时间：2023-03-21 17:14:00
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超前支护技术是为提高采矿工作面的稳定性，而采取的辅助措施，主要应用于稳定工作面，保证能够施工顺利，现在已经被广泛应用于公路修建、水利水电及铁路修建等隧道工程中。超前支护技术在采矿施工中也起到了积极的作用，保障了采矿施工的安全。煤矿开采具有一定的特殊性，为保证生产安全及开采效率，需要针对矿产生产特点，将超前支护技术应用到其中，争取可以不断提高生产综合效益。在煤矿生产中掘进超前支护大多数采用前探梁或综掘机机载前探梁施工，而回采超前支护一般会采用单体柱或超前支架等方式，其中超前支架在应用上具有很大的优点，支架移动比较方便，可以完成支护角度的自动调节，并且与架棚支护相比，减少了搬运单体支柱、升柱及刚铰接顶梁等工作，操作起来更方便，起到的效果也比较好。
2石门揭煤中超前支护应用
石门揭煤中过煤层段掉顶是煤矿开采中经常遇到的问题，并且在解决上存在一定的难度。石门揭煤情况的发生会影响到顶板的安全管理，并且会减慢巷道的施工进度，管理工作稍有不当就会引发煤灰与瓦斯之间的异常事故。针对此类情况，可选择用超前支护的方法进行处理。山东开源煤矿企业在巷道施工过程中揭煤层时，巷道在初步见到煤层的情况下出现掉顶，整个过煤段低掉顶情况比较严重，掉顶高度大约在3m～4m，利用正常的架棚前探梁已经不能有效控制超前掉顶。发生煤超前掉落后，再进行多次放炮后涌出大量瓦斯，影响整个过煤层巷道的正常掘进。为保证巷道的正常掘进施工，对顶板采取了一定的管理措施，但是并没有完全解决超前掉顶的问题。针对此种情况，可以选择用超前支护方式进行处理，即在巷道见煤前2m左右，迎头顶部超前打眼，将眼孔之见的间距控制在300mm左右，眼孔深度控制在1.8m左右，将其均匀设置在巷道周围轮廓中。在眼孔打好后，在每个眼孔内穿插入1根钢管，然后以超前护顶。处理措施需要在每次炮击前开展一次，并且要将炮眼深度控制在支护眼深度以下，以免炮击处理后造成钢管脱落。在选择超前支护的方式对石门揭煤进行处理时，常见的问题有钢管间距过大、钢管强度不足及炮眼深度控制不当等，进行施工时必须要做好这几个方面问题的管理，并结合巷道掘进实际施工情况，对施工工艺进行创新，适当调整钢管间距，合理选择钢管材料，一般可以选择用长3m、Φ36mm的钢管，而将炮眼深度控制在1.6m左右，以此来提高处理的效果。
3巷道掘进超前支护技术应用
3.1巷道掘进施工所存问题
在采矿施工过程中，受矿产开采位置影响，开采地点上方土壤承重不断增加，随着矿产开采程度的加深，巷道支护难度也在不断增加。就很多采矿工程施工现状来看，部分巷道因为预防与改进工作不到位，最终出现坍塌，为正常进行采矿施工，必须要重新进行巷道的掘进。巷道坍塌以后不可以继续使用，而新巷道的开挖耽误了施工工期，造成资金与劳动力的浪费，严重的甚至还会威胁到采矿工人的生命安全。
3.2超前支护技术应用分析
为提高煤矿综掘巷道掘进效率，需要提高综掘机械化程度，实现快速、安全的掘进工艺。在施工时可以选择用悬臂式纵轴掘进机，并配置机载临时支护装置，利用机载临时支护装置完成空顶区安全、可靠及快速的支护工艺，不断提高掘进施工的安全性，并且可以在很大程度上提高生产效率。机载临时支护装置在工作时，通过综掘机原站来供油，将两位三通操作阀连通打开并连接到支护油路，将综掘机油路关闭，展开顶架及侧架伸出展开，将支护钢带及钢网安放在顶梁架上，将支护主架与顶梁架液压控制手柄向前推动，液压油经过溢流阀倒进入操作阀，然后经过分流集流阀分流进入到双向锁，然后双向锁打开后进入油缸。主架与顶梁架将会平稳打开，达到所需位置后上升主架，在主架上升到巷道顶板，把钢带与钢网紧压在巷道顶板上，就可以在支护结构下进行打眼与锚杆安装施工。最后在锚与网作业完成后，将主架下降到最低位置，折合主架与顶梁架，并将顶梁架合拢到伏于综掘机上，将两位三通阀手柄推向油路，关闭支护油路，停止支护控制阀，综掘机进行下一工作循环。此种施工技术的应用，要求在平均无故障工作时间应在3000h以上，并且主要适用于宽度在2.3m～4.2m以上的巷道。
