郜曉龍

（安徽太平礦業(yè)有限公司，安徽 淮北 235115）

通過我國現(xiàn)階段科技的發(fā)展，地下礦山井下巷道頂板支護(hù)技術(shù)也需要不斷的更新，以便為礦產(chǎn)資源的開采提供可靠的安全保障，想要地下礦山行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，就一定要注重礦產(chǎn)資源開采工人的安全問題，而地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)是一個非常重要的地下礦山井下施工安全措施，該項技術(shù)措施可以在礦產(chǎn)資源開采的過程中，對已經(jīng)施工完成的工程起到支撐效果，讓已施工工程保持一定的穩(wěn)定性，從而保障礦產(chǎn)資源開采的安全[1]。但地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)并不是個輕松的技術(shù)，因為各種因素的影響加之技術(shù)也比較復(fù)雜，所以想要順利的將地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)進(jìn)行有效的實施，還要進(jìn)行不斷的努力探究。

1 地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的必要性

礦產(chǎn)資源開采的工作具有一定的危險性，為了最大化的保證礦產(chǎn)資源開采工作者的安全，將地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)有效的實施到礦產(chǎn)資源開采的過程中是必不可少的重要環(huán)節(jié)，其中實施的必要性主要體現(xiàn)在以下幾點：第一點，地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的有效實施可以為礦產(chǎn)資源開采提供一個安全的施工空間，阻止礦體圍巖在礦產(chǎn)資源開采過程中垮落[2]；第二點，地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板的支護(hù)可以對施工中礦體圍巖的穩(wěn)定有最大強(qiáng)度的整體保障，以避免巖層下沉離層、冒落片幫，對施工安全造成影響；第三點，地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)是衡量工作效果的標(biāo)志，可以確保在采礦施工中巷道的穩(wěn)定可靠，不產(chǎn)生形變或者位移[3]。

2 地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的要求

2.1 支撐點的選擇

在進(jìn)行地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的過程中，可以將圍巖自己的支撐力和工具支架的支撐作用充分利用，從基礎(chǔ)上實現(xiàn)對地下礦山井下巷道的支護(hù)，并且在礦產(chǎn)資源開采的過程中，要盡量將破壞巷道附近圍巖的情況降到最小[4]。對于支架的運用，首先要對地下礦山井下巷道頂板的壓力進(jìn)行檢查分析，只有這樣才能更好的選擇出最合適巷道的支護(hù)方式，在巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的實施過程中，支護(hù)點是支撐整個技術(shù)的關(guān)鍵要點，對于支護(hù)點的選擇，往往要在受力面積大的地方，進(jìn)行支撐的時候?qū)χ吸c的位置也要進(jìn)行布置，把握支撐點的密度，控制位置布置的疏密，這才能保證巷道支撐中受力的平衡，進(jìn)一步提升礦產(chǎn)資源井下施工的安全。因為礦產(chǎn)資源開采在地下施工的特殊性，對于施工所在地質(zhì)結(jié)構(gòu)的要格外重視，需要結(jié)合施工現(xiàn)場地下的實際情況確定支撐位置，以便掌握支撐力的平衡，讓礦產(chǎn)資源開采過程中支護(hù)的安全效果可以得到最大化的發(fā)揮。地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)方案設(shè)計示意圖見圖1。

圖1 地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)方案設(shè)計示意圖

2.2 回采采場頂板的支護(hù)

回采工作面的支護(hù)可以有效地保證回采礦石的安全工作空間，空場采礦法中回采工作面的寬度稱為礦房寬度，其根據(jù)礦體的厚度，頂板的穩(wěn)固性確定。礦房中預(yù)留的礦柱稱為支撐礦柱，其尺寸和間距同樣也是根據(jù)礦體的厚度，頂板的穩(wěn)固性確定的。確定回采工作面寬度時既要有利于進(jìn)行回采工作，又應(yīng)便于工作面的維護(hù)和通風(fēng)，而對回采工作面進(jìn)行的一些支護(hù)措施，可以讓頂板支護(hù)、安全通道、通風(fēng)通道的支護(hù)得以穩(wěn)定性的保障，因為回采工作面尺寸一般較大，其存在較大壓力和風(fēng)險性，在進(jìn)行回采工作面頂板護(hù)時，為避免頂板及兩幫圍巖、礦石發(fā)生坍塌情況，在支護(hù)上一般選擇液壓支柱和安裝錨網(wǎng)錨索等進(jìn)行支護(hù)，只有這樣才能實現(xiàn)有效的支護(hù)效果[5]。

