采矿工程中支护质量管理及其监测技术的运用

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矿山工程
采矿工程中支护质量管理及其监测技术的运用
于志钢，王 龙，孙韶男
摘要：金属矿业近几年来备受社会各界的重视，矿业项目是关系到国民经济和人民生命财产安全的重大课题。

因此，我国开采技术的研发和投资也越来越多，而作为一个矿业强国，其安全性和监控技术就显得尤为重要。

从采矿工程的设计到开采、岩体监测、金属矿山安全以及国家制定的一些政策、法规，这些都是开采工程的前期准备，这不是为了经济，而是为了安全。

关键词：采矿工程；支撑质量；监控技术；安全；措施
矿业工程，我国是一个传统的产业，自从改革开放以后，一直在努力的发展自己的产业，从生产到技术，从各个方面发展经济，让人民的生活水平得到了极大的提高，同时也让我国从一个农业大国，变成一个工业强国。

我国幅员辽阔，矿产资源十分丰富，金属矿、石油和一些稀有的金属储量居全球之首，因此，我国的开采工作量十分庞大，对我国的经济发展具有举足轻重的作用。

1 现代化采矿技术概况
采矿工程是在地壳中或表面上开采一些矿物，一般指的是对一些金属、非金属矿物和矿物的开采，而在宏观上则包括石油和一些能量气体的开采，简单来说就是将一些对人类有用的东西进行收集，然后运送到可以使用的地方。

矿业工程是以数学计算、物理力学、地质勘测、计算机科学为基础，在此基础上，对金属矿山的安全与监控进行了全面的研究。

由于矿产资源的稳定性，在开采期间，矿工们暂时不会出现人员的迁移，不过由于开采的环境和工作性质的原因，导致矿工们的数量逐渐减少，而随着国内的矿产资源被大量开采，一些矿藏也逐渐出现了枯竭的迹象，使得矿产的开采工作一直都是供不应求。

为了能够充分的利用和开发这些矿产，采矿者的技术条件也是非常的苛刻，不仅要保证矿藏的有效利用，还要保证矿脉的利用率，而且在开采时，采矿者必须遵守国家的环保政策。

采矿工程支护质量和监控技术在金属矿山开采过程中的应用，是因为在金属矿山开采过程中，对巷道进行开挖，破坏了原有的岩体平衡，使岩层间的相互作用力分布发生变化，从而使巷道的整体平衡不至于出现坍塌、岩爆、冒顶等意外。

金属矿山的支护有很多种，一般都是在七百米到一千五百米的范围内进行，在国外，这方面的研究比较早，可以应付大多数情况，国内随着新设备的不断完善，技术也越来越成熟。

支护质量监控技术是对支护质量的一个重要保障，有一套成形的监控模型和技术，可以让工作人员对巷道的基本状况有所了解，监测的主要目标是了解日常支护状况和顶板状况，是否有良好的支撑以及是否处于良好的位置。

优化支护质量监控技术、优化支护质量，确保施工安全，提高生产效益，并进一步保障施工人员的生命安全。

在进行隧道开挖时，要严格遵守国家有关部门的审批，如果没有相应的文件和设计，就无法进行施工，以确保支护的质量和监控技术是行之有效，如果出现坍塌、冒顶等情况，就必须立即停止施工。

在采矿之前，必须对支护质量、监控体系的运行情况进行严密的检查，对超高、超宽巷道进行加固、支护，对巷道交叉、断面变化等特殊情况下，采用长锚索进行加固。

综上所述，支护的质量和监控技术都要有强有力的管理措施和制度。

在当今社会，随着社会经济的发展，越来越多的新材料被开发和运用到各个领域，使得矿业的自动化、智能化已经成为必然的趋势。

在开采前，必须加强对矿井开挖的重视，建立安全、稳定的矿井在进行掘进时，要保证相关工人的生命安全，并采取先进的支护技术，增强矿井的稳定性和安全品质，保证矿井的安全和稳定。

在进行巷道开挖和支护时，必须以安全为基础，构筑安全、稳定的矿井，保证下一步开采工作的安全、高效。

金属矿山巷道支护中，由于金属矿山地质条件复杂，软岩土层较多，极易发生塌方，因此，相关工程人员必须加大对锚杆支护技术的运用，既要强化掘进，又要加强对巷道的支护，采取科学、合理的掘进支护技术，以保证矿井的安全。

2 采矿过程中应注意的几个问题
采空者在采用充填开采技术时，必须要结合金属矿山的地质构造，以及开采面的推进方向，并根据不同的条件选用不同的填料，通常采用单层、上层、下层、干式等。

同时，为确保矿井作业的工作质量，保障职工的生命和财产的安全，金属矿工人必须对矿石进行岩层加固，确保矿井
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自身不发生崩塌。

