浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用

孙可光，范允鑫，陆 星

（1.山东黄金矿业（玲珑）有限公司，山东 招远 265400；2.山东黄金集团蓬莱矿业有限公司，山东 蓬莱 265615）

复杂的地理地貌常常是因为人类和自然界的活动导致的，这些复杂地貌有动态性的变化特征，从综合的角度来看，不同的地质条件下应用采矿掘进支护技术是很有必要的。但是目前我国金矿采矿攫取，为了能够让现有采矿掘进支护发展进程变得更加合理化，应当从理论和实践相结合的角度优化整体工作流程，完善支护类型和支护材料的研究，从而取得更好的掘进支护效果[1]。

1 采矿掘进支护技术概述与分析

1.1 采矿掘进支护技术的研究背景

在复杂的地质条件中，采矿掘进支护技术的应用前景和现状不容乐观，虽然人类的采矿技术正在不断的发展，认知世界呈现出无止境的进步，但是采矿掘进支护技术的应用目前还有很多问题，从理论角度来讲，仍然是可以创新的。大部分的采矿掘进支护技术都是在半经验、半理论的基础之上，通过尝试而不断发展各种理论存在的基础，也存在着问题，比如在某一个复杂的地质区域内，工程岩土、围岩的稳定性具有差异性，对于某一特殊地貌的爆破方式和掘进方式等可能会影响掘进支护技术的变化，甚至在某一个特定矿区的项目内，还会有不同的掘进需求。对于整个金矿开采工程来说，其工作质量、工作操作可能有一定的差异性，充分考虑到采矿决定支护技术所使用的机械设备、材料、技术、手段、性能等多方面因素，才能基于复杂的地质条件展开对采矿掘进支护技术的具体选择，并使其具有合理性。

1.2 采矿掘进支护技术分析

目前，我国的金矿是非常重要的稀缺技术资源，我国现有的金矿矿区往往具有一定的采掘历史，但是其地质条件存在不稳定性，常常会受到金矿周围资源的生成性影响，随着时代的变迁，几十年来的开采可能使得金矿矿区的地层出现断层，水文地质条件比较灵活，有的地方的地质变化比较活跃，特别是对于一些比较深的金矿开采区域和平面而言，其地质条件增加了采矿掘进的难度。很多地区的矿井开采使得当挖掘区域越来越深，内部的矿藏分布产生了一定的变化，甚至这种变化加剧了矿井内部的采掘复杂性。比如，某些黄金金矿周围的地质地貌变得更为疏松，底板非常松软、不具有强度，在采掘的过程中容易破碎或产生危险。金矿开采区域可能在巷道顶部出现明显的收缩，这对于采矿决定支护来说是一个大难题。矿区之内的金矿总储备量呈现不均匀分布的，这就给金矿矿区的开采工作带来了很大的困难。有关人员应该在开采的过程中创新更为齐全的采矿掘进支护技术，从而确保矿区内矿井采矿人员的安全性，确保人身及财产的安全[2]。

图1 金矿掘进支护技术示意图

2 复杂地质条件下采矿掘进支护技术的内容

2.1 锚杆临时支护技术

随着现代科技技术的发展，金矿的开采技术随着设备技术的不断创新而发展，复杂地质条件下能采取的技术手段越来越多。锚杆临时支护技术，是一种非常灵活的利用锚杆和U 型钢架实现的支护技术，能够对于金矿所在地整个工作区域内的围岩结构实现临时性支撑，从而确保金矿矿区内围岩的结构、保持稳定性、杜绝伤害采矿人员。为了实现锚杆倾斜45°支撑围岩结构，工作人员应该确保矿道内围岩之间的结构稳定性，提前做好勘探工作，并且做好临时支护计划。

2.2 退后卧底法支护技术

复杂地质条件促进金矿勘探工作的进步，个性化的支护手段保证了金矿正常开采，不同的掘进支护技术具有不同的优势，比如：退后卧底法支护技术使用的是结构非常稳定的顶板，从而保障采矿人员的安全。顶板和底板之间存在2.5m 的绝对落差，这就需要所处地貌之间的落差近似于或者大于2.5m 的数值，掘进机在工作中应不断的后退，采用卧底的方式保证开采进程的顺利，确保断层底板和顶板的高度差大小值保持在一个相对稳定的态势之下，从而能够使得掘进支护过程更容易地保证巷道稳定性[3]。

