王 強(qiáng)

超前支護(hù)主要是指在松軟或破碎帶巖體中超前于掘進(jìn)工作面而進(jìn)行的支護(hù)。該方法廣泛用于公路鐵路、水利水電等隧道開挖工程，其主要目的是為了保證巷道開挖工作面的穩(wěn)定和安全。超前支護(hù)的方法主要有以下幾種形式：一是采用長3m～5m采礦的超前錨桿（鋼管），錨固工作面前上方巖體；二是采用超前管棚，即采用鋼支架并結(jié)合較長的鋼管、鋼軌等錨固工作面前上方的巖體，錨固件長度一般大于采礦5m；三是采用注漿錨桿超前注漿的方式，向工作面前上方注入水泥漿等起膠結(jié)作用的漿液，膠結(jié)硬化破碎巖體，起到加固作用。

經(jīng)過利用超前性的鉆孔方式，在坍落礦井巷道挖掘、電耙道二次恢復(fù)、殘礦回采等礦山建設(shè)中的實(shí)際運(yùn)用，系統(tǒng)分析并總結(jié)了該施工方式的主要施工工藝順序及其支護(hù)施工技術(shù)參數(shù)，包括會理鋅礦安全處理等三十幾萬噸以上殘礦的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)，證明了掌握并靈活運(yùn)用這種建筑施工技術(shù)，對礦井安全可靠生產(chǎn)和增加效益有著至關(guān)重要的影響與重要性。會理鋅礦由于礦巖節(jié)理裂隙極其發(fā)育、礦巖破碎等特點(diǎn)，特別是進(jìn)入深部采礦以后，巷道支護(hù)難度逐漸加大。巷道掘進(jìn)過程中往往因?yàn)橄锏赖目逅坏貌恢匦吕@道掘進(jìn)，特別是電耙道在放礦過程中經(jīng)常破壞，造成采場出礦困難，電耙道的二次修復(fù)工程量大大增加。在解決這些工程問題上面，超前支護(hù)發(fā)揮了重要作用，此外，礦山在破碎帶礦體、垮塌區(qū)殘礦的回采等方面也廣泛應(yīng)用超前支護(hù)技術(shù)，回收了大量的礦石，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 超前支護(hù)的特性及其內(nèi)容

在目前采礦工程中，分為許多的種類，根據(jù)不同種類的采礦工程特點(diǎn)，可采取超前支護(hù)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對超前性的全面的安全保護(hù)。在通常情況下，針對一些易碎性的松軟型的巖體強(qiáng)度工程，都是采用超前支護(hù)技術(shù)。在某些隧洞開挖施工中也常使用這一類支護(hù)技術(shù)。而經(jīng)過對許多工程的測試分析，超前支護(hù)技術(shù)能夠更有效的加強(qiáng)對巷道的保護(hù)，這就在一定程度上保證了巷道施工的安全穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)有高級支持設(shè)備時，則采取了最重要的工作條件以保證工作表面的穩(wěn)定性，同時還可以減少一些可能的施工危險(xiǎn)。但總的來說，由于礦山環(huán)境的特點(diǎn)有著相當(dāng)較大的嚴(yán)重性，其中包括環(huán)境可變性。如果要實(shí)現(xiàn)它和正在建造中的礦山安全融合，則需要設(shè)有專門的支持措施。從目前的實(shí)際狀況考慮，許多采礦企業(yè)都正在努力引入挖掘機(jī)或者其他類似的采礦設(shè)備，并由此進(jìn)一步拓寬了現(xiàn)有支持的適用范圍。而為了先進(jìn)支持的使用，在設(shè)定引線支持時可選用單柱方式，支架也能夠自行調(diào)節(jié)高度，以適應(yīng)當(dāng)前的現(xiàn)代化礦山施工技術(shù)。

