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内容摘要 随着社会生产力水平的持续提高，采矿工程事业得以快速发展，对巷道掘进及支护技术的应用提出了新的要求，必须立足采矿工程实际，采取先进技术措施予以积极应对。基于此，文章介绍了巷道掘进及支护技术发展现状，分析了采矿工程巷道掘进施工及支护技术中的存在问题，并结合相关实践经验，分别从前探梁和液压支柱等多个角度与方面，探讨了采矿工程巷道掘进技术应用要点及巷道支护的应用，望有助于采矿工程相关工作的实践。
关键词 采矿工程 巷道掘进 支护技术应用
1 引言
当前，经济社会发展节奏持续加快，能源结构趋于优化，使采矿工程面临着更为严峻的挑战与考验。在采矿工程中，巷道掘进与支护技术始终发挥着不可替代的重要角色，只有不断强化其具体技术措施的应用，才能保障采矿工程安全顺利地实施，提高采矿工程整体实施效果。
2 巷道掘进及支护技术发展现状
当今社会，我国经济发展进入新时代，能源需求量持续提高，能源结构趋于优化，各类新型能源相继问世，在推动经济社会高质量发展中扮演着关键角色。在此背景下，采矿工程面临着新形势与新任务，必须通过采用新工艺与新技术，强化巷道支护效果，提高巷道掘进施工效率，促进采矿工程事业有序发展。长期以来，国家有关部门高度重视采矿工程巷道掘进及支护施工，相继制定并推行了一系列规范化技术标准，在采矿巷道掘进与支护方面取得了一系列重大科研成果，在采矿工程中积累了丰富而宝贵的实践经验，为持续不断保持矿产能源供应奠定了坚实的基础。尽管如此，在内外部各项要素的影响作用下，我国当前采矿巷道掘进与支护技术与世界先进国家相比，依旧存在显著差距，地质监测、支护设计、材料选用、安全评价等方面还存在诸多薄弱环节，必须客观审视，区别对待。因此，在当前形势下，扎实做好采矿工程巷道掘进与支护工作，具有极为深刻的现实意义[1]。
3 采矿工程巷道掘进施工支护技术中存在的问题
3.1 掘进施工工艺不合理
纵观当前采矿工程实际，普遍存在着巷道掘进施工工艺欠科学等问题，重点表现为：对岩体应力考虑不充分、对钻爆法依赖程度较高且药量控制不当、钻爆点布局不合理、锚喷支护系统性不够等。
3.2 地质构造存在异常的问题
不同的采矿工程所处区域的地质构造存在着显著的差异，合理分析地质构造有利于提高巷道掘进及支护效果。实践表明，部分巷道掘进施工方案忽视了地质构造问题，对采矿工程所处区域地质条件缺乏宏观统筹考量，当掘进遇到褶皱、断层等构造时，则掘进难度系数明显提高，影响了巷道掘进进度，且容易出现坍塌或垮落等问题，降低掘进施工安全性[2]。
3.3 安全技术不足
部分采矿工程围岩结构可靠性不足，尤其是软弱围岩结构不稳定，增加了巷道掘进与支护难度，对安全技术具有更高的要求。从当前安全技术现状来看，掘进巷道顶板下沉、底臌、两帮变形现象不同程度存在，巷道支护安全监测与评估不够充分，导致顶板脱落与裂缝问题频发，严重情况下会威胁一线采矿人员生命安全，无法满足高强度、连续性的巷道掘进施工需求。
4 采矿工程巷道掘进技术应用要点
4.1 瓦斯排放
瓦斯是种无色无味的气体，扩散能力强，当单位空间内的含量达到一定浓度时，会造成空间缺氧，易引发燃烧或爆炸，因此，控制瓦斯排放是采矿工程巷道掘进技术的关键。要采取有效通风措施，提高矿井通风效果，将掘进面游离出来的瓦斯气体及时排出，防止其因积聚而造成的浓度骤增，降低危险系数。同时，要采取精密仪器设备，对巷道中的瓦斯浓度进行动态化监测，及时分析研判处理瓦斯浓度异常问题[3]。
4.2 通风防尘