4矿产回采中超前支护技术应用
4.1矿产回采中所存问题
在矿产回采施工中，大部分已经开采过的地区受到了不同程度的爆炸与人力踩踏影响，矿区岩石更容易出现坍塌与破碎等情况，在此情况下进行采矿施工具有更大的难度，如果采用第一次开采所用采矿方式已经不能满足施工安全与效益等方面要求。通过对矿区所含能源的分析，确定已采矿区中还含有很多未采矿产，对于社会经济发展来说具有重要意义。因此，应采取有效的开采技术，在保证开采施工安全的基础上，对已经开采过的矿区进行回采，获取被遗留的高质量矿石，增加采矿企业的经济效益。
4.2超前支护技术应用分析
a)沿着采矿结束时的漏斗之间进行不间断掘进，以此种方式来实现矿产的回采，即按照原有路径进行回采，可以增加找到矿石的几率。但是从施工安全性来说，此种回采方式存在安全威胁比较大，因为已经开采过的部分，承重能力降低，更容易出现坍塌事故，为保证回采安全必须要采取超前支护技术进行管理。此种回采施工时为保证安全，应保证进路间距在5m左右，在所有进路达到设计要求后，以间距为1m～1.5m进行放顶回采；b)沿着2个废弃矿场之间的连接柱进行回采施工，与按照原路回采施工相比，经济性比较低，但是安全性更高，是比较常用的一种回采方式。在对回采工作面进行超前支护处理时，可以选择用超前支架方式，支架应用方式为左右2架成1组使用，2架之间顶梁与底座由防盗防滑千斤顶连接，每架由前后2节组成，并且前节顶梁后部与后节伸缩梁相连，前节底座后部与后节底座前部通过移驾千斤顶及连接头连接，前后节互为依托，迈步前移达到移驾的效果。此种处理方式，支护强度及稳定性都比较大，并且在上支架两侧还有侧撑千斤顶，可以将顶板完全封闭起来，提高了支护下施工的安全性。并且支架支撑空间大，最大支撑高度可达3.5m左右，支撑宽度可以达到3.05m，再加上底座支架比较小，支架两侧及中间具有较大的通道，更有利于行人与运输。另外，在对该支架进行操作时，单人即可完成，操作更为简单方便，降低工作强度。
5超前支护技术在采矿中应用经济效益
超前支护技术现在已经被广泛地应用到采矿工程中，提高了采矿施工的安全性与稳定性，对保证工程项目顺利施工具有重要意义，同时也为企业获得更多经济效益。采矿工程与其它工程施工相比，具有更强的特殊性与危险性，对各方面要求比较高，必须要进一步做好对安全防护技术及管理工作的研究。因为采矿施工所具有的特点，施工人员流动性大，通过超前支护技术的应用，可以通过实际的技术措施来提高施工的安全性，并且增强了工作人员与管理人员的信心，对促进企业的进一步发展具有重要意义。
6结语
1.1煤矿开采过程的巷道掘进中存在的问题在矿石的开采过程中，由于逐渐深入的开采位置，上方的泥土也开始承受更多的重量，巷道的支护难度也随着采矿工程的逐渐进步而不断增加，在这个过程中，有的巷道因为没有进行科学的预防和改进，发生坍塌不得不重新规划路线并且重新掘进，坍塌的巷道无法再继续使用，必须从新开辟一条新的道路继续前进，这样就严重耽误了工程进度，并且造成了不必要的时间和精力的浪费，更可能会威胁到在巷道工作的采矿人员的生命。
1.2煤矿开采巷道中对超前支护技术的具体运用在巷道中的超前支护首先是要确定好设置固定支架的位置，并使用拱形钢架来进行固定。在钢支架的边沿岩石上凿除固定的支点，并将钢支架固定起来。将钢支柱安定好之后，采用光面爆破的方法进行掘进，并且在进行一段时间之后再次重复这一步骤，通过不断地循环掘进，顺利通过土质过于松软的地段，保障工程的顺利实施。在巷道施工中进行超前支护，可以避免因为坍塌造成的经济和生命的损失，加快整个煤矿开采工程的进程，增加企业的经济效益。
2电耙道修复时运用的超前支护
