采矿工程巷道掘进和支护要点分析

摘要：采矿工程中，巷道掘进与支护是保障开采作业安全、高效进行的关键环节。本文深入剖析采矿工程巷道掘进和支护的要点，阐述常见掘进技术与支护方法，分析影响掘进和支护的关键因素，并提出相应的安全管理措施，旨在为采矿工程从业者提供全面的理论与实践指导，助力提升采矿工程的安全性与经济效益。

关键词：采矿工程；巷道掘进；支护要点；地质条件；安全管理

一、引言

采矿工程作为资源开发的重要领域，对国家经济发展起着关键作用。巷道掘进和支护是采矿工程的核心工作，其质量直接关系到矿井的安全生产、开采效率以及运营成本。随着采矿技术的不断发展，对巷道掘进和支护提出了更高的要求，如何科学、合理地进行巷道掘进和支护成为行业关注的焦点。

二、采矿工程巷道掘进要点

（一）掘进技术选择

钻爆法：这是一种传统且应用广泛的掘进技术。通过在岩石上钻孔、装填炸药并引爆，使岩石破碎实现巷道掘进。在使用钻爆法时，要精确设计炮眼的布置、装药量以及起爆顺序。例如，对于坚硬岩石，炮眼间距应适当减小，装药量增加，以确保岩石充分破碎；起爆顺序通常采用分段起爆，以控制爆破震动和飞石，减少对周边岩体和支护结构的影响。

机械化掘进：随着科技的进步，机械化掘进技术得到了快速发展。掘进机是机械化掘进的主要设备，它具有连续作业、掘进速度快、对围岩扰动小等优点。在选择掘进机时，要根据巷道的断面尺寸、岩石硬度、地质条件等因素综合考虑。如在软岩巷道中，可选用悬臂式掘进机，其灵活的截割头能够适应不同形状的巷道断面；而在硬岩巷道中，则可采用岩石盾构机，通过强大的刀盘切削岩石，实现高效掘进。

（二）掘进过程控制

巷道坡度与方向控制：在掘进过程中，准确控制巷道的坡度和方向至关重要。利用激光指向仪等设备，为掘进作业提供精确的方向指引。定期对巷道的坡度和方向进行测量和调整，确保巷道按照设计要求施工。例如，在煤矿开采中，巷道坡度的偏差可能会影响煤炭的运输效率，甚至导致运输设备故障。

围岩稳定性监测：掘进过程中，围岩的稳定性会发生变化。采用围岩变形监测仪、应力计等设备，实时监测围岩的位移、应力变化情况。一旦发现围岩变形过大或应力异常，及时采取加强支护、调整掘进参数等措施，防止巷道坍塌事故的发生。

三、采矿工程巷道支护要点

（一）支护方式选择

锚杆支护：锚杆支护是一种常用的支护方式，通过将锚杆锚固在围岩中，利用锚杆与围岩之间的摩擦力和粘结力，将围岩的荷载传递到稳定的岩体中。根据围岩的性质和巷道的用途，选择合适的锚杆类型和参数。如在节理裂隙发育的岩体中，可采用全长锚固的锚杆，增强锚固效果；锚杆的长度、间距和直径要根据围岩的强度和稳定性进行计算确定。

锚索支护：对于深部开采或围岩条件较差的巷道，锚索支护具有更好的支护效果。锚索通过高强度的钢绞线将巷道顶板或帮壁与深部稳定岩体连接起来，提供强大的锚固力。在安装锚索时，要确保锚索的锚固长度、张拉力符合设计要求。例如，在深部金属矿山开采中，锚索的张拉力一般要达到数百千牛，以有效控制围岩变形。

喷射混凝土支护：喷射混凝土支护是将混凝土通过喷射设备喷射到巷道围岩表面，形成一层支护结构。它能及时封闭围岩，防止围岩风化和松动。在喷射混凝土时，要控制好混凝土的配合比、喷射厚度和喷射压力。对于有特殊要求的巷道，还可在喷射混凝土中加入钢纤维等增强材料，提高支护结构的强度和韧性。

（二）支护时机确定

支护时机的选择对支护效果有着重要影响。一般来说，应在巷道掘进后尽快进行支护，以减少围岩暴露时间，防止围岩因风化、卸荷等因素导致强度降低和变形过大。在围岩稳定性较差的情况下，可采用超前支护，即在掘进前对前方围岩进行支护，确保掘进作业的安全。例如，在穿越断层破碎带时，采用超前锚杆或超前小导管支护，提前加固围岩，为后续的掘进和支护创造有利条件。

四、影响采矿工程巷道掘进和支护的因素

（一）地质条件

岩石性质：岩石的硬度、强度、脆性等性质直接影响掘进和支护的难度。坚硬岩石掘进时，需要采用大功率的掘进设备和合适的爆破参数；而软岩巷道则容易出现变形、坍塌等问题，对支护的要求更高。例如，在页岩等软岩巷道中，需要采用联合支护方式，如锚杆锚索联合支护、喷射混凝土与锚杆联合支护等，以提高支护效果。

地质构造：断层、褶皱、节理等地质构造会使岩体的完整性遭到破坏，增加掘进和支护的复杂性。在遇到断层时，岩石破碎，容易发生冒顶事故，需要加强支护措施，如加密锚杆、增加锚索数量等；在褶皱区域，岩体受力复杂，要根据具体情况调整支护参数，确保巷道的稳定性。

（二）开采深度

随着开采深度的增加，地应力增大，围岩的变形和破坏形式也会发生变化。深部巷道掘进时，要考虑高地应力对巷道稳定性的影响，采用高强度的支护材料和合理的支护结构。例如，在千米深井开采中，采用高强度的螺纹钢锚杆和大直径的锚索，提高支护系统的承载能力。

五、采矿工程巷道掘进和支护的安全管理

（一）安全管理制度建立

建立健全巷道掘进和支护的安全管理制度，明确各岗位的安全职责。制定详细的操作规程和安全检查制度，定期对掘进和支护作业进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。例如，规定在每次爆破后，必须进行通风、敲帮问顶等安全检查，确认安全后方可进行后续作业。

（二）人员培训与教育

加强对掘进和支护作业人员的培训与教育，提高其安全意识和操作技能。培训内容包括掘进技术、支护方法、安全操作规程、应急处理措施等。定期组织安全演练，让作业人员熟悉在突发情况下的应对方法，提高应急处置能力。

六、结论

采矿工程巷道掘进和支护是一项复杂而系统的工作，涉及多种技术和方法，受到地质条件、开采深度等多种因素的影响。通过合理选择掘进技术和支护方式，严格控制掘进过程和支护时机，充分考虑影响因素并采取相应的应对措施，加强安全管理，能够有效保障巷道的稳定性和开采作业的安全、高效进行。在未来的采矿工程发展中，应不断探索和应用新的掘进技术和支护方法，加强对复杂地质条件下巷道掘进和支护的研究，进一步提高采矿工程的技术水平和经济效益。

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