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摘要:當(dāng)前,我國(guó)礦產(chǎn)資源的開發(fā)和生產(chǎn)促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷提升,并且?guī)?dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展.在礦產(chǎn)資源行業(yè)中,金屬和非金屬資源開采技術(shù)以及采掘工藝是決定企業(yè)產(chǎn)量以及質(zhì)量的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)相關(guān)采掘工藝的改進(jìn)創(chuàng)新,促進(jìn)整個(gè)礦產(chǎn)礦產(chǎn)資源行業(yè)的快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞:采礦工程;巷道掘進(jìn);支護(hù)應(yīng)用
目前,國(guó)家對(duì)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)和生產(chǎn)具有嚴(yán)格的規(guī)定,其相關(guān)的巷道掘進(jìn)以及支護(hù)需要滿足規(guī)范和要求,這樣才能夠保證生產(chǎn)工人的安全。隨著我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,創(chuàng)新采礦的范圍也在逐漸地?cái)U(kuò)大,采礦的方法也在逐漸地更新,在采礦過(guò)程中使用了相應(yīng)的支護(hù)、掘進(jìn)技術(shù),能夠有效地提高開采環(huán)境的安全性。
1采礦工程巷道掘進(jìn)的相關(guān)分析
1.1采礦工程巷道掘進(jìn)的概念
在礦產(chǎn)資源開采的過(guò)程中,主要有以下幾種形式:第一,一體化開鑿方式。這一方式的使用效率比較高,在使用的過(guò)程中既可以實(shí)現(xiàn)開鑿工作的一體化,同時(shí),也可以有效地保證施工環(huán)境的安全,提高開采的效率。第二,大斷面連續(xù)開鑿技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用會(huì)受到地理環(huán)境的影響,需要在特定的地勢(shì)環(huán)境中才能夠使用。第三,現(xiàn)代化的綜合機(jī)械掘進(jìn)方法。這個(gè)方法的使用會(huì)涉及大量的機(jī)械設(shè)備,從而有效地提高了開鑿的工作效率,對(duì)采礦技術(shù)人員的專業(yè)能力也帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。
1.2礦產(chǎn)資源開采技術(shù)條件
針對(duì)于礦產(chǎn)資源的開采需要一定的技術(shù)條件限制,其中主要涉及以下幾點(diǎn):
1.2.1地壓變化這是針對(duì)巖石力學(xué)典型災(zāi)害監(jiān)測(cè)及其預(yù)警方面的內(nèi)容研究。隨著淺部資源開采結(jié)束,大部分有色金屬礦山面臨資源減少或枯竭的局面,許多礦山已逐漸轉(zhuǎn)入深部礦床的開采。隨著開采深度的增加,深部地應(yīng)力水平較高,明顯區(qū)別于淺部,開采擾動(dòng)造成礦、圍巖系統(tǒng)失穩(wěn),從而誘發(fā)地壓災(zāi)害顯現(xiàn)的現(xiàn)象更為普遍、且更為強(qiáng)烈,造成人員傷亡與設(shè)備損壞的地壓事故可能性也相應(yīng)呈明顯上升趨勢(shì)。巖爆作為一種典型的地壓災(zāi)害宏觀顯現(xiàn)現(xiàn)象,是高地應(yīng)力條件下地下工程開挖過(guò)程中,造成部分礦、圍巖系統(tǒng)中應(yīng)力疊加,當(dāng)超過(guò)其彈性極限時(shí),儲(chǔ)存于巖體中的彈性應(yīng)變能突然釋放,因而產(chǎn)生爆裂松脫、剝落、彈射甚至拋擲等現(xiàn)象;它可能造成人員傷亡、設(shè)備損壞,導(dǎo)致礦山開采效率降低、經(jīng)濟(jì)成本增加等,巖爆是深井礦床開采的重大安全問(wèn)題。隨著開采已逐步向深部轉(zhuǎn)移,巖體處于高地應(yīng)力狀態(tài),水平應(yīng)力對(duì)井巷和采場(chǎng)穩(wěn)定性影響顯著,礦、圍巖存在中等巖爆傾向性,開采強(qiáng)度大,地壓顯現(xiàn)。針對(duì)地壓和巖爆危害問(wèn)題:(1)提出開展微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試及震源定位試驗(yàn)研究;(2)實(shí)現(xiàn)地壓與巖爆活動(dòng)及開采現(xiàn)狀調(diào)查實(shí)時(shí)跟蹤分析;(3)實(shí)現(xiàn)地壓與巖爆危害孕育過(guò)程微震信息實(shí)時(shí)辨識(shí)與分析;(4)實(shí)現(xiàn)地壓與巖爆活動(dòng)震源定位及災(zāi)害預(yù)警技術(shù)研究,為礦山安全生產(chǎn)和科學(xué)管理提供依據(jù)和技術(shù)支撐。