在进行矿井掘进时，必须依据金属矿山的地质情况和实际情况，制定出合理的掘进方案。

当岩层的厚度和硬度都比较高时，可以采取钻孔爆破的方式，在岩层上挖一个孔，在进行钻孔爆破时，要对施工场地周边的环境进行综合考虑，制定相应的施工方案，并严格按照施工方案进行，在洞眼里放炸药时，要根据周围岩层的承受力和所需的炸药数量来决定孔的大小和深度，并且要掌握好各个孔洞的间距，加强爆炸的威力。

在采矿工程中得到了广泛的应用，由于采矿队工作台面投入不能保证原矿石的卸仓，因此在采矿队工作时，必须充分考虑矿井倾角的大小，从而解决施工技术与结构上的问题。

3 采矿工艺技术在金属矿山建设中的具体运用
3.1 露天开采技术在金属矿生产中的应用
空场开采技术在金属矿山开采中的应用，主要体现在矿柱、矿房等方面，在开采过程中，要将矿体分为矿柱和矿房，并进行回采，在回采期间，技术人员要特别注意采用露天开采的方式。

在开采时，为了保证矿房的坚固，避免矿房坍塌，必须采用围岩和矿柱。

同时，为使矿房得到最大程度的利用，提高矿井的回采效果，必须采用填筑填料，并运用开采技术进行回采。

3.2 采矿过程中充填开采技术的应用
充填开采技术的应用有三个方面：第一种是在开采完毕后，为确保矿井的稳定，必须对采空区进行充填，保持采空区的安全，确保开采工作的正常进行。

第二种是采用填充剂填充支撑体，利用支撑体的稳定结构，以确保采空区的稳定。

采用充填开采技术可以保证矿工在开采过程中的安全、可靠的开采条件。

第三种是为了确保矿房的稳定，采用填充材料来确保矿房的结构稳定。

3.3 金属矿生产中深井开采技术的应用
由于我国持续的开采，大量的矿产资源被消耗殆尽，浅部的金属矿床也逐渐变得稀缺，而由于国内对矿藏的需求量越来越大，所以必须在深井中开采矿石。

深井采矿它的工作条件更为苛刻和复杂，对采矿工人的技术和装备要求也是一个巨大的挑战。

只有不断的研究和完善深井开采的装备，优化开采技术，才能确保深井的开采和超前支护的使用。

3.4 在金属矿山开采中的应用
为了提高金属矿山综合开采的效率，同时减少金属矿山生产过程中所造成的各类资源的浪费。

考虑到采矿结束后，还需要对矿井利用能量支撑技术，这样可以解决采矿过程中出现的问题。

如果在矿井中进行采矿的话，可以将那些被忽略的矿井给挖出来，这样可以缩短采矿的时间，但是也会带来更大的崩塌风险，除非是在巷子的位置达到了一定的标准，比如五米的距离，这样的话，就可以使用这样的方法来开采了。

另外，在采矿过程中，还可以利用支护技术，将相应的支架与支架相连，形成一个固定的支架，来支持整个采掘区域，提高采掘的稳定性，同时，支架的支撑宽度也会随之增大，支架之间的间隔也会变大，可以让相关的工人更好的搬运物资，减少搬运过程中可能出现的损坏，同时也会减少相应的工作量，提高采矿的工作效率。

3.5 机械化施工方法的集成
综合机械化施工方法包括许多工序，相当的复杂，因此必须重视掘进机的质量，而掘进机的好坏，将直接关系到整个采矿工程的进度和效率以及采矿工程的质量。

目前，随着科学技术的发展，国内挖掘机的研制也取得了长足的进展，目前的市场需求基本能够满足。

3.6 锚固与锚注技术
软岩体是一种常见的围岩类型，对于软岩体，通常采取锚杆和锚注技术。

锚杆支护由于其本身的优点，即强度高，可以通过增加应力来增加围岩的安全性、加固锚固、预防围岩变形等来实现对围岩的有效控制。

此外，锚杆支护还能节省投资，根据现场条件进行支护，在有条件的地区，不需要支护。

在支护形式上，既有主动支护，又有被动支护，必须按支护的安全次序来判定支护应采取何种支护措施。

锚注支护是采用注浆法进行施工，从而增加了软岩的支撑强度，增加了围岩的承载力，防止了水的侵袭。

3.7 井巷二次整修的应用
在开采过程中，由于重力等原因，会对巷道造成很大的破坏，严重的话会降低支架的承载力，产生变形、破坏，严重的话，还会造成巷道的挤压变形。

因此，在实际工程中，必须合理运用超前支护技术，提高施工安全，并进行合理的二次维修。

在这种条件下，应进行支护结构的加固处理，使用U29型可伸缩式支架进行处理，设置间隔为0.7m。

在这段时间里，我们需要对现实状况进行正确的分析和研究。

然后，在工程完工后，可以将支架的结构回收，根据二次维修工程的特点和现状，全面的研究和理解支架的结构，制定出一套完整的规划方案，提高整个工程的施工效果，将超前支护技术运用到最大。

4 采矿工艺技术发展方向
在金属矿开采过程中，要对采矿工艺和相应的装备进行改进，才能有效地预防金属矿生产中的危险事故，保障金属矿工人的生命安全。

为此，政府要加强对矿业的投
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资，建立相关的管理体系，严格控制开采中的违法行为，重点发展矿业技术。