采矿掘进中会产生大量粉尘，既会导致施工环境能见度降低，使施工环境变得恶劣，也不利于一线施工人员的人身健康，必须从巷道客观实际情况出发，采取行之有效的通风防尘措施，降低粉尘系数与含量[4]。要根据巷道风压、风量基本需求，配置性能工况条件良好的通风设备，并保证设备数量足够、分布科学，对于粉尘相对集中的区域，要予以重点配置。除通风设备，还要在巷道中设置高效防尘系统，优化降尘防尘效果。
4.3 光面爆破
光面爆破技术是采矿工程巷道掘进中的典型技术方法，实施前需事先严格择定爆破参数。根据爆破方式的不同，可细化分为修边法、预裂法等多种不同类型，不同的光面爆破方法对装药量、爆破孔布置、爆破力度等要求不同，须结合巷道实际进行综合计算，并进行特定试验，在试验结果符合工程技术标准后，方可进行正式爆破，以充分保证爆破效果，减小巷道掘进安全事故发生的概率。
5 采矿工程巷道支护应用探讨
5.1 前探梁和液压支柱
前探梁和液压支柱是采矿工程巷道支护的重要技术方法。在以往的前探梁支护中，由于缺乏重视，导致前探梁支护效果不甚理想，稳定性严重不足，关键情形下无法起到应有的支护作用。对此，可在前探梁结构中增设吊挂，对支护结构进行矫正强化，改变传统前探梁存在的显著不足，提高支护结构稳定性，更好地发挥巷道支护作用。要合理掌握前探梁距离，优化调整巷道支护布局数据参数，清理影响前探梁和液压支护的巷道杂物，为前探梁的平行位移营造良好条件。在实施放炮操作前，要将支柱挂在顶梁上，并利用水平销轴进行固定连接，提高巷道支护能力，保证顶梁牢靠。
5.2 预制钢筋砼支架
预制钢筋混凝土支架主要是通过将混凝土加工成为具有特定支护性能的支架，配置在矿井巷道中，提高梁柱接口的连接效果，传导支护强度与压力。这种支护技术预制操作简便易行，经济性较强，可在短时间内完成更多巷道的支护任务，但钢筋混凝土支架相对笨重，需要大型機械设备进行转运架设，且伸缩性与延展性相对较弱。在预制钢筋混凝土支架支护中，需要合理分布吊挂前探支架，并确保支架强度与刚度。
5.3 锚杆支护技术
随着采矿工程支护需求的提高，各类更高性能、更高支护能力的支护技术陆续问世，为实施巷道支护提供了更为丰富的支护技术手段，锚杆支护技术便是其中之一。从诞生至今，锚杆支护技术的应用范围迅速扩大，在锚杆加固特定的支撑下，进一步改善了巷道内部结构稳定性，使巷道围岩强度持续提高，即便是在软弱围岩环境下，依旧能够体现出理想的巷道支护性能。由于采矿工程巷道实际情况不一，锚杆支护技术的应用过程有所区别，重点表现在对锚杆具体指数的设计与调整方面。
5.4 软岩回采巷道支护
软岩回采是采矿工程的常见工作条件之一，由于其特殊性较强，必须进行强化支护，重点针对软弱区域进行集中支护操作，改变巷道软岩环境，提高岩体支撑能力。受地形地质等外界环境的影响，部分采矿工程的软岩回采巷道需进行重复支护。在此基础上，要增设支护网的柔性，当软岩环境发生显著变化时，可第一时间化解岩体结构压力，防止岩石破损与坠落，提高巷道支护安全系数，促进巷道掘进施工安全进行。
6 结语
综上所述，受工艺技术、管理模式、行为理念等方面的影响，采矿工程巷道掘进及支护技术应用中依旧存在着多方面的缺陷与不足，制约着采矿工程整体效率的优化提升。因此，技术人员应该从采矿工程的客观实际需求出发，充分遵循巷道掘进及支护技术的基本应用规律，创新技术方法流程，强化掘进与支护效果，为提高采矿工程安全性与稳定性构建可靠屏障。
（作者系冀中能源股份有限公司章村矿 工程师）
【参考文献】
[1]尹贤刚，谌立勇，郑云.现代化采矿工程中超前支护的具体应用方法研究[J].矿业研究与开发，2019，32（5）：160-162.
[2]魏永福，李震.煤矿巷道掘进施工的影响因素及关键技术[J].科技经济导刊，2016（32）：153-154.