步入新時期以后，礦山項(xiàng)目更適合于領(lǐng)先的技術(shù)支持，可以保證整個生產(chǎn)過程的安全有效，而且還可以減少高開采難度。從企業(yè)自身的利益視角出發(fā)，企業(yè)也能夠運(yùn)用現(xiàn)行的保障舉措來提升生產(chǎn)效益。在實(shí)際上，雖然現(xiàn)代化的技術(shù)支持涉及多層次的安全問題，但同時又體現(xiàn)了極大的流動性。因此身為礦工，就應(yīng)該密切關(guān)注所涉及的各種安全隱患，并緊密結(jié)合在特殊類別的礦山項(xiàng)目，選用最現(xiàn)代化的技術(shù)支持管理模式。在關(guān)注安全細(xì)節(jié)的前提條件下，也應(yīng)該通過各種方法維護(hù)礦山現(xiàn)場的安全性，從而減少了一些生命安全危險(xiǎn)。

2 采礦工藝在實(shí)際使用中主要應(yīng)該注意的問題

由上面的說明中可知道，開采工藝有很多種類型，但不管采用哪一類，在建筑施工過程中均應(yīng)予以重視。首先，在使用空場開采過程的步驟中，可能會發(fā)生采空區(qū)面積問題。此時，施工者必須加以積極解決，并加強(qiáng)礦山資源和圍巖性質(zhì)，以減少其他不必要的重大安全事故。然后，在使用礦產(chǎn)開采的步驟中，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)礦點(diǎn)設(shè)計(jì)，選擇合適的開采工序；在使用充填開采過程時，對各個階段的充填方式應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)運(yùn)行程序和結(jié)構(gòu)。以確保工藝技術(shù)有效措施限制了各種重大安全事故的產(chǎn)生；在使用浸出采礦過程時，因?yàn)榻龅奈恢煤头绞接兴煌?，在施工過程有必要選擇合適的方式，對淋失的部位和方式進(jìn)行適當(dāng)選擇。不管選擇什么礦山工藝，施工流程都面臨相應(yīng)的危險(xiǎn)性，所以采用圍巖加固技術(shù)十分關(guān)鍵。在施工過程，應(yīng)該盡量選擇綠色先進(jìn)的礦山工藝技術(shù)，貫徹環(huán)境保護(hù)理念，降低資源耗費(fèi)。同時，對礦山流程進(jìn)行研究，在基礎(chǔ)上提高礦山工藝技術(shù)。

3 超前支護(hù)在采礦工程中的應(yīng)用

3.1 超前支護(hù)技術(shù)在石門采礦中的應(yīng)用分析

目前，采礦工程的石門采礦工作正面臨著許多問題，其中以落頂問題最為嚴(yán)峻，在此，超前支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用有效防止了落頂問題的出現(xiàn)，在處理石門采礦的落頂問題上起到了重要的作用。下面為超前支護(hù)技術(shù)的具體運(yùn)用分析：①在巷道中見礦石前要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砉ぷ?，在距離見礦石的地方2m處打眼，并規(guī)定孔眼間的距離距控在300mm以內(nèi)，孔眼深控在一點(diǎn)8m以內(nèi)，同時施工人員對孔眼間的距離與深淺都要嚴(yán)密把握；②需要將孔眼部位均勻分布于巷道周邊，同時在一個孔眼插一條管道，因?yàn)楣艿乐睆娇烧{(diào)整，因此工作人員要針對不同的礦井巷道的具體狀況采用各種長短、管徑和厚度的管道。再次實(shí)施提前護(hù)頂預(yù)防措施，在實(shí)施炮擊采礦之前必須要嚴(yán)密把控提前護(hù)頂保障措施，限制炮眼深入小于支護(hù)眼深入，同時要嚴(yán)密把控鋼材品質(zhì)和管材強(qiáng)度，合理調(diào)節(jié)管材間隙，另外，在每個炮擊前都要仔細(xì)核對鋼材狀況，排除問題鋼材并及時替換正常鋼材，核對管材間隙，并針對不合理間隙的鋼材集中分類并進(jìn)行處理或相應(yīng)調(diào)節(jié)鋼管間距。

3.2 電耙道修復(fù)

