王波

摘 要：新時(shí)代，我國(guó)科研力量日益壯大，科學(xué)技術(shù)有了較大的突破和進(jìn)步。鋼鐵冶煉需要消耗大量鐵礦，使得鐵礦開(kāi)采力度不斷加大。但是，在開(kāi)采過(guò)程中，巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用往往不合理，同時(shí)采礦工程技術(shù)創(chuàng)新不足，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前礦產(chǎn)開(kāi)采需求。因此，本文以鐵礦開(kāi)采為基礎(chǔ)，深入研究采礦工程中應(yīng)用的巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)，以期為相關(guān)人員提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：采礦工程;巷道;掘進(jìn);支護(hù)

Absrtact： In the new era， China's scientific research strength is growing stronger， and science and technology have made greater breakthroughs and progress. Iron and steel smelting requires the consumption of a large amount of iron ore， making the iron ore mining efforts continue to increase. However， in the mining process， the application of tunneling and support technology is often unreasonable， and at the same time， the lack of innovation in mining engineering technology has been unable to meet the current mining needs. Therefore， based on iron ore mining， this paper deeply studied the tunneling and supporting technology applied in mining engineering， in order to provide theoretical guidance for relevant personnel.

Keywords： mining engineering;roadway;tunneling;support

當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，鐵礦開(kāi)采技術(shù)研究力度逐步加大，正在朝安全、高效、可持續(xù)的發(fā)展方向演進(jìn)?，F(xiàn)階段，我國(guó)采礦技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，而這些進(jìn)步與采礦技術(shù)的研發(fā)有較大聯(lián)系。現(xiàn)場(chǎng)采礦作業(yè)期間，為使經(jīng)濟(jì)效益最大化，施工單位必須保證采礦過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性，這是進(jìn)行采礦作業(yè)的首要條件。在進(jìn)行巷道掘進(jìn)時(shí)，必須重視巷道防護(hù)，施工期間由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)安裝，以保證采礦工程的施工安全。

1 采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)

在采礦工程進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，人們必須全面掌握鉆眼爆破技術(shù)，同時(shí)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行熟練應(yīng)用[1-3]。巷道掘進(jìn)施工設(shè)計(jì)必須滿足多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)的要求。施工人員要全面分析相關(guān)施工技術(shù)，以全面掌握炮眼鉆孔時(shí)的鉆眼深度。在使用鉆機(jī)進(jìn)行巷道掘進(jìn)時(shí)，要全面考慮每個(gè)炮眼的間距和礦層厚度。如有必要，施工人員可以先在圖紙上對(duì)其進(jìn)行合理規(guī)劃，精確計(jì)算炮眼深度和距離，以便在后期巷道鉆孔施工中有效確定每個(gè)炮眼的位置。要嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，以保證施工質(zhì)量。一般情況下，金屬礦層或非金屬礦層的外巷道和沿脈的穩(wěn)固性大體相似，因此施工人員可以采用單向掏槽方式進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)。

巷道掘進(jìn)達(dá)到一定深度后，如果炮眼較深，施工人員需要根據(jù)實(shí)際深度情況做出有效調(diào)整。如果炮眼的斷面較小，那么可以采用復(fù)合掏槽方式進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè);如果施工中遇到軟弱夾層，施工人員就需要改變施工方案，在夾層中進(jìn)行掏槽施工。一般來(lái)說(shuō)，施工人員需要在夾層中布置三個(gè)傾角60°～90°的掏槽眼。

軟弱礦層本身的斷面較小，因此巷道掘進(jìn)時(shí)需要設(shè)置炮眼進(jìn)行輔助施工。當(dāng)采用轉(zhuǎn)眼爆破技術(shù)進(jìn)行巷道掘進(jìn)并開(kāi)采出礦產(chǎn)資源時(shí)，人們還需要注意裝礦過(guò)程。裝礦環(huán)節(jié)需要的人力、物力較多，在實(shí)際的裝礦工作中，大部分企業(yè)都會(huì)使用STB-22L扒裝機(jī)。該設(shè)備具有靈活性高、可持續(xù)工作、高效施工的特點(diǎn)，其采用履帶行走方式，因此在巷道掘進(jìn)時(shí)能夠在斷面上穩(wěn)定運(yùn)輸作業(yè)[4-6]。

2 常見(jiàn)的巷道掘進(jìn)技術(shù)

