改變了巖體原來的狀態(tài)。所以，結構上的完整度或破碎狀態(tài)可以看出，在一定的程度上，巖體所受到地質(zhì)運動上所產(chǎn)生的位移程度。圍巖破壞程度，在巷道的穩(wěn)定性中起到主要作用，巖性在相同條件下，巖體破碎后，圍巖就會出現(xiàn)失穩(wěn)的狀況[2]。對于脆性圍巖來說，脆性圍巖的強度取決于柔軟結構面的發(fā)育以及分布的特點。結構面對于脆性圍巖的穩(wěn)定性的影響，不但取決于結構面的本身特點，同時與結構面的組合與巷道挖取的方向有著緊密的關聯(lián)。只有當圍巖內(nèi)出現(xiàn)有利于塌落的分離體，并且尺寸小于洞跨市的時候，此時，脆性圍巖才會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象[3]。

2　港巷支護方式

巷道使用的支護方式有很多，每種支護方式的效果都均有不同，其中木材支架支護、金屬架支護，整體式混凝土支護等等都是巷道中經(jīng)常使用的支護方式，它們的支護效果均有不同，以及合適使用的范圍作用都不同[4]。通過表1可以看出，不同的支護方式具有不同的作用和特點。

3　井巷掘進技術

井巷高效掘進技術主要有著三種方式：①我國現(xiàn)廣泛使用的一種掘進技術，是一種懸臂式掘進機和單體錨桿機配套的作業(yè)線，這種掘進技術適用范圍十分廣泛；②一種適用于我國神東、萬利等礦區(qū)，是由連續(xù)采掘機與錨桿鉆車配套的施工技術，是一種不間斷進行持續(xù)開采的采煤機器，不僅如此還能同時對多個巷道進行掘進，并且開采時可以交叉換位繼續(xù)進行作業(yè)；③一種特殊礦區(qū)適合使用的開采方式，掘錨機組掘進、錨漿一體化的掘進新技術，不過此技術當前還在試用階段，并沒有得到廣泛的應用[5]。但由于在某些礦產(chǎn)地區(qū)都是都是巖漿的主要活動地區(qū)，在礦區(qū)的脈巖中含有石英石脈、石英斑巖脈等等。更是有的礦區(qū)有斷裂的破碎帶，斷層影響帶以及接觸破碎帶等等，并且在巖體的周圍內(nèi)裂縫地帶很多。因此在破碎巷道掘進無法使用機械設備進行工作，一直是鐵礦生產(chǎn)所面臨的巨大問題[6]。

表1　不同的支護方式對比

4　破碎巖層井巷掘進施工技術

現(xiàn)在在很多礦山中都能遇到不穩(wěn)固巖層的情況，當前都是使用“繞道”的避開不穩(wěn)固巖層，這種“繞道”的方式開采，應用這種方式對于施工開采的成本太高了，這種技術對于經(jīng)濟來說這種“繞道”的方式不是很明智，并且不適合對鐵礦的探查，可能導致許多鐵礦由于沒有探查到位而流失，通過施工技術人員在施工實際中對破碎巖層地帶的不斷研究努力之下得出，片幫與冒頂?shù)那闆r均可以得到有效的控制。

通過以上情況得知，可以使用相對應的施工技術（小斷面超前光爆破掘進施工技術），這種爆破式的掘進技術本身有很多的優(yōu)良特點，這些特點主要是由形成斷面的兩個過程所表現(xiàn)出來的：

（1）使用小段布控孔鑿巖和爆破。

（2）布置對巷道斷面的周邊孔，利用爆光、爆層等技術或者使用非爆破的方式一直掘進到巷道的邊界。

然后使用噴漿、澆漿、錨漿、注漿多種支護技術結合對巷道進行支護，這種技術對于巷道的支護有很大的效果，施工過程之中當巷道挖開之后立即噴射混凝土（厚度為40～60mm），對其先進行一次臨時的支護效果，等到被爆破的巷道基本穩(wěn)定下來后，利用鋼筋混凝土對已經(jīng)開鑿臨時支護的巷道進行永久的支護，并且對巷道使用錨桿以及鋼筋進行進一步加強支護，有效的將支護效果提升，最后進行壁厚注漿加固支護。這是多種結合式的支護方式，對臨時支護的進行了充分的發(fā)揮（臨時支護左右有：讓壓作用、錨桿金屬網(wǎng)組合支護、注漿膠凝加固作用）。其中的注漿膠凝支護是這幾種支護方式中最有效果的一種方式，這種支護方式將其他的支護方式統(tǒng)一完美的進行了結合，最終形成了一個聯(lián)合承受壓力的整體。

在已經(jīng)出現(xiàn)冒頂或破碎巖層地段，噴漿料這種方式只能使得圍巖表面的裂縫以及冒落的松散巖塊進行暫時的封閉，當巷道再次受到爆破產(chǎn)生的震動影響時，已經(jīng)松動地段將會逐步增大，其中巖體將會自行脫落，原來的巖體變成松散體，使得圍巖松動的部分再一次的加深松動，使用的錨桿的支護作用失去效果，同時澆灌的混凝土也會成為單獨形式存在的一個支護體。但是巷道在進行過噴、澆、錨、網(wǎng)支護后再進行過注漿后，注漿液會把松散巖塊與原巖塊的縫隙進行填充，粘合起來，再次形成一個整體，成為具有承壓作用的抗壓結構體。

5　結束語

綜上所述，在破碎巖層井港施工過程中，要以提高鐵礦采區(qū)進度、安全生產(chǎn)保證經(jīng)濟效益為目標。在破碎巖層這種存在極大安全隱患的特殊地段進行施工，在確保安全的情況下進行開采，為企業(yè)創(chuàng)造效益。針對破碎巖層的施工，在破碎巖層施工中依舊存在著技術上的不足，我國破碎巖層施井巷掘井技術還有待提高，相關人員應該繼續(xù)深入進行實踐探究。

[1]何俊材，朱恒忠，高榮.巷道快速掘進技術在貴州省煤與瓦斯突出煤層中的探討與應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014，01（5）：168～170.

[2]賀楠，陳傳波.論高效掘進技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國高新技術企業(yè)，2014，33（23）：141～142.

[3]金玉生.深部大斷面巖石巷道機械化高效掘進技術研究[J].科技致富向導，2012，14（26）：272+302.

[4]尹俊濤，尚彥軍，傅冰駿，曲永新.TBM掘進技術發(fā)展及有關工程地質(zhì)問題分析和對策[J].工程地質(zhì)學報，2005，03（12）：389～397.

[5]聶曉飛.淺談如何于施工中實施快速掘進技術[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012，09（25）：158～159.

[6]樊磊.我國礦井巷道掘進技術和裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技傳播，2013，03（12）：83+85.

TD263

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1673-0038（2015）23-0239-02

2015-5-22

張勇（1972-），男，四川安岳人，大專，從事礦山建設工作。