1.2.2巷道頂板對(duì)于在礦產(chǎn)開采的過(guò)程中,部分巷道巖石結(jié)構(gòu)比較破碎。因此,根據(jù)分析巷道的斷面尺寸、巷道的服務(wù)年限和功能用途以及軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀這三個(gè)因素對(duì)巷道支護(hù)形式和參數(shù)選擇的影響。以巖體質(zhì)量RMR分級(jí)結(jié)果為基礎(chǔ),基于巷道支護(hù)分級(jí)影響因素,修正RMR取值并修正巷道支護(hù)級(jí)別。
2采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1選擇恰當(dāng)?shù)牟删蚍椒?/p>
礦山開采過(guò)程中,二步驟充填體回采是一項(xiàng)重要的課題,爆破振動(dòng)不可避免的會(huì)對(duì)相鄰巷道,原巖頂板,充填體巷道及圍巖造成一定的影響;其中,對(duì)充填體造成的影響是最明顯的,因?yàn)槌涮铙w穩(wěn)固性系數(shù)f值遠(yuǎn)小于原巖的穩(wěn)固性系數(shù)。為減少爆破振動(dòng)對(duì)充填體影響,提出無(wú)爆破振動(dòng)在充填體掘進(jìn)中的應(yīng)用?,F(xiàn)以井下高程486~500m的礦體為例,486~500m需要在486m形成采場(chǎng)的底部結(jié)構(gòu),486m掘進(jìn)巷道都在充填體中,可以采取人工爆破掘進(jìn)和無(wú)爆破振動(dòng)掘進(jìn)兩種方式,對(duì)這兩種掘進(jìn)方式進(jìn)行了分析對(duì)比。人工爆破掘進(jìn)的缺點(diǎn):在充填體中人工爆破掘進(jìn)時(shí),爆破振動(dòng)會(huì)對(duì)充填體巷道及圍巖造成很大程度的破壞,使得原本就不穩(wěn)固的巷道更加破碎,危險(xiǎn)系數(shù)增大。無(wú)爆破振動(dòng)掘進(jìn),無(wú)爆破振動(dòng)掘進(jìn)可以減少對(duì)充填體巷道及圍巖的破壞,不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生炮振裂縫,保持了圍巖完整性,從而增大了圍巖自身的承載能力,進(jìn)而很大程度上提高了施工的安全性。
2.2巷道的聯(lián)合支護(hù)方法
根據(jù)巷道的大小結(jié)構(gòu)耦合平衡支護(hù)原理表明,錨桿深入巷道圍巖形成錨固區(qū),配合巷道周邊鋼帶以及鋼筋網(wǎng)形成支護(hù)的小結(jié)構(gòu),在圍巖發(fā)生變形時(shí)起初步抵御變形的作用。在此基礎(chǔ)上配合錨索的使用,錨索深入圍巖深部,調(diào)動(dòng)深部圍巖承載能力與周圍巖體一起形成深部大的高強(qiáng)度承載結(jié)構(gòu),在圍巖的變形過(guò)程中與錨桿形成的小結(jié)構(gòu)共同維護(hù)巷道的穩(wěn)定。桁架錨索控制技術(shù)是將處于受壓狀態(tài)的巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點(diǎn)和承載結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),采用高預(yù)拉力對(duì)拉并鎖緊兩根鋼絞線,直接作用于頂板淺部的圍巖,提供水平預(yù)應(yīng)力改善頂板的應(yīng)力狀態(tài),強(qiáng)化低位巖體的力學(xué)性能和提高其抗變形性能,控制層狀頂板的不協(xié)調(diào)變形。
3槽鋼式聯(lián)接器桁架支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)桁架錨索規(guī)格及布置方式:φ17.8mm×7000mm,1×7股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線,鉆孔深度11.5m,鉆孔直徑60mm。桁架錨索底部跨度3000mm,距巷道幫部550mm,排距2m,錨索鉆孔與鉛垂線的夾角為30°。(2)槽鋼采用高強(qiáng)度的A3鋼制成,長(zhǎng)3500mm,寬100mm,厚度25mm。在槽鋼兩邊距端部250mm處焊接楔形鋼墊,后鉆取φ25mm、與鉛垂方向夾角30°的圓孔。
4結(jié)語(yǔ)
在采礦工程實(shí)施的過(guò)程中,為了保證礦產(chǎn)資源開發(fā)生產(chǎn)工作的順利實(shí)施,就要采取相應(yīng)的巷道掘進(jìn)以及支護(hù)技術(shù)。這樣不僅能夠保證施工作業(yè)環(huán)境的安全,同時(shí)提高開采的效率,為我國(guó)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用起到有效的促進(jìn)作用。
作者:楊瑞 單位:新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司