[3]蒋传田.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（6）：158-159.
[4]王拓，常聚才，张兵，苏亚峰，等.深井坚硬顶板回采巷道锚网索支护技术研究[J].煤炭工程，2016，48（7）：50-52.
关键词 采矿工程 巷道掘进 支护技术应用
1 引言
当前，经济社会发展节奏持续加快，能源结构趋于优化，使采矿工程面临着更为严峻的挑战与考验。在采矿工程中，巷道掘进与支护技术始终发挥着不可替代的重要角色，只有不断强化其具体技术措施的应用，才能保障采矿工程安全顺利地实施，提高采矿工程整体实施效果。
2 巷道掘进及支护技术发展现状
当今社会，我国经济发展进入新时代，能源需求量持续提高，能源结构趋于优化，各类新型能源相继问世，在推动经济社会高质量发展中扮演着关键角色。在此背景下，采矿工程面临着新形势与新任务，必须通过采用新工艺与新技术，强化巷道支护效果，提高巷道掘进施工效率，促进采矿工程事业有序发展。长期以来，国家有关部门高度重视采矿工程巷道掘进及支护施工，相继制定并推行了一系列规范化技术标准，在采矿巷道掘进与支护方面取得了一系列重大科研成果，在采矿工程中积累了丰富而宝贵的实践经验，为持续不断保持矿产能源供应奠定了坚实的基础。尽管如此，在内外部各项要素的影响作用下，我国当前采矿巷道掘进与支护技术与世界先进国家相比，依旧存在显著差距，地质监测、支护设计、材料选用、安全评价等方面还存在诸多薄弱环节，必须客观审视，区别对待。因此，在当前形势下，扎实做好采矿工程巷道掘进与支护工作，具有极为深刻的现实意义[1]。
3 采矿工程巷道掘进施工支护技术中存在的问题
3.1 掘进施工工艺不合理
纵观当前采矿工程实际，普遍存在着巷道掘进施工工艺欠科学等问题，重点表现为：对岩体应力考虑不充分、对钻爆法依赖程度较高且药量控制不当、钻爆点布局不合理、锚喷支护系统性不够等。
3.2 地质构造存在异常的问题
不同的采矿工程所处区域的地质构造存在着显著的差异，合理分析地质构造有利于提高巷道掘进及支护效果。实践表明，部分巷道掘进施工方案忽视了地质构造问题，对采矿工程所处区域地质条件缺乏宏观统筹考量，当掘进遇到褶皱、断层等构造时，则掘进难度系数明显提高，影响了巷道掘进进度，且容易出现坍塌或垮落等问题，降低掘进施工安全性[2]。
3.3 安全技术不足
部分采矿工程围岩结构可靠性不足，尤其是软弱围岩结构不稳定，增加了巷道掘进与支护难度，对安全技术具有更高的要求。从当前安全技术现状来看，掘进巷道顶板下沉、底臌、两帮变形现象不同程度存在，巷道支护安全监测与评估不够充分，导致顶板脱落与裂缝问题频发，严重情况下会威胁一线采矿人员生命安全，无法满足高强度、连续性的巷道掘进施工需求。
4 采矿工程巷道掘进技术应用要点
4.1 瓦斯排放
瓦斯是种无色无味的气体，扩散能力强，当单位空间内的含量达到一定浓度时，会造成空间缺氧，易引发燃烧或爆炸，因此，控制瓦斯排放是采矿工程巷道掘进技术的关键。要采取有效通风措施，提高矿井通风效果，将掘进面游离出来的瓦斯气体及时排出，防止其因积聚而造成的浓度骤增，降低危险系数。同时，要采取精密仪器设备，对巷道中的瓦斯浓度进行动态化监测，及时分析研判处理瓦斯浓度异常问题[3]。
4.2 通风防尘
采矿掘进中会产生大量粉尘，既会导致施工环境能见度降低，使施工环境变得恶劣，也不利于一线施工人员的人身健康，必须从巷道客观实际情况出发，采取行之有效的通风防尘措施，降低粉尘系数与含量[4]。要根据巷道风压、风量基本需求，配置性能工况条件良好的通风设备，并保证设备数量足够、分布科学，对于粉尘相对集中的区域，要予以重点配置。除通风设备，还要在巷道中设置高效防尘系统，优化降尘防尘效果。