3 影響地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的因素

3.1 施工工藝質(zhì)量的影響

現(xiàn)階段的地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)工作實施的過程中，會因為施工工藝的質(zhì)量較低的造成整體頂板支護(hù)工作失去常規(guī)穩(wěn)定性，尤其是在施工的過程中，施工工藝對于地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)有直接的影響[6]?，F(xiàn)階段在地下礦山井下巷道掘進(jìn)的過程中，鉆爆掘進(jìn)法由于掘進(jìn)效率高，受到了很多礦產(chǎn)資源企業(yè)的青睞，但是在實際應(yīng)用的過程中，鉆爆掘進(jìn)法雖然能夠有效提升施工的速度和效率，但是一旦出現(xiàn)不規(guī)范的操作，或者與施工現(xiàn)場的實際情況不相符，很容易導(dǎo)致頂板支護(hù)失去穩(wěn)定性和安全性，還有可能會引起巷道的坍塌冒落，而這種情況一旦出現(xiàn)，不僅會干擾到后續(xù)的工作，對于施工進(jìn)度造成非常不利的影響，同時，還有可能會引起一系列的安全事故，威脅到施工人員的生命安全[7]。

在應(yīng)用鉆爆掘進(jìn)法的過程中，火藥裝填量不合理或者位置確定存在問題，都有可能會對于頂板支護(hù)的穩(wěn)定性造成不利的影響。另外，部分礦產(chǎn)資源在開采的過程中，沒有進(jìn)行合理的規(guī)劃，導(dǎo)致巷道之間的距離過近，這樣一條巷道在掘進(jìn)的過程中，另一條巷道也會受到影響，由于地應(yīng)力的改變，使得頂板支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性難以保障。地下礦山井下巷道掘進(jìn)錨網(wǎng)噴支護(hù)結(jié)構(gòu)圖見圖2。

圖2 地下礦山井下巷道掘進(jìn)錨網(wǎng)噴支護(hù)結(jié)構(gòu)圖

3.2 地質(zhì)條件因素的影響

在地下礦山井下巷道掘進(jìn)的過程中，地質(zhì)條件也是不可忽略的重要因素，對于頂板支護(hù)來說，這一條件的產(chǎn)生的影響也是非常巨大的。

對于巷道進(jìn)行掘進(jìn)時，不可避免的會對于地下應(yīng)力結(jié)構(gòu)造成改變，這一操作會直接導(dǎo)致原本保持平衡的地質(zhì)狀態(tài)失衡，而之所以在巷道掘進(jìn)時進(jìn)行頂板支護(hù)操作，就是為了保證巷道結(jié)構(gòu)應(yīng)力的平衡，避免出現(xiàn)坍塌冒落事故[8]。如果在巷道掘進(jìn)的過程中，現(xiàn)場的地質(zhì)條件較好，能夠很好的保持穩(wěn)定性，也就不需要進(jìn)行大規(guī)模的頂板支護(hù)，不僅有助于降低施工成本，減少工作量，同時，還能夠為地下采礦作業(yè)節(jié)約更多的空間，有助于提升采礦的效率。但是如果地質(zhì)條件比較差，難以滿足掘進(jìn)作業(yè)當(dāng)中的穩(wěn)定性需求，就需要結(jié)合地質(zhì)條件的具體情況，制定合理的頂板支護(hù)方案，并且要保證頂板支架的數(shù)量足夠。雖然在這種情況下會在支護(hù)方面投入更多的成本，并且有可能會影響到開采的效率，但是能夠在極大程度上保證巷道的穩(wěn)定性和安全性，切實保障施工人員的生命安全。地下礦山井下巷道圍巖地質(zhì)條件變化塑性云圖見圖3。

圖3 地下礦山井下巷道圍巖地質(zhì)條件變化塑性云圖

4 強(qiáng)化地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的策略

4.1 優(yōu)化頂板支護(hù)技術(shù)

在實際進(jìn)行地下礦山井下巷道掘進(jìn)施工之前，首先應(yīng)當(dāng)全面系統(tǒng)的考慮到施工現(xiàn)場的情況，包括地質(zhì)水文條件、施工工藝等，并且在此基礎(chǔ)上，制定合理有效的頂板支護(hù)方案，另外，保證頂板支護(hù)方案與巷道掘進(jìn)方案的協(xié)調(diào)性，確保兩者都可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用，在提升施工效率的同時，保證施工人員的生命安全。其次，制定完善的頂板支護(hù)施工計劃，除了要準(zhǔn)備好材料、設(shè)備等構(gòu)成要素，也要充分考慮到材料設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格等[9]，確保頂板支護(hù)施工能夠滿足后續(xù)施工的要求。最后，在頂板支護(hù)施工的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工方案，并且嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，確保頂板支護(hù)具有良好的穩(wěn)定性和承載能力。特別是在頂板極不穩(wěn)固安裝支護(hù)支架時，首先要考慮到支架能夠很好的滿足頂板支護(hù)的要求，具有較高的承載力，也要確保接觸面的平整，以及確保接觸面的面積足夠，具有較高的穩(wěn)定性。支架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)結(jié)合頂板支護(hù)的需要進(jìn)行選擇，避免在使用的過程中，由于結(jié)構(gòu)不合理而導(dǎo)致出現(xiàn)的位移或者變形情況，并且這一措施也有助于保證施工的空間，避免在后續(xù)的開采過程中，由于巷道空間的缺乏而進(jìn)行整改，減少施工成本的同時，也能夠進(jìn)一步提升頂板支護(hù)的穩(wěn)定性。