2.1 拋錨一體化掘進(jìn)技術(shù)

拋錨一體化掘進(jìn)技術(shù)是一種效率較高的掘進(jìn)技術(shù)，以錨桿支護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)，它能夠?qū)⒅ёo(hù)與掘進(jìn)相結(jié)合，能夠降低整體施工時(shí)間，提高掘進(jìn)效率。拋錨一體化掘進(jìn)技術(shù)在巷道施工、礦業(yè)開(kāi)采方面具有重大作用。

2.2 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的掘進(jìn)方式較為復(fù)雜，它由專(zhuān)門(mén)的控制系統(tǒng)組成，包括懸臂式運(yùn)輸機(jī)、鉆機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、工程用電設(shè)施和通風(fēng)設(shè)備等。該技術(shù)的關(guān)鍵組成部分就是懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其操控性能、掘進(jìn)質(zhì)量和工作效率對(duì)整體項(xiàng)目的進(jìn)度有重要影響。經(jīng)過(guò)更新?lián)Q代，我國(guó)采礦設(shè)備制造行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，已經(jīng)能夠滿足當(dāng)前采礦工程的巷道掘進(jìn)需要。

3 巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

采礦作業(yè)期間，當(dāng)需要進(jìn)行爆破或裝礦時(shí)，施工人員必須先將礦石通過(guò)扒裝機(jī)運(yùn)輸?shù)街付ǖ脑O(shè)備上，然后才能進(jìn)行后續(xù)操作。該設(shè)備具有安全、穩(wěn)定、配合度高、高效等特點(diǎn)，因此在巷道掘進(jìn)中，除使用掘機(jī)機(jī)之外，還可以配備相應(yīng)的傳輸設(shè)備，使其形成整合式的流水線作業(yè)模式，提高巷道掘進(jìn)進(jìn)度，保證工程的整體施工效率。但是，巷道掘進(jìn)的復(fù)雜性較高，系統(tǒng)化程度較大，因此巷道施工必須由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行組織，科學(xué)規(guī)劃，以確保巷道掘進(jìn)和后期使用的安全。當(dāng)施工人員從巖石內(nèi)開(kāi)辟出巷道后，要做好支護(hù)工作，為巷道支護(hù)安裝奠定基礎(chǔ)。

4 采礦工程中巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

巷道支護(hù)是采礦作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，只有保證支護(hù)質(zhì)量，才能確保采礦人員的安全，才能順利進(jìn)行采礦。因此，在采礦作業(yè)過(guò)程中，企業(yè)必須強(qiáng)化施工人員對(duì)巷道支護(hù)的認(rèn)識(shí)，使其掌握專(zhuān)業(yè)的巷道支護(hù)技術(shù)[7-9]，提高采礦質(zhì)量，促進(jìn)采礦工作順利進(jìn)行。

4.1 臨時(shí)支護(hù)技術(shù)

與永久支護(hù)不同，臨時(shí)支護(hù)只需要滿足巷道掘進(jìn)施工時(shí)的巷道支護(hù)需求。要想保證臨時(shí)支護(hù)的安全穩(wěn)定性，施工人員需要遵守以下施工原則。首先，施工人員必須全面了解支護(hù)材料的特性，嚴(yán)格把控材料質(zhì)量。木質(zhì)材料制作難度低，安裝簡(jiǎn)單，存放方便，但是木質(zhì)支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，防火性能較差;金屬材料可重復(fù)使用，但是材料成本較高，安裝難度較大。施工單位要按照實(shí)際施工要求，進(jìn)行綜合考量，選擇經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、安全性高的安裝方案。在進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)安裝時(shí)，施工人員必須嚴(yán)格把控支護(hù)材料來(lái)源，對(duì)支護(hù)材料的質(zhì)量進(jìn)行全面抽檢，嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行施工作業(yè)[10-12]。

4.2 永久支護(hù)技術(shù)

