采礦工程中超前支護(hù)的合理運(yùn)用探究

高躍文

(1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原030024；2.西山煤電集團(tuán) 杜兒坪礦，山西 太原030022)

1 研究背景和超前支護(hù)的形式

超前支護(hù)是保證隧道工程開挖工作面穩(wěn)定而采取的超前于掌子面開挖的一種輔助措施， 主要用于穩(wěn)定工作面以保證施工的順利進(jìn)行，該方法已經(jīng)被運(yùn)用于公路修建、鐵路修建、水利水電等隧道工程中，在我國的相關(guān)道路建設(shè)中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，強(qiáng)大的促進(jìn)了我國工業(yè)化的推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)的飆升。

超前支護(hù)有其固定的形式，其主要形式有以下三種，分別是：（1）采用長度為3m 到5m 的超前鋼管（也被稱作錨桿），錨固工作面前上方巖體；（2）采用固件長度大于5m 的超前管棚（也就是采用較長的鋼管、鋼軌并結(jié)合鋼支架）錨固工作面前上方巖體；（3）采用注漿錨桿超前注漿方式，注入水泥漿等，膠結(jié)硬化破碎巖體，以期加固。

2 超前支護(hù)施工參數(shù)與注意事項(xiàng)

2.1 掘進(jìn)過程中超前支護(hù)參數(shù)

假設(shè)某施工隊采用W703 采場聯(lián)道掘進(jìn)時，具體地質(zhì)情況為輝綠巖體，為了保護(hù)人員安全和施工進(jìn)度，采用超前支護(hù)的方式進(jìn)行支護(hù)。首先，沿豎直面架設(shè)拱形鋼支架，沿著鋼支架上打孔深為2m 的錨桿眼；然后將長度為1.8m、φ43mm 的管縫式錨桿安裝到孔中，錨桿尾部留200mm 長度以便鏈接鋼支架，是錨桿末端緊貼棚梁并拖住它，以錨固周圍的巖石和控制頂部巖層；然后再采用爆破的方法掘進(jìn)，其尺寸應(yīng)該小于或等于1.2m，爆破出渣后噴射混凝土支護(hù)，然后進(jìn)行下一個循環(huán)。

通過以上步驟并且不斷訊混， 就能夠順利通過輝綠巖破碎帶，順利的進(jìn)行施工。 在施工過程中，扔有一些需要注意的問題：（1）錨桿應(yīng)均勻布置；（2）錨桿孔角度需適當(dāng)選取，不宜過大；（3）爆破后，要及時噴射混凝土和架設(shè)拱形支架，以縮短圍巖暴露的時間和防止錨桿下面圍巖脫落過多。

2.2 電耙道修復(fù)中的超前支護(hù)參數(shù)

首先沿著垮塌處架設(shè)梯形鋼支架，其支柱采用24Kg/m 的“工”字鋼或10cm×10cm 的“口”字鋼，同時，鋼支架盡量津貼電耙道的邊沿；然后，采用精工技藝將18Kg/m 的“工”字鋼加工成大約2.5m 廠的錨桿，并將其端部處理為尖頭，以仰角15°以中央為支點(diǎn)將其向松巖體中推進(jìn)，完成以后采用同樣的方式推進(jìn)其他錨桿，在這過程中保持他們之間的間距為5cm，一直到錨桿形成支撐棚架。最后人工出渣，直到1.2m 時停止，并繼續(xù)架設(shè)T 形支架，以此往復(fù)。 一般情況下，往復(fù)幾次支護(hù)加固后，就可回復(fù)電耙出礦。

在電耙修復(fù)中應(yīng)該注意的問題：（1）注意均勻布桿；（2）用木板等背緊關(guān)閉邊幫，防止側(cè)面松散巖石滑落；（3）控制每次渣進(jìn)尺寸，防止棚架受力過大。

3 殘留礦體回采超前支護(hù)

殘留礦體的回采方法主要采用進(jìn)路式放頂退采，前端式裝巖機(jī)出礦。其關(guān)鍵：回采進(jìn)路的掘進(jìn)與支護(hù)，進(jìn)段路面必須保證安全并且滿足相關(guān)裝巖機(jī)的基本要求。

3.1 超前支護(hù)掘進(jìn)回采進(jìn)路

因?yàn)榈V巖體極端破碎，超前支護(hù)掘進(jìn)的方式類似于其他的掘進(jìn)方式，掘進(jìn)的斷面為2.6m×2.7m，同時鋼拱架之間必須采用密集木支護(hù)，以確保進(jìn)路的穩(wěn)定；最后，頂板及邊幫都必須封堵的十分嚴(yán)實(shí)，防止石塊掉落，造成不必要的安全事故。

3.2 典型回踩超前支護(hù)

一般來說，采礦的回采有兩種方式，第一種為沿放礦結(jié)束采場的漏斗之間掘進(jìn)回采進(jìn)路，第二種是沿兩個采場之間的間柱掘進(jìn)回采進(jìn)路。 這兩種方案都可以在進(jìn)路根據(jù)設(shè)計向兩側(cè)掘進(jìn)分支進(jìn)路，但是必須確保進(jìn)路間距為5m 左右，等所有進(jìn)路達(dá)到設(shè)定的要求以后按照間距為1m 到1.5m 進(jìn)行放頂回采。 然后拆掉相關(guān)支護(hù)裝置，必要時還得采用特殊手段，例如炸藥爆破；最后循環(huán)以上步驟。

4 超前支護(hù)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)利益

超前支護(hù)這種保護(hù)開采面的方法已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到采礦工程的施工中，為采礦施工的安全提供了最有力的支持，確保無數(shù)工程項(xiàng)目得以順利進(jìn)行，為很多企業(yè)創(chuàng)造了大量的利益，使很多企業(yè)賺取了更多的利潤，同時也增強(qiáng)工作人員與相關(guān)管理人員的激情和信心，具有無形的價值。 由于目前采用該技術(shù)的企業(yè)不計其數(shù)，并且該技術(shù)被廣泛運(yùn)用到各個企業(yè)的各個項(xiàng)目中，因此無法具體的計算出該方法所創(chuàng)造的具體利潤；但是可以肯定的是，該方法為很多企業(yè)的很多項(xiàng)目創(chuàng)造了不計其數(shù)的利潤。

采礦工程中的超前支護(hù)已經(jīng)得到了業(yè)內(nèi)相關(guān)專業(yè)人士的認(rèn)可，并且被廣泛運(yùn)用到相關(guān)的項(xiàng)目中；即便如此，超前支護(hù)在某些細(xì)部中仍有需要改進(jìn)或注意的地方（如本文的第三部分），相關(guān)部門和專業(yè)人員應(yīng)該投身到超前支護(hù)的專業(yè)研究中，爭取做出一定的成果，服務(wù)于我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化。

［1］高磊，等.礦山巖石力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

［2］陳忠華，尹賢剛.會理鋅礦的采礦安全隱患及防治措施[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2004（03）.

［3］尹賢剛，諶立勇，李應(yīng)龍.電耙道復(fù)合支護(hù)技術(shù)研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，20011（06）.