4.2 強(qiáng)化支護(hù)安全意識

在地下礦山井下巷道掘進(jìn)作業(yè)的過程中，安全是第一要務(wù)，只有保證施工的安全性，才能穩(wěn)定推進(jìn)施工的進(jìn)度，避免產(chǎn)生一些直接或者間接的損失。因此，礦產(chǎn)資源企業(yè)應(yīng)當(dāng)對于安全生產(chǎn)有正確的認(rèn)識，并且通過培訓(xùn)教育等活動，提升施工人員的安全意識，使得安全教育能夠落到實處，尤其是地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)方面，更需要提升重視程度[10]。而想要達(dá)到這一目的，切實保證施工人員規(guī)范操作，提升作業(yè)的安全性，首先，在實際進(jìn)行地下礦山井下巷道作業(yè)之前，礦產(chǎn)資源企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)實情況制定科學(xué)合理的頂板支護(hù)方案，并且在此基礎(chǔ)上，明確具體的操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，要求施工人員在施工的過程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，并且在實際施工的過程中，還應(yīng)當(dāng)由專業(yè)的工作人員進(jìn)行監(jiān)督和檢查，及時制止不規(guī)范的施工行為。其次，要建立完善的安全監(jiān)督制度，不僅要對于頂板支護(hù)施工中的每一個環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督與管理，也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于頂板支護(hù)效果的監(jiān)督管理，一旦發(fā)現(xiàn)頂板支護(hù)效果難以滿足預(yù)期的要求，需要安排施工人員及時進(jìn)行整改，為后續(xù)的工作創(chuàng)造良好的條件。另外，為了確保安全生產(chǎn)理念深入人心，礦產(chǎn)資源企業(yè)還應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行培訓(xùn)和教育工作，不斷豐富施工人員的專業(yè)知識儲備，提升施工人員的專業(yè)技能水平，使得施工人員能夠在施工中落實安全要求，避免留下安全隱患。

4.3 積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)

隨著科技水平的不斷提升，各種新型的技術(shù)融入到地下礦山企業(yè)當(dāng)中，不僅使得地下礦山企業(yè)應(yīng)用的施工技術(shù)得到了極大的優(yōu)化，同時，也進(jìn)一步推動著地下礦山企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。隨著各種機(jī)械技術(shù)、自動化技術(shù)以及智能化技術(shù)應(yīng)用到地下礦山行業(yè)當(dāng)中，地下礦山企業(yè)未來的發(fā)展方向也會逐漸向著機(jī)械化、自動化以及智能化的方向發(fā)展，這不僅能夠提升開采的效率，為地下礦山企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時，也為安全生產(chǎn)提供了更多新的思路，有助于保障施工人員的生命安全。地下礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和工藝，對于地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)安全生產(chǎn)。尤其是隨著各種新型技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，更有助于保障地下礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)。

4.4 做好施工準(zhǔn)備工作

為了保證巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)施工的順利進(jìn)行，也為了確保頂板支護(hù)能夠達(dá)到良好的效果，做好施工準(zhǔn)備工作也是必不可少的，包括以下幾個方面的內(nèi)容：首先，進(jìn)行嚴(yán)格的井下觀測工作，并且結(jié)合具體的數(shù)據(jù)，選擇最為適宜的頂板支護(hù)方式，同時，在巷道掘進(jìn)施工的過程中，涉及到的一些重點區(qū)域，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際需要制定完善的安全技術(shù)方案。其次，優(yōu)化頂板支護(hù)的施工設(shè)計，將頂板支護(hù)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行完善和優(yōu)化，確保掘進(jìn)作業(yè)能夠按照流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。另外，為了保證頂板支護(hù)方案的合理性和可行性，在施工方案設(shè)計初次制定后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步的審核與討論，找到其中存在的問題和不足之處，并且集中相關(guān)工作人員的知識和經(jīng)驗進(jìn)行完善，確保頂板支護(hù)的設(shè)計方案能夠滿足承載力和穩(wěn)定性的要求，同時，提升掘進(jìn)施工的質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，在地下礦山井下巷道掘進(jìn)的過程中，頂板支護(hù)是不可忽視的重要環(huán)節(jié)之一，只有做好頂板支護(hù)工作，才能夠保證掘進(jìn)施工的順利有序進(jìn)行，并且確保安全作業(yè)，切實保障工作人員的生命安全。在進(jìn)行地下礦山井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)中，首先應(yīng)當(dāng)對于井下的地質(zhì)水文條件及影響掘進(jìn)的因素有全面的了解，并且與相關(guān)數(shù)據(jù)相結(jié)合，制定科學(xué)合理的頂板支護(hù)方案，選擇合理的頂板支護(hù)方式，這對于保證頂板支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性有著重要的意義。近年來，隨著地下礦山井下開采深度的不斷增加，再加上受到施工工藝及地質(zhì)條件的影響，礦山壓力增加，也導(dǎo)致頂板事故的頻發(fā)。因此，做好頂板支護(hù)工作必不可少，能夠確保安全生產(chǎn)，推動地下礦山企業(yè)的健康發(fā)展。