淺談復(fù)雜地質(zhì)條件下采礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用

孫可光，范允鑫，陸 星

（1.山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 招遠 265400；2.山東黃金集團蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 蓬萊 265615）

復(fù)雜的地理地貌常常是因為人類和自然界的活動導(dǎo)致的，這些復(fù)雜地貌有動態(tài)性的變化特征，從綜合的角度來看，不同的地質(zhì)條件下應(yīng)用采礦掘進支護技術(shù)是很有必要的。但是目前我國金礦采礦攫取，為了能夠讓現(xiàn)有采礦掘進支護發(fā)展進程變得更加合理化，應(yīng)當(dāng)從理論和實踐相結(jié)合的角度優(yōu)化整體工作流程，完善支護類型和支護材料的研究，從而取得更好的掘進支護效果[1]。

1 采礦掘進支護技術(shù)概述與分析

1.1 采礦掘進支護技術(shù)的研究背景

在復(fù)雜的地質(zhì)條件中，采礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用前景和現(xiàn)狀不容樂觀，雖然人類的采礦技術(shù)正在不斷的發(fā)展，認知世界呈現(xiàn)出無止境的進步，但是采礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用目前還有很多問題，從理論角度來講，仍然是可以創(chuàng)新的。大部分的采礦掘進支護技術(shù)都是在半經(jīng)驗、半理論的基礎(chǔ)之上，通過嘗試而不斷發(fā)展各種理論存在的基礎(chǔ)，也存在著問題，比如在某一個復(fù)雜的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)，工程巖土、圍巖的穩(wěn)定性具有差異性，對于某一特殊地貌的爆破方式和掘進方式等可能會影響掘進支護技術(shù)的變化，甚至在某一個特定礦區(qū)的項目內(nèi)，還會有不同的掘進需求。對于整個金礦開采工程來說，其工作質(zhì)量、工作操作可能有一定的差異性，充分考慮到采礦決定支護技術(shù)所使用的機械設(shè)備、材料、技術(shù)、手段、性能等多方面因素，才能基于復(fù)雜的地質(zhì)條件展開對采礦掘進支護技術(shù)的具體選擇，并使其具有合理性。

1.2 采礦掘進支護技術(shù)分析

目前，我國的金礦是非常重要的稀缺技術(shù)資源，我國現(xiàn)有的金礦礦區(qū)往往具有一定的采掘歷史，但是其地質(zhì)條件存在不穩(wěn)定性，常常會受到金礦周圍資源的生成性影響，隨著時代的變遷，幾十年來的開采可能使得金礦礦區(qū)的地層出現(xiàn)斷層，水文地質(zhì)條件比較靈活，有的地方的地質(zhì)變化比較活躍，特別是對于一些比較深的金礦開采區(qū)域和平面而言，其地質(zhì)條件增加了采礦掘進的難度。很多地區(qū)的礦井開采使得當(dāng)挖掘區(qū)域越來越深，內(nèi)部的礦藏分布產(chǎn)生了一定的變化，甚至這種變化加劇了礦井內(nèi)部的采掘復(fù)雜性。比如，某些黃金金礦周圍的地質(zhì)地貌變得更為疏松，底板非常松軟、不具有強度，在采掘的過程中容易破碎或產(chǎn)生危險。金礦開采區(qū)域可能在巷道頂部出現(xiàn)明顯的收縮，這對于采礦決定支護來說是一個大難題。礦區(qū)之內(nèi)的金礦總儲備量呈現(xiàn)不均勻分布的，這就給金礦礦區(qū)的開采工作帶來了很大的困難。有關(guān)人員應(yīng)該在開采的過程中創(chuàng)新更為齊全的采礦掘進支護技術(shù)，從而確保礦區(qū)內(nèi)礦井采礦人員的安全性，確保人身及財產(chǎn)的安全[2]。

圖1 金礦掘進支護技術(shù)示意圖

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下采礦掘進支護技術(shù)的內(nèi)容

2.1 錨桿臨時支護技術(shù)

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展，金礦的開采技術(shù)隨著設(shè)備技術(shù)的不斷創(chuàng)新而發(fā)展，復(fù)雜地質(zhì)條件下能采取的技術(shù)手段越來越多。錨桿臨時支護技術(shù)，是一種非常靈活的利用錨桿和U 型鋼架實現(xiàn)的支護技術(shù)，能夠?qū)τ诮鸬V所在地整個工作區(qū)域內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)實現(xiàn)臨時性支撐，從而確保金礦礦區(qū)內(nèi)圍巖的結(jié)構(gòu)、保持穩(wěn)定性、杜絕傷害采礦人員。為了實現(xiàn)錨桿傾斜45°支撐圍巖結(jié)構(gòu)，工作人員應(yīng)該確保礦道內(nèi)圍巖之間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提前做好勘探工作，并且做好臨時支護計劃。

2.2 退后臥底法支護技術(shù)

復(fù)雜地質(zhì)條件促進金礦勘探工作的進步，個性化的支護手段保證了金礦正常開采，不同的掘進支護技術(shù)具有不同的優(yōu)勢，比如：退后臥底法支護技術(shù)使用的是結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定的頂板，從而保障采礦人員的安全。頂板和底板之間存在2.5m 的絕對落差，這就需要所處地貌之間的落差近似于或者大于2.5m 的數(shù)值，掘進機在工作中應(yīng)不斷的后退，采用臥底的方式保證開采進程的順利，確保斷層底板和頂板的高度差大小值保持在一個相對穩(wěn)定的態(tài)勢之下，從而能夠使得掘進支護過程更容易地保證巷道穩(wěn)定性[3]。