2.1电耙道在矿采过程中存在的问题和危害电耙道在矿井下的作用主要是给采矿工人开采出来的矿石运到地面上提供一条安全的通道，但是电耙道在放矿采矿的过程中不断受到损害和破坏，常常会造成采矿时遇到难以将煤矿资源运送出地底的难题，为了解决这种难题，煤矿企业不得不对电耙道进行二次修复，这种二次修复需要大量的资金和劳动力，额外地增加了煤矿企业的损耗和工人的施工量，在某种程度上阻碍了采矿工程的进程和效率。
2.2在电耙道修复中超前支护技术的具体运用一般矿山都会采用底柱分段崩落法来进行矿产的采集。而电耙道主要是煤矿企业运用钢筋水泥混凝土从整体上进行浇灌来进行超前支护。在出矿过程中，电耙道由于受到各种爆破的影响造成了电耙道的负荷，破坏了电耙道的基本平衡组织，让电耙道容易发生坍塌阻断，使整体的工程不得不因此停下来进行修整，大大地影响了采矿工程的工作效率并延长了施工时间，因此必须对电耙道进行超前支护，延长电耙道的使用寿命，提高工程的施工质量和速度。对于已经坍塌的电耙道需要在垮塌处设置一个梯形的钢支架，一般这种情况下使用的钢支架规格是10cm×10cm的“口”字形钢板或“工”字形钢板。钢支架要尽量地贴着电耙道的边缘，在不阻碍电耙道基本工作运行的前提下进行加固处理。需要注意的是，在进行电耙道加固时要记得在周围岩石中进行钢锚的固定，一般是将钢锚钉入需要修复的电耙道附近，并每隔5m左右的样子再进行一次固定，以此类推，形成一个坚固的钢锚棚，支撑住整个电耙道的上方松散土壤。最后将多余的土壤从洞口中移出来，并进行下一步的电耙道固定程序。如此循环多次之后，利用形成的稳定支护，重新挖掘电耙道，解决出矿难的问题。
3矿产回采过程对超前支护的运用
3.1矿产回采过程中存在的问题
3.1.1矿产地回采的意义矿产回采是采矿中一个重要的步骤，可以通过对已经开采过的矿山进行矿产回采，利用超前支护技术保障了回采的安全性和效率性。这种回采可以将正式采矿中遗留的高质量矿石进行回收和利用，在保障采矿工人生命安全的前提下，科学合理地利用超前支护技术进行对已经开采过的矿区进行回采，可以收获许多被遗留的高质量矿石，增加煤矿企业的经济效益。
3.1.2矿产地回采的问题在回采过程中有一个严重的安全为题，已经进行过开采的矿区受到了很多爆炸和人力踩踏的压力，矿区的岩石极其容易发生坍塌和破碎，想要开采这些部分的矿石工序极为复杂，使用普通的采矿方式已经没办法保证工作效率和安全问题。但是，根据科学计算，被遗留在开采区的矿石可以达到20t，这对于煤矿企业来说是一笔巨大的经济利益，所以，需要使用超前支护技术对回采工程的顺利进行和安全提供保障。
3.2超前支护技术在矿产回采中的具体运用
矿产的回采主要是运进路式放顶退采，利用前段的采矿机器进行矿产的收集。以下是两种比较常见的回采方式。见下图2。这两种方式是：a)沿着采矿结束时的漏斗之间进行不断地掘进进行矿产的回采，这种技术的使用更加有效，按照原先的路途进行回采，可以增加找到矿石的几率，但是，也更为危险，已经被开发过的土壤更容易坍塌，相比之下，这种方式更需要超前支护；b)沿着两个废弃矿场之间的连接柱进行矿产回采，这种方式的经济效益比不上第一种方式，一般矿场之间的连接段都是资源比较贫乏的地段，但是，从安全方面出发，这种方式确是回采的首选。这两种方式都是比较有效和常见的方式，可以收获到很多的遗留矿产，获得巨大的经济效益。
4结语
1.1地面与金属层工程中的数据模型在设计金属矿开采工程的过程中，地面数据与金属层以相同类型的情况表现出来，一般的时候对图形的内容用等高线来进行表示，所以，将等高线工程图元素定义为（T，mo）。
1.2断层项目当中的数据构造在设计金属矿开采工程图的时候，在对断层进行反映的时候应用基于例线来完场工作，断层图工程数据的要素就是通过实际断层的特征数据来进行表示的，主要涵盖着断层落差、断层倾角、断层倾向和断层正逆，{t，（r，a，h，n）}来表示结构的模型。
1.3陷落柱项目当中的数据构造在设计开采工程图的过程中，对陷落柱图例进行表示的时候应用陷落柱图例线来完成工作，陷落柱工程图元素是用具体的陷落柱特征数据表示出来的，主要涵盖着长轴长、短轴长、方位角和滑移角。
