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浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：周立永

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的采矿掘进支护技术有了很大进展，矿产资源的消耗量越来越大，导致了金属矿产的开采量正在不断地加大。

        新疆有色金属工业（集团）全鑫建设有限公司新疆乌鲁木齐市 830011
        摘要：随着科学技术的发展，我国的采矿掘进支护技术有了很大进展，矿产资源的消耗量越来越大，导致了金属矿产的开采量正在不断地加大。在矿产开采的过程当中，其地形地貌会非常的复杂，在这种条件下开采矿石会存在许多的问题，并且后果都极为严重。应用支护技术就是一种有效的防护措施，不仅能够显著提升矿山开采的效率，而且还能保障开采过程的安全性和可靠性，因此被广泛应用在复杂地质条件下采矿掘进过程当中，并被矿山企业高度重视。本文先分析了地下矿开采过程中可能存在的影响因素，然后研究了复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用要点分析，最后结合实际分析了复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用策略。
        关键词：复杂地质；采矿掘进；支护技术
        引言
        由于现阶段工业领域的不断发展和壮大、科学技术的不断提升和进步，使得我国矿产资源使用量越来越大，所以开采量也就越来越多。同时由于矿石属于非常宝贵的资源，再加上我国又属于资源大国，所以在矿石开采的过程当中必须高度重视安全方面。只有保证了采矿掘进过程的安全和稳定，才能有效保证矿石开采的安全和稳定，由此在复杂地质条件下采矿掘进过程中应用支护技术非常的关键，不仅能够很大程度的确保矿石开采安全，而且还能提高矿石开采的效率，并使施工开采人员得到了很大的保护，所以矿山企业应该积极的应用掘进支护技术。
        1矿产资源开采过程中可能存在的影响因素
        随着社会整体经济的不断发展，我国对金属资源的需求量不断提升，在地质条件复杂、金属资源匮乏等因素影响下，我国矿山开采行业迎来了较为严峻的挑战。矿山实际开采过程中，为保证开采效率和质量，地质技术人员应该对地质条件进行充分考量，根据实际情况采用具有针对性的支护技术，进而实现采矿工作的有效进行。由于地质条件的影响，矿石开采过程中经常会出现各种问题，例如井巷围岩松散导致的破碎现象、地下水浸蚀导致的巷道围岩性质改变等，这一系列问题为矿山巷道支护带来了很大难度。在进行巷道挖掘时，若围岩强度较差，很容易对巷道的稳定性造成影响，特别在进行岩体断层时很可能出现地质变化，降低岩层的稳定性。不仅如此，巷道支护柱的结构也与矿石开采的安全性息息相关，例如，当采用开放型结构时，若出现压力过大、压力集中等问题，则很可能引发安全事故，对矿山开采工作的质量和效率带来严重影响。
        2复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用要点分析
        2.1采用锚网支护技术
        （1）直接破顶技术的应用。直接破顶技术是一种针对顶板存在断层的现象进行化解的支护技术。若技术人员在矿石开采掘进工作中发现顶板有较大的断层，岩石硬度<5，落差距离<2m，则说明这一段顶板很有可能在掘进和支护过程中形成破碎，导致出现冒顶的情况，导致巷道内的险情。面对这样复杂的巷道地质条件，建议技术人员直接用掘进设备将断层的顶部破除掉，将存在危险的断层排除在掘进范围内，从而保留较好的掘进和支护环境。在直接破顶技术应用的情况下，锚网索是比较好的支护设备，能够起到应有的支护作用。（2）退后卧底法。退后卧底法较适用于岩层坚固且完整，断层落差比较小的区域，可在一定程度上保证断层的完整性和稳定性，提高掘进施工的安全系数。（3）锚杆临时支护加U型钢架技术。锚杆临时支护加U型钢架技术主要是应用在矿区断层较大以及围岩易塌、易碎的矿体和围岩当中。此技术一般是采用的是U型钢架进行固定，然后再结合锚杆支护以及超前支护，来增强支护的效果。不过需要特别注意的就是锚杆倾斜的角度以及锚杆间的距离，必须控制好，这样才能确保掘进工作的安全和可靠。（4）混凝土永久型支护结构的应用。混凝土是建筑施工中常用的建筑材料，凝固后形成的混凝土构件强度、稳定性都非常优秀。目前，以混凝土为材料制作的永久支护体系已经被广泛应用于巷道支护工作中，有效提升了地质条件复杂情况下采矿掘进支护的质量。

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在混凝土永久型支护结构施工前，技术人员需要先用质量过关的锚杆搭设成支护结构，一方面为混凝土的喷射位置定位，另一方面锚杆、锚网将代替常规的钢筋与混凝土一起形成钢筋混凝土结构，进一步提高支护结构的质量。
        2.2 掘进及支护技术的选择分析
        矿山掘进技术的应用过程覆盖了从矿山开采到矿山荒废的整个生命周期，但是部分矿山企业并不重视矿山开采过程中的掘进技术，并且由于掘进技术日趋多样化，许多矿山企业在选择掘进技术的过程中出现了难以选择的问题，部分企业盲目选择应用范围最广的掘进技术，而没有根据具体的掘进施工要求选择，导致掘进技术的施工效果达不到预期目标，因此，在选择掘进技术的过程中，矿山企业有必要对巷道及矿山周围的地质构造及岩层结构进行详细的勘测活动，并且结合巷道断面的围岩承载能力，采取合适的掘进技术。一般情况下，矿山企业常用的支护方法包括直接破顶法、后退卧底法及临时支护、U型钢支护，在实际的支护工作中，面对围岩破碎情况，大多数矿山企业都选择U型钢支护技术，从而提高巷道支护和围岩的稳定性。
        2.3建立安全管理体系
        就矿产资源的开采工作来说，面临的安全风险相对较大，尤其是开展复杂地质条件下的采矿掘进工作，更需要重视整个施工过程中的安全性。其中，在开展综合性设备掘进工作的过程中，相关管理工作者需要详细检查综合性掘进设备的性能，确保其能够满足工程项目的建设需求。另外，相关操作人员还应该详细掌握相关设备的工作原理以及使用方法，并且持续关注设备的维护以及保养工作，从而有效保障综合性设备的效用。
        3.4科学采用临时支护技术
        如今比较先进的掘进设备都配备有临时支护系统，也就是在掘进的过程当中，对作业区周边岩体进行临时支撑，保护设备安全。例如，目前比较热门的液压临时支护系统，该设备的临时支护配置是通过液压锁来控制。另外，在掘进作业过程中，工作人员也需要在密切关注周边岩体状态的情况下，合理采用液压支柱、打点柱等方法来避免岩体崩落，保证施工安全。
        结语
        综上所述，采矿过程受矿山复杂的地质条件影响很大。这些复杂的地质条件，例如断层和褶皱，很容易使周围的岩石弯曲和变形。在深井巷道开采时，传统的支护技术存在很多缺陷和不足，使支护无法满足实际需求。因此，必须进一步研究适合当前实际情况的新的和新的支持技术。另外，通过严谨的技术设备管理和现场管理，根据地质条件变化而优化支护结构，才能全面提升支护结构稳定性，确保采矿工作安全、高效开展。
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