采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

1 采矿工程巷道掘进技术的应用要点

1.1 地质条件分析要点

在采矿工程巷道掘进过程中，准确而全面地分析地质条件是至关重要的首要任务。不同的地质构造特征，例如断层、褶皱、岩层倾角等，都会对巷道掘进的难易程度和施工安全性产生显著且深远的影响。具体而言，在坚硬岩石区域进行掘进时，必须选择具备更强破岩能力的掘进设备，以确保施工效率；而在软岩地层中，则需要重点考虑如何有效防止巷道围岩的变形、松动和坍塌问题。为此，必须通过详尽细致的地质勘察工作，获取包括岩石的硬度、抗压强度、节理裂隙的发育程度等在内的一系列关键参数，这些数据将为后续掘进方案的制定提供坚实可靠的科学依据。此外，地下水状况也是不容忽视的重要因素，若地下水资源丰富，极有可能引发巷道突水、涌水等安全事故，因此必须提前制定并落实周密的排水和防水措施，以确保施工安全。

1.2 掘进设备选择要点

选择合适的掘进设备是确保巷道掘进工作高效、优质进行的关键环节。目前，市面上常见的掘进设备主要包括掘进机、钻爆法所使用的钻机等类型。掘进机特别适用于那些较为规则、地质条件相对稳定的巷道掘进作业，其显著优势在于能够实现连续作业、掘进效率高、巷道成型质量好等特点。在选择掘进机时，必须综合考虑巷道的断面尺寸、掘进长度以及岩石硬度等多方面因素。例如，针对大断面巷道，应优先选择功率较大、切割能力强的重型掘进机；而对于小断面巷道，则可以选用体积较小、操作灵活的轻型掘进机。此外，钻爆法在某些特殊地质条件下仍具有不可替代的重要作用，因此在选择钻机时，必须仔细考量其钻孔深度、孔径大小以及钻孔速度等关键性能指标，以确保爆破效果能够达到预期目标。

1.3 通风与防尘要点

良好的通风系统和有效的防尘措施，是确保巷道内作业人员身体健康和施工安全的重要前提条件。一个科学合理的通风系统设计，必须能够充分保障巷道内新鲜空气的充足供应，同时确保有害气体能够及时、有效地排出。在进行具体设计时，需要综合考虑巷道的长度、断面形状、掘进方式等多种因素，精心选择最为适宜的通风方式，例如压入式通风、抽出式通风或是混合式通风等。此外，为了确保通风系统的持续高效运行，还必须定期对通风设备的运行状况进行全面细致的检查和维护，确保通风效果始终保持在优良状态。在防尘工作方面，同样需要采取多种综合性防尘措施，以最大限度地减少粉尘对作业人员的危害。这些措施包括但不限于喷雾降尘、湿式凿岩、安装高效捕尘器等。在掘进作业过程中，必须严格按照操作规程，及时开启喷雾装置，有效抑制粉尘的飞扬和扩散。对于产生的粉尘，应通过捕尘器等专用设备进行高效收集和处理，显著降低巷道内的粉尘浓度，从而切实预防职业病的发生，全面保障作业人员的身体健康和施工环境的清洁安全。通过这些综合措施的实施，能够有效提升巷道作业的安全性和健康性，确保施工顺利进行。

2 采矿工程巷道支护技术的应用

2.1 锚杆支护技术应用

锚杆支护技术在采矿工程巷道支护领域得到了广泛的应用，并显示出其卓越的有效性。该技术的核心原理在于，通过锚杆将巷道围岩与深部稳定岩体紧密连接，显著提升围岩的自承载能力，进而确保巷道的稳定性。在实施锚杆支护技术的过程中，必须综合考虑巷道的地质条件、围岩特性以及巷道使用功能等关键因素，科学选定锚杆的种类、长度、直径及布置间距，以实现最佳的支护效果。对于坚硬稳定的围岩，可选用长度较短、间距较大的锚杆；而对于软弱破碎的围岩，则需要采用长度较长、间距较小的锚杆，并可能需要配合其他支护方式共同使用。同时，锚杆的安装角度和锚固方式也十分关键。安装角度应根据巷道的受力情况和围岩的层理方向等确定，以确保锚杆能够发挥最佳的锚固效果。锚固方式主要有树脂锚固、水泥砂浆锚固等，要根据具体情况选择合适的锚固方式，保证锚杆与围岩紧密结合。

2.2 锚索支护技术应用

锚索支护是在锚杆支护基础上发展起来的一种更加强有力的支护方式，尤其适用于深部巷道、大跨度巷道以及围岩变形较大的情况。锚索一般由高强度钢绞线制成，其长度较长，能够深入到巷道围岩深部的稳定岩体中，提供更大的锚固力。在应用锚索支护技术时，首先要进行锚索的设计和布置。根据巷道的顶板压力、围岩变形量等参数，确定锚索的长度、间距和排距。锚索的安装过程较为复杂，需要使用专门的钻孔设备进行钻孔，然后将锚索插入孔中，通过注浆等方式进行锚固。在注浆过程中，要保证浆液的质量和注入量，使锚索与围岩充分粘结，形成有效的支护结构。同时，要对锚索进行预应力张拉，使锚索在巷道围岩中产生预紧力，提高支护效果。

2.3 型钢支护技术应用

型钢支护是采用工字钢、U 型钢等型钢材料制作成支护架，对巷道进行支护的一种技术。型钢支护具有强度高、承载能力大、可重复使用等优点，适用于地压较大、围岩变形严重的巷道。在应用型钢支护技术时，要根据巷道的断面形状和尺寸，选择合适的型钢型号和支护架的结构形式。支护架的安装要严格按照设计要求进行，保证支护架的间距、垂直度和连接牢固性。同时，为了增强支护架与围岩的接触效果，可在支护架与围岩之间填充背板等材料，使支护架能够更好地承受围岩压力。此外，在巷道掘进过程中，要及时进行型钢支护的安装，避免围岩暴露时间过长而导致变形加剧。

2.4 联合支护技术应用

在实际的采矿工程中，单一的支护技术往往难以满足复杂地质条件下巷道支护的要求。因此，联合支护技术应运而生。联合支护技术是将两种或两种以上的支护方式组合使用，充分发挥各种支护方式的优点，以达到更好的支护效果。例如，锚杆 - 锚索联合支护，它结合了锚杆和锚索的优势，锚杆能够加固巷道浅部围岩，锚索则可以深入到深部岩体，提供更大的锚固力，两者共同作用，有效控制巷道围岩的变形。再如，锚杆 - 喷射混凝土联合支护，锚杆对围岩进行锚固，喷射混凝土则在巷道表面形成一层连续的支护层，封闭围岩，防止围岩风化和剥落，同时与锚杆共同承载围岩压力。在应用联合支护技术时，要根据具体的地质条件和巷道特点，合理选择支护方式的组合，并进行优化设计，确保联合支护的效果达到最佳。

3 结语

采矿工程中巷道掘进和支护技术的合理应用对于保障矿山的安全生产和提高经济效益具有重要意义。在巷道掘进过程中，要准确分析地质条件，合理选择掘进设备，做好通风与防尘工作；在巷道支护方面，要根据不同的地质条件和巷道要求，选择合适的支护技术或联合支护方式。随着采矿行业的不断发展和技术的不断进步，相信巷道掘进和支护技术将会不断创新和完善，为采矿工程的发展提供更加有力的支持。

参考文献：

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