礦山作業(yè)中一般以子列折疊的型式應(yīng)用。在礦山的設(shè)計(jì)中，必須按照大腦的工作頻率，礦山的主要應(yīng)用設(shè)施都是電力的。不過，在實(shí)際工作中，由于采動動載荷的干擾以及二次爆破影響處理，對于礦山作業(yè)，破壞支柱的現(xiàn)象，或者電力斜坡的坍塌都會形成較大的危害，從而妨礙了礦山的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。因此針對于電力斜坡的重復(fù)回料，就需要采用較先進(jìn)的支撐技術(shù)將鋼支撐結(jié)構(gòu)（梯形）設(shè)置于電力斜坡的下降部位。I形和字形鋼是支撐的主體材質(zhì)，而工字梁為支撐的主梁，并將電力斜坡和支撐結(jié)構(gòu)緊緊相連，給工作環(huán)境創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，電氣設(shè)備的合理運(yùn)用。還必須進(jìn)行加工適用于上述支架結(jié)構(gòu)的工字柱材料，將頂部做成尖頭形，并依據(jù)主橋的中心部位決定用螺栓聯(lián)接推進(jìn)中心部位的支架，再利用設(shè)備將錨索固定于礦井巖體中，并確定傾角，兩個錨索依次前進(jìn)相應(yīng)距離，腳手架的搭設(shè)建成可以支持落下的巖體強(qiáng)度。電氣巷道修復(fù)施工的重點(diǎn)是合理把握固定螺栓的分布，合理固定在巷道的側(cè)面上，增加工作面的承載能力，并合理確定巷道中的焊渣數(shù)量，以保證巷道的穩(wěn)固性腳手架。

3.3 礦業(yè)回采中超前保護(hù)方式的設(shè)計(jì)應(yīng)用

在礦產(chǎn)開采過程中，利用超前保護(hù)工藝技術(shù)能夠使礦產(chǎn)資源的回采程度和效益明顯地提高，同時也可以實(shí)現(xiàn)對其實(shí)行二次開發(fā)，特別是當(dāng)在原有道路上對礦產(chǎn)資源加以開發(fā)時，更必須對超前保護(hù)工藝技術(shù)予以關(guān)注。盡管采礦對人類的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全造成了一些危險(xiǎn)，不過在科學(xué)技術(shù)發(fā)展越來越精湛的今天，要想提高回采的安全性可以使用超前保護(hù)的技術(shù)手段來管理和減少危險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)時，既能確保線路距離存在5m，又同時能確保有1m～1.5m的距離，確保放頂回采。當(dāng)對與廢舊礦場間的連結(jié)柱實(shí)施回采時會具有一些難度，不過和原路徑比較，仍然有一些優(yōu)點(diǎn)，如花費(fèi)的費(fèi)用將會減少，以及穩(wěn)定性也可以很大程度地改善，這也是經(jīng)常使用的方式。當(dāng)對回采面實(shí)施超前保護(hù)時，應(yīng)依據(jù)情況選用適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方法，目前通常采取是以二架飛機(jī)構(gòu)成一隊(duì)的使用方法，兩架間通常由防滑的千斤頂構(gòu)成或相連。而且為確保施工的安全性和防止危險(xiǎn)物墜落，必須進(jìn)行頂板封堵作業(yè)。為保證建筑空隙比較大，以增加礦產(chǎn)的利用效果，在基礎(chǔ)支架的二端和側(cè)面，可利用千斤頂進(jìn)行支護(hù)。此外，支撐寬度宜在3.5m以下，長度則盡可能超過3.5m。支架中間留出了足夠?qū)挾鹊牡缆?，便于搬運(yùn)和行走。在進(jìn)行支架支護(hù)的過程中，單一人就能夠進(jìn)行整個支護(hù)作業(yè)，比較簡單方便，從而可以減少勞動力成本和減少工作難度。