随着矿业的发展，矿业将会朝着智能化、生态化的方向发展，这将会是一个新的时代，也是一个矿业的新时代，矿工们不需要亲自去矿场，只需要利用新型的技术，就可以对矿场进行全方位的监测和了解，而利用专业的采矿设备，就可以解决这些问题，从而保证采矿的可持续发展。

随着开采项目的不断扩大，安全隐患也越来越大，要想有效的保护矿工的安全，就必须采取相应的安全措施来防范开采项目中的安全隐患，目前开采项目中采用的是支护技术，可以提高采矿项目的整体安全性，而且还可以利用支护技术来减少开采的难度，提高开采的效率。

4.1 金属矿井巷支护技术在金属矿山建设中的应用
临时支护是指在掘进作业中，为了满足施工现场的临时性要求而进行的支护。

为了保证临时支护的质量确定常用的支撑材料。

不同的支撑材料具有不同的优点和缺点，必须保证合理使用的原材料。

例如，采用临时的木质支架，应该具有质量轻，安装方便，生产加工难度系数差等优点，但是防火安全特性和抗压强度特性差。

该支架具有很高的压缩强度，拆装方便，可多次重复利用，但是成本很高。

4.2 锚杆支护工艺研究
在采用锚杆技术进行隧道永久支护的过程中，为了保证工程质量，注意以下几点：一是要做好锚杆的抗压强度和抗弯承载力的计算和分析，以保证常用的锚杆性能达到设计要求。

二是根据相关的经验公式法则，结合巷道的类型和支护要求，确定最佳锚杆长度、锚杆间距等关键参数。

同时，适当提高衬垫厚度，提高衬垫的抗形变能力，以防止衬垫变形而导致安全事故。

三是在施工现场还可以采用动态监测技术来发现锚杆技术在使用中存在的问题，并及时采取有效的整改措施，以保证锚杆的质量。

4.3 预制件混凝土结构的支撑技术
预制钢筋混凝土支架支护具有良好的抗压强度，而且造价低廉、重量轻、变化范围小。

在巷道支护中，悬钩式前探梁较为常见，施工现场为保证质量。

一是确定最佳长度和布置间距，采用三个悬吊前探支架将其平行面布置在巷道内。

二是为了保证固定点质量，支撑点至少要超过2个，并在静止状态下采取结构加强措施，以确保锚固点的牢固。

4.4 支护工艺
混凝土支护技术是利用喷射混凝土制造混凝土支架，与锚杆支护结合使用，可以很好地提高支护的实际作用，在使用时要注意以下几个要点：①对混凝土喷水机械设备的有效布置。

喷淋机械设备布置是否科学，直接影响到支护工作的效率和质量，因此，要求施工单位做好充分的论述和分析，根据隧道的结构进行多方面的有效布局。

②严格按照施工程序进行施工，按照设计要求进行临时锚固，并在预应力混凝土上喷涂一层薄薄的水泥，在达到设计要求后进行锚杆的安装，以确保施工中出现的任何问题都能及时解决。

此外，为了保证实际的混凝土支护效果，选择了采用锚网喷淋的方式来增加钢丝网的抗压强度。

为了保证支座的维修效果，在掘进过程中，要严格监控螺母的质量和精度，通常情况下，要将普通螺母更换为特殊的螺母，以增加整体的承载力。

为了避免因垫板变形而造成工程安全事故，在特定的施工现场，应加强锚杆衬板的抗变形性能，以达到特定承载范围以上，高巷的特定安全系数。

在金属矿井巷掘进锚杆支撑点维修技术中，采用动态检测技术，通过实时监控发现锚杆技术在实际应用中遇到的难点和薄弱环节，依据当前的技术手段，阶段性地进行准确定位，实现支撑点抗压强度提高和建筑施工的安全系数。

5 结语
总之，随着我国的经济实力越来越强，金属矿产资源在国家中的地位也越来越重要，为了确保矿产资源的开发和利用，必须要确保采矿技术的应用与创新。

矿业工程是一项关乎国计民生的重大项目，是国民经济和社会发展的主要力量，同时也是人们生活质量的保障。

随着矿业工程的不断发展，不仅要注重经济效益的最大化，而且要把投入与产出比率降到最低，真正理解“安全”的内涵，才能确保金属矿山项目安全、平稳地进行下去。

监控技术是一种提升金属矿安全生产的重要手段，也是一种预防和预防的手段，通过监控可以更好的掌握金属矿山的情况，从而对金属矿的安全产生更大的影响。

要想使金属矿的安全得到最大保障，就要加强对金属矿的支护质量和检测技术的研究，不断的改进，才能让我国的矿业工程有一个崭新的发展。

由于采用了现代技术，使我国的采矿技术得以推广和应用，从而确保了经济、环境和社会三者的协调，从而使金属矿山生产得以正常进行。

（作者单位：山金设计咨询有限公司）
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