1.4巷道项目中的数据构造在设计开采工程的时候，应用中心线和两条图例线来对井巷工程进行表示，井巷工程图元素是用具体的巷道特征进行表示的，主要涵盖着巷道的起点、终点、巷道转折点的标高、巷道断面、巷道支护方式和巷道倾角等情况，在对项目进行设计的时候，只有采矿工程剖面图特征数据和巷道的转折点标高之间存在着联系。
2计算机自动绘制技术及具体的应用
2.1计算层和地面数据的方式在工程设计的过程中金属层和地表数据是其中两种相同数据的内容。首先计算出等高线和剖切线的交叉点，用pd（x，y）来进行表示，之后在这个交点的基础上将初始剖切点p0（x0，y0）的实际具体计算出来。
2.2采集断层数据的计算方式在绘制开采工程图的时候，断层数据采集就是利用采集断层剖切线和断层交点表示出来的，对剖切线和交点之间的距离计算出来，交点所在标高运用计算机提取出来。用xlz=［（lx1，mx1），（lx2，mx2）］表示断层数据采集集合，采集的全部对象在所有的断层中以一个集合的形式表现出来，在计算机的数据库中进行保存，便于调用自动生成程序。
2.3采集陷落柱数据的计算方式在绘制采矿工程剖面图的时候，陷落柱交点和陷落柱剖切线、交点和剖切线之间的距离及其这个距离相应的标高是采集陷落柱数据的对象，Px1（Xx1，Yx1）与Px2（Xx2，Yx2）是交点对应的表达式。用一个集合将全部采集来的陷落柱数据表示出来，在这其中全部陷落柱对象的数据都会包含在其中，在数据库当中进行保存，对计算机自动产生调用程序上会带来一定帮助。
2.4采集采矿工程数据的计算方式在绘制采矿生产工程图的时候，采集井巷工程的数据，在整个工程数据采集当中都占据着重要的地位和作用，有一定的复杂性存在于数据采集和处理数据的工作当中。所以，在没有对剖切面投射点进行计算的时候，对巷道水平投射点要进行采集，之后在将剖切点和该点之间的距离计算出来。和上面一样用一个集合的形式将全部井巷工程采集数据表示出来，在数据库予以保存，对计算机自动产生程序调用上带来一定的便利。但是在工作的过程中应该注意的是，在应用具体计算机自动采集生成系统的时候，因为会有较多的折线存在于巷道当中，所以，需要将转折点的采集数据结构设置在计算机模型当中。
3绘制采矿工程剖面图的具体程序
3.1自动生成程序模型用计算机表示出来在本文上述内容的那些采矿工程采集数据计算方式的前提下，将剖面图程序模型运用计算机程序建立起来，其中主要涵盖：图签、井巷工程、标尺网、图框、断层、陷落柱及其地表的名称和具体的尺寸。自动绘制利用计算机来完成工作的基本过程中为：将图签、图框和标尺网绘制在工程图纸上，对各种井下生产工程的情况应用采矿工程平面图采集点表示出来，之后在剖面图上将名称和标尺标注上去。应该注意，具体的采矿工程是依据陷落柱、断层、井巷等特点进行的，因此，由这些约束条件来决定图签、图框和标尺网。
3.2工程实例上述绘图技术在云南省文山州马关县鼎基矿业有限公司已全面推广应用，矿山工程图件已全面数字化，取得了明显效果；尤其是在推行井下安全避险“六大系统”中充分发挥了其基础性的无可替代的作用。根据国家当前安全管理的有关要求，马关鼎基矿业有限公司在其属下的岩冲锌矿已建成井下安全避险“六大系统”通过了相关部门的验收并已投入生产运营。而“六大系统”中的“人员定位、井下通讯联络、环境监测监控”等系统，正是计算机及其绘图技术在矿山安全生产中的典型应用。其主要由系统承载网、人员定位系统、视频监控系统、环境监测系统、调度通信、数字广播等功能部分组成。在地面设调度系统监控中心站，可通过对巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集、处理，并及时、准确地将矿山巷道中各个区域人员的动态情况反映到地面计算机管理系统，实时监控、准确掌握井下人员动态分布情况和采掘工作面人员数量；建立具有监控井下各作业区域人员的GPS动态坐标分布及作业环境变化监测和超标报警、实时通话、下井人员考勤与实时统计、个体信息收录等功能的管理系统。总之，这些安全生产避险系统的有效运转都要依靠强大的计算机系统作为保障。
4结语
