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摘要 :要想解决矿产资源开采难的问题,有关人员应 学习先进的技术,掌握采矿掘进支护技术的工艺流程和核 心理念,提高使用这项技术的能力,帮助产出更多的矿产 资源,更好地开展采矿工作,提高开采工程的进度,为社 会提供充足的资源,满足社会的发展需求,促进社会的经 济发展。
1 复杂地质的特点分析
地质构造的本质是地层由于受到内外应力的影响,而 产生挤压与撕裂运动,最终造成地质状态出现形变与裂缝 问题。在采矿行业之中,比较复杂的地质条件有褶皱、倾 斜构造与断裂构造等,这其中最为复杂的就是褶皱地质构 造,主要是因为其本身包含的岩层种类多样,内部的应力 方向也十分的复杂。因此,就会对后续的矿石开采与掘进 工作带来巨大的影响。除此之外,在贴近地质构造体进行 掘进的过程中,由于采矿作业与掘进造成的振动问题,极 易对于地质结构的稳定性造成严重的影响,在此种地质构 造环境之中,就需要在正式进行掘进施工之前与施工过程 中,都要对地质构造进行及时有效的实时监测,并依据地 质构造特点来对相关支护方案进行科学合理的优化调整。
2 复杂地质条件对采矿掘进工作的影响因素
2.1 巷道固定困难
基于大部分矿产资源的所处位置较深,且其地质条件 非常的复杂,甚至部分的矿体周边还会有着大量的松散岩 土分布,这就对采矿掘进工作的有序开展带来了严重的阻 碍。而在对巷道掘进的施工过程中, 由于受到各种外力因素 的影响, 使得造成巷道难以成型, 就算是通过使用先进的机 械化技术,在短期内将巷道的形状保持在相对稳定与规则 的状态下, 但在后续的开采过程中, 由于开采深度的持续扩 大,巷道周边的岩体也会无法避免的产生结构变化, 进而造 成巷道中的各端点同支撑物发生不同程度的形变,最终导 致巷道的变形,从而出现重大的安全隐患。另外,假若不能 对巷道实行有效的固定,就会给后续支护技术的有效实施 带来巨大的影响, 进而极大的限制开采效率的有效提升。
2.2 设备运行困难
伴随社会科技的飞速发展,我国在巷道掘进与矿产开采层面的技术已较为成熟,且多数区域的矿产开采已实现 了机械化运行。然而在实际的运行过程中,相关的矿产开 采技术还是存在着一些问题需要解决。这其中最为主要的 问题就是矿产开采行业所面对的地质条件变得越来越复 杂,并且相关的开采设备与技术在实际的运行过程中还是 存在诸多的问题, 如在遇到硬度系数超过 5 的地质条件中, 相关的掘进设备的磨损就会急剧上升,在对设备自身造成 严重影响的同时,也会使巷道掘进技术的充分发挥受到严 重的影响。
2.3 潜在风险因素众多
矿产开采作业如果处于深度较大且地质条件十分复杂 的区域进行作业,相应的潜在风险因素也会大大增加。例 如在进行矿产资源开采中常见的瓦斯与地下水等问题,都 会对掘进支护技术的有效实施与支护结构的稳定性造成 严重的影响。要想能够充分降低此类因素对掘进支护工作 的影响,就需要将地质勘探技术与施工管理水平全面优化 提升。但是在实际的矿产开采之中,部分地区的开采企业 并未对科学先进可靠的掘进支护技术进行有效的掌握,并 且相关管理人员与施工人员其自身的专业素养也存在着 一定的缺陷,这就导致对各类风险因素的认知不明确,最 终造成掘进支护工作的质量无法达到相关标准,从而导致 安全事故的诱发。
3 复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用意义
安全风险管控以及防范已成为矿产企业关注的重点问 题。在掘进过程中由于地质环境更加复杂,靠近地质构造 的位置掘进所造成的振动会极大影响地质构造的稳定性, 在此类环境条件下进行开采工作,需要不断对地质环境进 行实时勘测,针对开采过程中地质构造出现的问题及时提 出更加完善的开采方案,在保障良好的通风条件下的同时 还需及时做好支护等工作。随着开采深度不断加深,巷道 不断增长,这对支护工作提出了更高的要求,应将先进的 支护技术应用到采矿掘进工作中,进而提高开采效率和保 障井下工作人员的安全。
4 复杂地质条件下采矿掘进的常用支护技术
4.1 砌碹支护技术
砌碹支护技术是矿产开采使用较早的一项支护技术,砌碹支护技术的使用成熟度也相对较高,而且能够充分的 作用到围岩表面,这项支护技术在部分的特殊巷道之中能 够起到有效的支护效果。除此之外,砌碹支护技术的操作 流程十分方便快捷,并且其自身优势十分的突出。但是砌 碹支护技术其自身的所需的支护成本十分巨大,并且其支 护的难度也较大,这就使得砌碹支护技术在部分需要快速 掘进的巷道支护中不能够有效的运用。
4.2 棚式支护技术