永久支護(hù)是在采礦過(guò)程中能夠長(zhǎng)時(shí)間使用的支護(hù)形式，永久支護(hù)技術(shù)具有多種類(lèi)型。

4.2.1 混凝土支護(hù)技術(shù)。混凝土支護(hù)技術(shù)是指將混凝土噴射出來(lái)，使其形成混凝土結(jié)構(gòu)的支架，然后結(jié)合錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工。這種施工方法能夠有效防止巖石脫落，固定圍巖。設(shè)備布局直接影響支護(hù)質(zhì)量和施工效率，施工期間，混凝土噴射設(shè)備要合理布置，保證距離適中。施工人員必須按照施工流程進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，巷道掘進(jìn)完成后，首先要安裝臨時(shí)支護(hù)，然后對(duì)臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行混凝土噴射，提高支護(hù)穩(wěn)定安全性。錨桿安裝必須處理好細(xì)節(jié)，按照錨網(wǎng)混凝土噴射的方式，提高金屬網(wǎng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以達(dá)到支護(hù)安裝效果。

4.2.2 錨桿支護(hù)技術(shù)。在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，為了有效保證施工質(zhì)量，施工人員必須擁有軟巖巷道回采支護(hù)的能力，在支護(hù)薄弱的位置添加錨梁，強(qiáng)化支護(hù)網(wǎng)，提升圍巖表面的支撐約束能力。當(dāng)巷道支護(hù)安裝復(fù)雜，支護(hù)效果不理想時(shí)，可以重復(fù)這一步驟，直到支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。另外，支護(hù)安裝期間采用與之對(duì)應(yīng)的錨桿支護(hù)體系，對(duì)零配件質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查，確保其精度。為了避免其變形，施工人員需要加厚錨桿托板，提高托板的抗壓能力和使用安全性。

4.2.3 預(yù)制鋼筋混凝土支護(hù)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于施工成本低，支護(hù)強(qiáng)度高，但其伸縮性較差，總體質(zhì)量偏大。在巷道支護(hù)工程中，使用最多的支護(hù)方式為吊環(huán)式前探梁支護(hù)。在實(shí)際施工中，為了確保施工質(zhì)量，施工人員必須合理規(guī)劃和制定安裝方案，精確計(jì)算其間距和長(zhǎng)度等，然后在巷道的平行位置吊掛3根前探支架，其間必須設(shè)置多個(gè)固定點(diǎn)，同時(shí)在固定點(diǎn)位置對(duì)其進(jìn)行加固，以實(shí)現(xiàn)支護(hù)的絕對(duì)安全。

4.2.4 金屬支架巷道支護(hù)技術(shù)。這種支護(hù)強(qiáng)度較大，耐用性高，拆卸方便，可以重復(fù)使用。金屬支架巷道支護(hù)技術(shù)既能夠用于臨時(shí)支護(hù)施工，也可以用于永久性支護(hù)施工。一般來(lái)說(shuō)，金屬支架的原材料主要為特殊鋼、鋼軌和5號(hào)工字鋼，背板材料需要根據(jù)其使用年限進(jìn)行選擇，如木板或混凝土預(yù)制板。

4.2.5 木支架巷道支護(hù)技術(shù)。巷道支護(hù)可以使用木支架，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量好、架設(shè)簡(jiǎn)單、加工方便、防止巖石風(fēng)化，缺點(diǎn)是應(yīng)用時(shí)間有限、強(qiáng)度較低、防火性差。

4.2.6 石材支架巷道支護(hù)技術(shù)。該支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的原材料種類(lèi)較多，主要包括石塊、混凝土和磚塊等。石材支架巷道支護(hù)技術(shù)是一種連續(xù)性支護(hù)技術(shù)，耐用性和穩(wěn)固性強(qiáng)，但是建設(shè)成本較高，并不適用于大范圍支護(hù)作業(yè)。因此，該技術(shù)只應(yīng)用于部分服務(wù)年限要求較長(zhǎng)或低壓環(huán)境的巷道中。

5 結(jié)語(yǔ)

巷道掘進(jìn)與巷道支護(hù)有著密切聯(lián)系，對(duì)采礦工程的整體安全具有重要影響，同時(shí)也是采礦過(guò)程中必須重視的環(huán)節(jié)。為了使采礦工作順利開(kāi)展，采礦企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的研究，進(jìn)一步完善生產(chǎn)體系，優(yōu)化各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和生產(chǎn)工藝流程。同時(shí)，要結(jié)合以往采礦施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，合理制定方案，保證采礦工程施工質(zhì)量。采礦企業(yè)應(yīng)該將施工安全放在首位，全面考慮巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用安全性，注意施工細(xì)節(jié)，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，以促進(jìn)我國(guó)采礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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