4.3 光面爆破
光面爆破技术是采矿工程巷道掘进中的典型技术方法，实施前需事先严格择定爆破参数。根据爆破方式的不同，可细化分为修边法、预裂法等多种不同类型，不同的光面爆破方法对装药量、爆破孔布置、爆破力度等要求不同，须结合巷道实际进行综合计算，并进行特定试验，在试验结果符合工程技术标准后，方可进行正式爆破，以充分保证爆破效果，减小巷道掘进安全事故发生的概率。
5 采矿工程巷道支护应用探讨
5.1 前探梁和液压支柱
前探梁和液压支柱是采矿工程巷道支护的重要技术方法。在以往的前探梁支护中，由于缺乏重视，导致前探梁支护效果不甚理想，稳定性严重不足，关键情形下无法起到应有的支护作用。对此，可在前探梁结构中增设吊挂，对支护结构进行矫正强化，改变传统前探梁存在的显著不足，提高支护结构稳定性，更好地发挥巷道支护作用。要合理掌握前探梁距离，优化调整巷道支护布局数据参数，清理影响前探梁和液压支护的巷道杂物，为前探梁的平行位移营造良好条件。在实施放炮操作前，要将支柱挂在顶梁上，并利用水平销轴进行固定连接，提高巷道支护能力，保证顶梁牢靠。
5.2 预制钢筋砼支架
预制钢筋混凝土支架主要是通过将混凝土加工成为具有特定支护性能的支架，配置在矿井巷道中，提高梁柱接口的连接效果，传导支护强度与压力。这种支护技术预制操作简便易行，经济性较强，可在短时间内完成更多巷道的支护任务，但钢筋混凝土支架相对笨重，需要大型機械设备进行转运架设，且伸缩性与延展性相对较弱。在预制钢筋混凝土支架支护中，需要合理分布吊挂前探支架，并确保支架强度与刚度。
5.3 锚杆支护技术
随着采矿工程支护需求的提高，各类更高性能、更高支护能力的支护技术陆续问世，为实施巷道支护提供了更为丰富的支护技术手段，锚杆支护技术便是其中之一。从诞生至今，锚杆支护技术的应用范围迅速扩大，在锚杆加固特定的支撑下，进一步改善了巷道内部结构稳定性，使巷道围岩强度持续提高，即便是在软弱围岩环境下，依旧能够体现出理想的巷道支护性能。由于采矿工程巷道实际情况不一，锚杆支护技术的应用过程有所区别，重点表现在对锚杆具体指数的设计与调整方面。
5.4 软岩回采巷道支护
软岩回采是采矿工程的常见工作条件之一，由于其特殊性较强，必须进行强化支护，重点针对软弱区域进行集中支护操作，改变巷道软岩环境，提高岩体支撑能力。受地形地质等外界环境的影响，部分采矿工程的软岩回采巷道需进行重复支护。在此基础上，要增设支护网的柔性，当软岩环境发生显著变化时，可第一时间化解岩体结构压力，防止岩石破损与坠落，提高巷道支护安全系数，促进巷道掘进施工安全进行。
6 结语
综上所述，受工艺技术、管理模式、行为理念等方面的影响，采矿工程巷道掘进及支护技术应用中依旧存在着多方面的缺陷与不足，制约着采矿工程整体效率的优化提升。因此，技术人员应该从采矿工程的客观实际需求出发，充分遵循巷道掘进及支护技术的基本应用规律，创新技术方法流程，强化掘进与支护效果，为提高采矿工程安全性与稳定性构建可靠屏障。
（作者系冀中能源股份有限公司章村矿 工程师）
【参考文献】
[1]尹贤刚，谌立勇，郑云.现代化采矿工程中超前支护的具体应用方法研究[J].矿业研究与开发，2019，32（5）：160-162.
[2]魏永福，李震.煤矿巷道掘进施工的影响因素及关键技术[J].科技经济导刊，2016（32）：153-154.
[3]蒋传田.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（6）：158-159.
[4]王拓，常聚才，张兵，苏亚峰，等.深井坚硬顶板回采巷道锚网索支护技术研究[J].煤炭工程，2016，48（7）：50-52.