棚式支护技术与砌碹支护技术同样都是运用较早的支 护技术,并且也是被广泛使用的支护技术之一。在进行实 际的使用过程中, 金属材质是棚式支护所使用的主要材料, 这也就使得棚式支护自身的相关结构更加的容易安装与制 作。但是由于当前矿产开采的地质条件变得愈发复杂,这 种棚式支护技术对于围岩的稳定性难以进行有效的控制, 使得棚式支护技术逐步地被更为优秀的支护技术所替代。
4.3 锚网喷支护技术
为了能够应对日渐复杂的地质条件,锚网喷支护技术 的作用日益凸显,锚网喷支护技术的主要优势是其自身的 掘进速度较快,并且后续的支护效果十分的突出,最为重 要的就是锚网喷支护技术所需的建设成本更低,这也就使 其成为了现阶段复杂地质条件掘进支护的重要支护手段。 为了能够将锚网喷支护技术的功能价值进一步的发展,就 需要在原有的技术基础上,对相关的临时支护方案进行全 面深入的思考,从而将支护顶板的基本要求进行有效的明 确,并给予锚网支护的操作空间足够的保证,从而确保后 续施工, 保证倾斜巷道掘进有序进行。
4.4 锚杆支护技术
由于锚杆的使用会受到范围的限制,并且在复杂地质 条件下的岩层结构也是十分的复杂,这就导致在实际操作 中难以单独使用锚杆进行支护处理,并且也不能够有效达 到支护的要求。为了能够有效提升支护的效果,就需要将 锚索与锚杆进行有效统一,从而才能够对掘进变形进行有 效的控制,并且也能够有效避免顶板破碎的问题出现,将 支护效益大大提升。
4.5 喷射混凝土支护技术
在复杂地质条件下进行采矿掘进,巷道需要承受巨大 的压力,一旦围岩岩性过低,就会造成巷道出现严重变形 的情况。通过对喷射混凝土支护技术的有效运用,能够有 效将巷道内部较为破碎的岩石进行有效结合,以此将巷道 支护能力有效提升,确保巷道的成形稳定。干式喷射混凝 土与水泥裹砂喷射混凝土是喷射混凝土支护技术的主要 手段。首先,在对干式喷射混凝土支护技术进行运用过程 中,需要将相关原材料依照特定的比例进行合理搅拌,在矿产掘进的过程中通过喷砂机在巷道围岩上进行混凝土 的喷射。其次,水泥裹砂喷射混凝土支护技术在实际运用 过程中,是将符合规格的砂砾与水泥进行充分搅拌,之后 再依靠压裂技术对萤矿石进行规模化的开采。通过对多级 滑套封隔器的分段压裂技术的合理运用,能够充分确保处 于多压裂层段的水平井与直井能够稳定进行掘进工作。
5 采矿掘进支护施工技术要点
5.1 注意交岔点
在对采矿巷道进行掘进的过程中,对于巷道支护技术 的选择是整个开采工作有序进行的重要基础,并且在进行 支护的过程之中,还需要将支护所产生的不良影响进行 有效规避,从而将支护效果的可靠性全面提升。在这一过 程中还需要给予交岔点足够的重视,这是因为在进行支护 的过程中,对于部分环节的连接需要依靠交岔点来有效完 成,基于此种前提,在进行实际的支护设计过程中要充分 确保交岔点设计具备科学性与合理性,从而使整体的支护 连接效果全面提升,防止矿井的其他相关工作受到影响, 确保整个采矿施工安全。
5.2 对施工环节进行严格掌控
支护技术所需要涉及的施工内容都普遍存在着危险 性,为了将危险性降至最低,就需要将相关施工人员自身 的技术水平全面提升,使其能够对先进的巷道支护技术进 行有效掌握,并提升其对结构连接与支护深度的把握能 力,对巷道掘进支护效果做到最大程度的控制,确保相关 技术能够全面落实到施工流程之中。除此之外,还需要对 技术偏差所带来的影响进行充分的考虑,这就需要严格依 照相关技术标准来进行支护作业,最终确保支护效果能达 到预期目的。
5.3 做好断面与设备维护
在对固体矿进行开采时,相关工作人员需要对矿体结 构状态进行密切的关注,并对可能会对支护造成影响的外 部因素进行全面深入的分析,从而充分确保采矿作业的安 全进行。除此之外,面对极其复杂的地质条件,矿井内部 相关支护结构稳定性就成为了整个施工作业的重点,这就 需要相关工作人员进行加固处理,而主要的处理方式则有 以下几点。首先,是对断层面进行处理,在进行掘进支护 期间,要对地层与岩体断面进行重点观察,并采取合理的 措施来对断面进行机械处理,之后再使用合适的支护方案 降低断面压力。其次,是对截齿进行确定,在对固体矿进 行开采的过程中,需要依据实际的地质情况,对掘进机进 行选择。最后,截齿的品质是影响掘进机工作质量的决定 性因素,并且还需要相关施工人员要依据土质的实际情况对掘进机切割速度进行控制, 将截齿磨损降至最低。
6 复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用分析
6.1 完整的支护方案和计划