3.4 超前支護(hù)在巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用

隨著采礦地點(diǎn)的移動礦產(chǎn)挖掘的難度也在提高，相應(yīng)增大的就是保護(hù)難度。目前由于很多礦產(chǎn)公司忽略了對巷道的防護(hù)與改進(jìn)等工作，導(dǎo)致在施工建設(shè)過程中發(fā)生了一些重大的塌陷問題，想要有效防止這些問題的出現(xiàn)就必須提高掘進(jìn)技能。而巷道如果塌陷了就無法繼續(xù)使用，而且一旦再次施工就會嚴(yán)重影響整體工程進(jìn)度，并帶來了巨大的損失，所以這時就應(yīng)該使用超前支護(hù)技術(shù)。為全面提高巷道挖掘建筑施工技術(shù)水平，提高機(jī)械化管理水平十分需要。需要針對工程具體情況選用合適的建筑施工機(jī)械設(shè)備，在條件許可的情況下才能安裝機(jī)載臨時支護(hù)設(shè)備，從而保證了工程的安全性，提高施工單位的生產(chǎn)效益。而機(jī)載臨時支護(hù)設(shè)備的原理則是將二位三通控制閥和保護(hù)油道相連接，供油位置即為綜掘機(jī)原站。在具體的工地實(shí)際中，常常要求封閉綜掘機(jī)油道，同時開啟頂架和側(cè)架，頂架柱體上安裝的是支撐鋼帶和鋼筋網(wǎng)，而液壓流體在通過操作閥的處理后就會進(jìn)入雙向鎖中，并通過對雙向鎖的管理進(jìn)行加油量的管理。進(jìn)行以上施工時后主架與頂梁架會同步打開，并上升至所要部位之后便停止與前主架定位一致，當(dāng)鋼帶在巷道的頂板部位時便可完成打眼與錨索架設(shè)的工作。進(jìn)行全部建筑施工之后，首先要把主架子降低到地面最低點(diǎn)的地方，在梳理好主架子與頂梁架的定位關(guān)聯(lián)后，將頂梁架重新安裝到綜掘機(jī)上，并封閉整個機(jī)器方便于下一施工使用。這項(xiàng)技術(shù)要求相對較高，一般機(jī)械人只有在無故障工作3000h以上時方可使用這項(xiàng)技術(shù)，同時對巷道長度也有較高的規(guī)定，一般適用于在2.3m～4.2m的巷道進(jìn)行施工。

3.5 超前支護(hù)技術(shù)給采礦工程人員提供的效益

目前，在礦山工程建設(shè)中超前性的保護(hù)方法已經(jīng)被應(yīng)用，礦山施工安全性和有效性比較過去已經(jīng)明顯提高，施工進(jìn)展比較方便順利，大大提高了公司的經(jīng)營效益。和其他施工方式一樣，由于礦山工程建設(shè)在地下進(jìn)行，安全和穩(wěn)定性很低，各大礦山公司都將施工安全視為重要工作之一。把超前支護(hù)應(yīng)用于采礦工程中，既增加了安全系數(shù)，又提高了工人施工的信心，從而改善了人們對采掘者這一危險(xiǎn)職位的評價，也有助于礦業(yè)公司的長期發(fā)展。所以把超前支護(hù)技術(shù)推廣到采礦工程中，是為企業(yè)增加效益的合理方式。

4 超前支護(hù)裝置的改進(jìn)思路

4.1 應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)

伴隨著社會進(jìn)步和新技術(shù)發(fā)展，在現(xiàn)階段，采礦工程人員為了進(jìn)行更為有效的工作，就必須主動利用各類新科學(xué)技術(shù)，并緊隨時代的發(fā)展腳步，積極研究并創(chuàng)新具有突破性和創(chuàng)新能力的技術(shù)應(yīng)用方案，以確保采礦工程巷道掘進(jìn)的成功進(jìn)行。因此，公司能夠采用安裝通風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)的方法進(jìn)行對巷道實(shí)際通風(fēng)狀況的智能管控，以降低人員的壓力，以降低安全風(fēng)險(xiǎn)，以便更高效的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并可以及時進(jìn)行自動告警，在第一時間告知施工人員，以確保采礦工程安全性，并推動掘進(jìn)施工的有效進(jìn)行。