2.3 直接破頂法

在礦井的長期發(fā)掘過程中，常常因為復(fù)雜地貌的變化以及開采過程中所形成的空洞，綜合造成了具體的礦井?dāng)鄬?，此時金礦開采掘進機設(shè)備對于頂層實行直接破除的方式，頂部留下圍巖結(jié)構(gòu)，利用保護網(wǎng)或繩索展開支護工作是比較快捷的一種支護方法。當(dāng)前直接采用破頂法的礦井，往往是已經(jīng)出現(xiàn)斷層的危險性環(huán)境，在硬度5 級以下的巖石中可以采用這一方法，從而能夠確保在不破壞頂層圍巖結(jié)構(gòu)的前提下，盡量杜絕因為直接破除所導(dǎo)致的坍塌事故。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下采礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 完整的支護方案和計劃

在金礦采礦掘進支護技術(shù)的類型中，需要考慮多種多樣的因素，首先確定采礦掘進支護工作技術(shù)的類型，并針對整個開采的總量要求實現(xiàn)階段性的計劃。為了制定完善的掘進支護方案和計劃，需要對于所有的掘進計劃化性目標(biāo)、機械設(shè)備狀況、采礦掘進支護速度等有所了解，然后利用現(xiàn)場檢測監(jiān)測技術(shù)，根據(jù)金礦項目的實際地質(zhì)情況，開展完整的支護方案和計劃制定工作。如果當(dāng)?shù)亟鸬V所處地質(zhì)條件非常復(fù)雜，那么采礦掘進技術(shù)就應(yīng)該采用退后臥底法，在礦道內(nèi)實現(xiàn)邊掘進邊開采，對于每次掘進的階段性時間和周期等都應(yīng)該有完善的計劃，并計算掘進機械設(shè)備的參數(shù)。

3.2 加強完善的礦區(qū)地質(zhì)監(jiān)測

地質(zhì)環(huán)境將對于整個金礦開采掘進支護技術(shù)提出更高的要求，在地質(zhì)監(jiān)測方面，首先應(yīng)該做好開采前的準(zhǔn)備工作，其次衡量貫穿整個采礦掘進支護工作環(huán)境內(nèi)的各個工作標(biāo)準(zhǔn)，加強地質(zhì)監(jiān)測在工作方案之前的初步準(zhǔn)備力度，利用錨桿臨時支護技術(shù)探究礦區(qū)的傾斜角度，進行勘探和監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)情況在掘進的過程中發(fā)生了變化，那么要求立刻革新掘進工作方案。完善的金礦礦區(qū)地質(zhì)監(jiān)測技術(shù)，是妥善做好采礦掘進支護技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用管理的基礎(chǔ)，能夠隨時發(fā)現(xiàn)動態(tài)的變化，避免因為采礦掘進支護技術(shù)不完備所帶來的消極影響，有關(guān)人員必須能夠非常敏銳的確?，F(xiàn)有地質(zhì)情況的后續(xù)穩(wěn)定性，專門的監(jiān)察、檢測人員將對于采礦掘進支護工作方案的可行性予以監(jiān)督，展開規(guī)范化工作的論證，提高金礦采礦掘進支護工作的實效性。

3.3 做好金礦采礦掘進支護工作過程的控制及管理

采礦掘進支護技術(shù)的工作現(xiàn)場涉及到很多非常瑣碎的工作內(nèi)容，因此要提高現(xiàn)場工作人員的專業(yè)技術(shù)判斷能力，也要提升其職業(yè)道德及修養(yǎng)，確保工作人員能夠嚴(yán)格按照采礦計劃開展掘進設(shè)備的維護、設(shè)置參數(shù)，并做好工作流程的整體梳理工作。在導(dǎo)入現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督管理制度的同時，要求做好金礦采礦掘進支護，要求有監(jiān)督資質(zhì)的第三方專業(yè)人員對采礦工作的各種流程和參數(shù)指標(biāo)予以監(jiān)督及監(jiān)控，為了提高掘進支護工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一旦出現(xiàn)參數(shù)錯誤，可以要求工作人員返修或整改。金礦采礦掘進支護工作的控制權(quán)管理工作是做好采礦后期監(jiān)督及驗收的前提，在社會性質(zhì)量監(jiān)督管理機制的滲透過程中，金礦掘進支護技術(shù)的工作質(zhì)量將不斷提升，礦區(qū)掘進支護技術(shù)的數(shù)據(jù)越來越完善，為后續(xù)的采礦掘進支護工作提供了很好的實踐依據(jù)。金礦采礦掘進施工人員和管理人員應(yīng)加強培訓(xùn)、做好技術(shù)整改、完善管理宣講，避免出現(xiàn)臨時性問題[4-6]。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著現(xiàn)代金礦采礦掘進支護工作的不斷發(fā)展，采礦行業(yè)內(nèi)對于采掘和支護的質(zhì)量安全要求越來越高，這是因為掘進支護的質(zhì)量不僅僅關(guān)乎社會的進步和發(fā)展，還關(guān)乎到金礦的開采效率。雖然復(fù)雜地質(zhì)條件下的采礦掘進支護工作工期較長、投入成本較大、且工作量比較多、工程整體具有復(fù)雜性，但是只要在采礦人員和管理人員的重視背景之下，利用質(zhì)量監(jiān)督及監(jiān)測人員的監(jiān)理和報備，就能夠在設(shè)計出最佳工作技術(shù)方案的前提之下，確保整個金礦采礦掘進支護工作的質(zhì)量越來越高。在未來，有望更大程度的縮小掘進支護的成本，在實現(xiàn)資源合理配置的同時，提升金礦采礦的整體效率、優(yōu)化采礦業(yè)的經(jīng)濟效益。