在采矿掘进作业中,要考虑不同的因素。首先确定采 矿工艺类型,制定挖掘计划,有必要了解采矿掘进作业的 所有目标、机械设备的条件, 然后利用现场探测监测技术, 根据矿山建设的实际地质条件,设计一套完整的系统和方 案。如果矿山当地地质条件非常复杂,则应采用这种退后 卧底法进行开采。对掘进机械设备的掘进时间和周期有一 个完善的计划, 并计算掘进机械设备参数。
6.2 加强完善的矿区地质监测
地质监测从准备工作开始,然后在整个开采过程中使 用不同的工作标准进行测量。在制定工作计划之前,应加 强地质监测的准备工作,利用临时锚杆支护技术对矿井 倾角进行探测和监测。在开挖过程中,如果地质条件发生 变化,应立即更新开挖方式。完善的采矿掘进作业中地质 监测技术是采矿掘进支护技术创新应用的基础。它可以随 时识别动态变化,避免采矿掘进支护技术不完善的负面影 响。相关人员必须特别注意确保现有地质条件的后续稳定 性,并进行具体监测。视察员要不断监测采矿的可行性和 推广概念, 提高采矿掘进支护技术推广的有效性。
6.3 做好矿山采矿掘进支护工作过程的控制及管理
要由有监理资格的熟练工人对开采工作的各种流程、 参数进行监测和监控,改善采矿掘进支护的质量。如采矿 掘进设备存在参数错误,必须立即进行修复或改正。正确 的采矿管理是进一步采矿的前提之一,质量管理机制的渗 透,将不断提高矿山的技术质量,采矿技术的改进为今后 的采矿作业提供良好的实践依据,必须加强对矿工的培 训,提高他们的技术水平。
6.4 配套系统与施工组织管理问题
为矿山活动的开展,矿山企业必须对现有公司的综掘 机施工管理进行深入的分析,根据公司发展经营的具体需 要,制定并实施施工管理机制,提高公司管理水平。在此 基础上, 建立和完善组织管理制度, 将其应用于矿山生产, 进一步提高企业组织管理效率,显著提高矿山生产效率。 研究大角度、长角度采矿掘进技术和小角度连续旋转技 术,通过技术的突破和创新,在后续矿山建设过程中显著 提高采矿掘进产量。在此背景下,必须注意施工工艺的合 理安排, 并进一步优化工作组织关系。
6.5 临支加 U钢法
如果开采断层落差大,那么很容易造成开采事故,影 响人们的安全。因此,在进行断层落差大的开采环境时,有关人员可以使用临支加U 钢法,帮助维护支护结构的稳 定性。在实际的操作过程中,有关人员可以使用U 形的钢 架,将巷道固定好。然后再用锚杆支护进行结合使用,让 其发挥更大效益。另外,有关人员应该注意正确使用临支 加U钢法, 能利用核心的内涵, 不断对地质结构进行维护。 在使用中,应该保持高度的警惕,认真的态度,确保开采 工程安全顺利的进行。
6.6 巷道掘进直接顶板破碎条件下支护方法的运用
针对直接破顶技术的应用,在断层的区域中矿山开采 难度较大,特别是对松散矿层,无法进行连续开采工作, 一般采用直接顶板破碎技术。该技术主要是利用掘进机直 接冲击断层顶部,将不稳定的部分消除,以增加顶板围岩 的稳定性,还可增加锚网、锚索等支护材料应用于直接破 顶支护中,可一定程度上提升作业过程中围岩的稳定性, 保障安全生产工作。但该技术不适用于所有条件,当围岩 硬度小于 5级时易出破碎的情况,此条件下不适用于该方 法。然而,对掘进面坡度较大的矿层可直接采用直接顶板 破碎的方法达到支护目的。
6.7 巷道掘进过断层等构造围岩破碎带支护工艺的运用
现阶段中,在巷道掘进过断层等构造围岩破碎带时, 受环境及外力的影响,常会出现巷道断裂的情况,目前常 采用后退卧底支护技术。采用后退卧底支护技术能满足对 此类现象的预防控制。在实际开采作业过程中,若将巷道 断层落差控制在2.5m 内,且顶板强度仍在标准范围之内, 可采用注浆锚网索技术对巷道围岩部分进行及时支护,进 一步提高巷道的稳定性。同时,在进行围岩支护工作时, 需要采掘设备与保障作业位置间隔不少于 15m,若掘进工 作面坡度较大,需保证坡度不小于 12°。若在掘进过程中 发生断层造成矿层下移,现场工作人员需结合实际情况, 采取后退卧底的方式来通过断层,对断层顶板进行注浆锚 网索支护, 避免矿层进一步下沉, 造成危险。
7 结语
综上所述,基于复杂地质条件下,应用掘进支护技术 是十分关键。基于当下地质环境复杂,内部地质存在偏多 结构,从而为开采工作带来难度。掘进支护技术的产生, 能够有效的降低施工中存有的隐患,提升施工进程。在运 用流程中,施工人员应对施工环境实行勘测,对地质结构 实行分析, 设定出科学的施工方案。在不同的地质条件下, 使用不同的掘进技术,不断优化支护的结构,帮助掘进区 和采矿区的支护工作,为员工提供一个安全的工作环境, 促进工程的发展。
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