金属矿山掘进巷道基本支护方案的设计实践

金属矿山掘进巷道基本支护方案的设计实践
摘要：为解决金属矿山掘进巷道基本支护方案支护后轴力低的问题，此次进行
了金属矿山掘进巷道基本支护方案的设计实践。

通过设计一次支护结构，计算巷
道基本支护结构参数，通过设置左旋筋螺纹钢锚杆作为二次支护临时支撑，使金
属矿山掘进巷道两侧的钢架单元与临时支撑形成三角体系，完成金属矿山掘进巷
道基本支护方案的设计。

构建实践分析，结果表明，设计方案测得的支护轴力明
显高于对照组，能够解决传统支护方案支护后稳定度低的问题。

关键词：金属矿山;掘进巷道;支护方案;
金属矿山掘进巷道的支护本身具有很高的难度系数，因此，为提高金属矿山掘进的安全性，设计金属矿山掘进巷道基本支护方案是极具现实意义的。

支护方案其本质上就是对金属
矿山掘进巷道起到支撑与保护作用，是保障金属矿山掘进巷道安全的重要途径。

在金属矿山中，考虑到金属矿山掘进巷道支护难度系数高的特点，传统基本支护方案主要为混凝土支撑，但传统的支护方案在实际应用中，无法取得预期的效果，支护后的稳定度低[1]。

金属矿山掘
进巷道基本支护过程中需要注意要点包括：支护前应认真、仔细阅读金属矿山掘进巷道施工
图设计说明，着重关注其中的注意事项内容，及其他图纸中的文字注明。

如有对图纸中文字
说明有疑问的，及时与相关设计负责人联系。

在此基础上，本文提出金属矿山掘进巷道基本
支护方案的设计，并通过构建实践分析的方式，致力于从根本上提高金属矿山掘进巷道基本
支护稳定度，进而为金属矿山掘进巷道基本支护方案的优化设计提供理论支持。

1金属矿山掘进巷道基本支护方案
1.1设计一次支护结构
在金属矿山掘进巷道支护过程中，通过设计一次支护结构，制定金属矿山掘进巷道基本
支护方案。

本文设计的一次支护结构包括两个细部控制目标，分别为：金属矿山掘进条件以
及巷道基本支护条件[2]。

金属矿山掘进条件中包括：挖掘机型号、掘进速度以及金属矿山岩
土土质条件；巷道基本条件中包括：巷道尺寸参数以及巷道岩性等。

基于金属矿山掘进巷道
支护难度大的特点，一般采用联合支护的方案，将联合支护方案分为三级内容进行，分别为：选择与金属矿山掘进巷道施工图纸匹配度最高的支护类型作为一级支护内容，在原有金属矿
山掘进巷道主体结构侧墙的基础上设置钢筋混凝土挡板，且随掘进过程现浇。

在支护方案中，重点细部包括：将桩钢筋笼内预埋与挡板连接筋。

二级支护内容要考虑到金属矿山掘进巷道
支护结构的防渗水性能，并且在金属矿山掘进巷道支护结构材料的选择方面必须符合环保要
求[3]。

三级支护内容为尽可能的节约金属矿山掘进巷道基本支护方案的经济造价，最大限度
上保证一次支护结构设计的科学性。

1.2计算巷道基本支护结构参数
在设计一次支护结构后，计算巷道基本支护结构参数。

结合库伦土压力理论，设金属矿
山掘进巷道支护挡墙的内力为，则有公式（1）。

图1二次支护临时支撑示意图
通过图1可知，设置I20型钢临时支撑确保在金属矿山掘进巷道施工结束前，能够保证
施工的安全性。

本文设计标准左旋筋螺纹钢锚杆支撑各项设计参数，如表1所示。

表1标准左旋筋螺纹钢锚杆支撑各项设计参数
结合表1所示，通过左旋筋螺纹钢锚杆临时支撑，使金属矿山掘进巷道两侧的钢架单元
与临时支撑形成稳定的三角支撑体系[6]。

在完成临时支撑设置后，焊接钢管。

利用基础板钢
筋（两根，直径不小于25mm）焊接成接地网；采用I20型钢筋分别与上下两层地梁主筋进
行跨接，跨接长度为其直径的6倍以上，形成完整的钢筋网（注：100mm），保证密封性；
工作管及护壁管的选择及安装必须满足质量要求。

2实践分析
2.1实验准备
本文实例分析选用对象为A金属矿山掘进巷道，名称为548742输运巷，掘进尺寸长度
为4258米；宽度为6.0米；高度为3.5米。

金属矿山掘进巷道土层物理学参数，如表2所示。

表2金属矿山掘进巷道土层物理学参数
根据表3可知，设计方案测得的支护轴力明显高于对照组，表明设计的支护方案在支护
稳定度方面相比传统支护方案具有明显的优势。

综上所述，设计的金属矿山掘进巷道基本支
护方案的支护稳定度更高，有理由直接投入现实应用。

3结束语
通过金属矿山掘进巷道基本支护方案的设计实践，希望能够在确保金属矿山掘进巷道基
本支护安全的同时，提高金属矿山掘进巷道基本支护的稳定性。

在后期的发展中，应加大本
文设计支护方案在金属矿山掘进巷道基本支护中的应用。

但本文存在唯一不足在于没有对金
属矿山掘进巷道基本支护效率方面进行过多研究，在日后研究中可以进行深入探讨，为金属
矿山掘进巷道基本支护方案设计的进一步优化提供参考依据。

通过实践结果表明，本文设计
的支护方案在保证巷道基本支护稳定性方面中的具体优势已经显现出来，有必在现实中广泛
投入使用。

参考文献
[1]田卫东. 掘进工作面覆岩移动规律及支护技术[J]. 煤,2019,28(09):61-62.
[2]王俊杰. 残采垮落区掘进工作面注浆加固与支护技术[J]. 煤矿安全,2019,50(10):158-162.
[3]仲建平,冯友良,何杰. 掘采叠加扰动下综放沿空巷道围岩高预应力强力支护技术研究[J]. 煤炭工程,2019,51(12):66-71.
[4]续庆盛. 山西地区典型煤矿某煤层掘进巷道基本支护方案的设计实践[J]. 矿业装
备,2020(05):60-61.
[5]刘建勋. 煤矿掘进巷道支护安全检查及预防[J]. 矿业装备,2020(05):106-107.
[6]张海斌. 沿空掘进巷道支护技术应用探析[J]. 石化技术,2020,27(09):280-281.。