2.3 直接破顶法

在矿井的长期发掘过程中，常常因为复杂地貌的变化以及开采过程中所形成的空洞，综合造成了具体的矿井断层，此时金矿开采掘进机设备对于顶层实行直接破除的方式，顶部留下围岩结构，利用保护网或绳索展开支护工作是比较快捷的一种支护方法。当前直接采用破顶法的矿井，往往是已经出现断层的危险性环境，在硬度5 级以下的岩石中可以采用这一方法，从而能够确保在不破坏顶层围岩结构的前提下，尽量杜绝因为直接破除所导致的坍塌事故。

3 复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用分析

3.1 完整的支护方案和计划

在金矿采矿掘进支护技术的类型中，需要考虑多种多样的因素，首先确定采矿掘进支护工作技术的类型，并针对整个开采的总量要求实现阶段性的计划。为了制定完善的掘进支护方案和计划，需要对于所有的掘进计划化性目标、机械设备状况、采矿掘进支护速度等有所了解，然后利用现场检测监测技术，根据金矿项目的实际地质情况，开展完整的支护方案和计划制定工作。如果当地金矿所处地质条件非常复杂，那么采矿掘进技术就应该采用退后卧底法，在矿道内实现边掘进边开采，对于每次掘进的阶段性时间和周期等都应该有完善的计划，并计算掘进机械设备的参数。

3.2 加强完善的矿区地质监测

地质环境将对于整个金矿开采掘进支护技术提出更高的要求，在地质监测方面，首先应该做好开采前的准备工作，其次衡量贯穿整个采矿掘进支护工作环境内的各个工作标准，加强地质监测在工作方案之前的初步准备力度，利用锚杆临时支护技术探究矿区的倾斜角度，进行勘探和监测。如果发现复杂地质情况在掘进的过程中发生了变化，那么要求立刻革新掘进工作方案。完善的金矿矿区地质监测技术，是妥善做好采矿掘进支护技术创新应用管理的基础，能够随时发现动态的变化，避免因为采矿掘进支护技术不完备所带来的消极影响，有关人员必须能够非常敏锐的确保现有地质情况的后续稳定性，专门的监察、检测人员将对于采矿掘进支护工作方案的可行性予以监督，展开规范化工作的论证，提高金矿采矿掘进支护工作的实效性。

3.3 做好金矿采矿掘进支护工作过程的控制及管理

采矿掘进支护技术的工作现场涉及到很多非常琐碎的工作内容，因此要提高现场工作人员的专业技术判断能力，也要提升其职业道德及修养，确保工作人员能够严格按照采矿计划开展掘进设备的维护、设置参数，并做好工作流程的整体梳理工作。在导入现场质量监督管理制度的同时，要求做好金矿采矿掘进支护，要求有监督资质的第三方专业人员对采矿工作的各种流程和参数指标予以监督及监控，为了提高掘进支护工作质量标准，一旦出现参数错误，可以要求工作人员返修或整改。金矿采矿掘进支护工作的控制权管理工作是做好采矿后期监督及验收的前提，在社会性质量监督管理机制的渗透过程中，金矿掘进支护技术的工作质量将不断提升，矿区掘进支护技术的数据越来越完善，为后续的采矿掘进支护工作提供了很好的实践依据。金矿采矿掘进施工人员和管理人员应加强培训、做好技术整改、完善管理宣讲，避免出现临时性问题[4-6]。

4 结论

综上所述，随着现代金矿采矿掘进支护工作的不断发展，采矿行业内对于采掘和支护的质量安全要求越来越高，这是因为掘进支护的质量不仅仅关乎社会的进步和发展，还关乎到金矿的开采效率。虽然复杂地质条件下的采矿掘进支护工作工期较长、投入成本较大、且工作量比较多、工程整体具有复杂性，但是只要在采矿人员和管理人员的重视背景之下，利用质量监督及监测人员的监理和报备，就能够在设计出最佳工作技术方案的前提之下，确保整个金矿采矿掘进支护工作的质量越来越高。在未来，有望更大程度的缩小掘进支护的成本，在实现资源合理配置的同时，提升金矿采矿的整体效率、优化采矿业的经济效益。