4.2 提升超前支護(hù)的防護(hù)范圍

提出的機(jī)械設(shè)備超前支撐裝備，包含了一個鉸合在液壓天篷前部的二個臨時性支撐頂部，在臨時性支撐頂部上表層和液壓天篷上表層相連，在臨時性支撐頂部下表層和液壓天篷下表層聯(lián)接著液壓螺旋千斤頂，在臨時性支撐頂部下表層垂直方向固定有一端方孔槽鋼板，在槽鋼板內(nèi)嵌套垂直度方向的圓鋼，在圓鋼支撐上布設(shè)有多對吊鉤，并在吊鉤上安裝木塊。利用這種構(gòu)造組成了在復(fù)雜條件下都可以采用的掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備超前支撐裝備，在長期支撐頂部和液壓天篷下表層都設(shè)置有吊耳，而液壓螺旋千斤頂二端都可鉸合在吊耳上，并由定位銷鎖住。在挖掘設(shè)備中原來的超前于長期保護(hù)設(shè)施基礎(chǔ)上增設(shè)了臨時支護(hù)頂部，從而增大了臨時支護(hù)建筑面積，通過銜接于臨時支護(hù)頂部下的由圓鋼支架和木料構(gòu)成的迎頭支撐安裝，保證了壁梁的長期保護(hù)。同時利用螺旋千斤頂?shù)氖辗磐瓿闪伺R時性保護(hù)作業(yè)，增大了臨時性的保護(hù)建筑面積，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，通過嵌套聯(lián)接方式既可避免護(hù)木旋轉(zhuǎn)，又便于安放和拆除。

4.3 優(yōu)化機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)前中國礦產(chǎn)開采工作中重點(diǎn)運(yùn)用的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它可以使相關(guān)機(jī)械人在相關(guān)環(huán)境下進(jìn)行智能化工作，不但可以大大提高采礦機(jī)械工作的高效品質(zhì)，還可以減少人工施工的頻次，在減少人工勞動成本的同時增加機(jī)械施工的穩(wěn)定性。做好挖掘機(jī)械設(shè)備工作狀況的監(jiān)測，能夠?qū)C(jī)械一體化使用狀況進(jìn)行即時監(jiān)測，確保相關(guān)機(jī)械設(shè)備保持有效工作狀態(tài)，提升挖掘和保護(hù)施工的效率和工程質(zhì)量管理水平。

4.4 選擇合適的巷道掘進(jìn)和支護(hù)方式

首先，從最初的設(shè)計(jì)工作開始就需要盡量避免比較復(fù)雜的情況，因?yàn)檫@樣實(shí)施的時候也就比較簡單，從而節(jié)約了大量人力和支護(hù)設(shè)備的成本。而現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)比較發(fā)達(dá)，所以可以采用數(shù)據(jù)模型的方法先加以建模，因?yàn)檫@樣就可以提高穩(wěn)定性。對于能夠使巷道掘進(jìn)的工作順利進(jìn)行，而使用的機(jī)械設(shè)備也必須要考慮，并且必須結(jié)合實(shí)際的具體情況來加以選用。而目前中國國內(nèi)設(shè)計(jì)出來的機(jī)械設(shè)備，已經(jīng)可以做到在挖掘的同時完成支護(hù)的任務(wù)。

5 結(jié)語

我國有著大量的礦產(chǎn)資源，要確保礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的良好健康發(fā)展，就一定要提高礦井地底施工的整體安全系數(shù)，并提高礦井地底施工的整體品質(zhì)，唯有如此方可有效保障礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展，并保障廣大人民的生存和財(cái)物平安。本文通過分析總結(jié)超前支護(hù)方式在礦山開拓、采準(zhǔn)坑道支護(hù)，以及在電耙道二次修復(fù)，殘留礦體回采中的幾種工程應(yīng)用，指出這種支護(hù)方法有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以有效解決礦山的支護(hù)與生產(chǎn)問題，掌握和靈活運(yùn)用這種支護(hù)方法對采礦工程具有重要的作用和意義。礦山地面建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理是系統(tǒng)化的管理，觸及面廣，工序復(fù)雜，因此需要針對當(dāng)前市場狀況和施工企業(yè)的實(shí)際情況制定并健全地面建筑工程質(zhì)量管理制度，對建筑施工的整個過程實(shí)行嚴(yán)格規(guī)范，以確保工程質(zhì)量。