复杂地质条件下金属矿采空区联合支护方法研究

熊金波

（江西铜业股份有限公司永平铜矿，江西 上饶334000）

随着社会的发展，各个行业对金属的需求量越来越大。许多金属矿井的地质条件十分复杂，不但要注意通风工作，还要做好空区的支护工作[1]。一些金属矿井的空区岩石破碎十分严重，传统支护方式无法满足该段空区对安全的要求。对于倾斜角度较高的矿井，如果顶板强度较差，对采空区的稳定性将造成很大影响。

这种情况下的金属矿井采空区无法达到安全标准，如果仅仅使用锚杆支护，效果将十分微弱，若想在复杂地质条件中做好采空区的支护工作，相关技术人员要进行进一步探究，找到安全有效的支护方法，可采用联合支护的方式[2]。首先设置锚网，随后对采空区岩壁进行灌浆处理，再使用锚杆进行联合支护，通过这种方式，即使在复杂地质环境中，也能够保障采空区的支护安全。

1 金属矿采空区应用联合支护方法的意义

对于金属矿井采空区的处理方式有很多种，要根据每个矿井的具体情况进行采空区处理。顶板崩落法是一种常见的采空区处理方式但它具有一定的局限性，例如采空区面积较大且距离地表很近时，使用这种方式会使地表沉陷，破坏地表植物，对周边居民的生活也会造成较大影响[3]。

金属矿井的开采不同于其他工作，一定要保证其安全性与严密性，对支护工作也将提出更高的要求，当采空区的范围较大、顶高较高时，既不能采用顶板崩落的方式，也不能随意采用填充的方式。地质条件复杂的金属矿井采空区普遍具有以下特点，首先顶板结构易破损，极易造成冒顶事故。多年来，我国对金属矿井的采空区处理进行多次研究，相关工作者深入探讨了多种支护方法，结合不同矿井采空区的特点，进行实践探索，通过多次实验后开始投入使用联合支护方式。对某一段金属矿采空区进行联合支护，并进行全面、实时监控，通过长时间的观察可以发现，联合支护的效果显著，采空区的收缩程度得到很大程度上的减少，使回采工作的安全性得到提高，满足地质条件复杂的金属矿井支护需求。

采空区工作随着时间的推移，顶板周围岩石的应力会不断增加，传统支护方法无法承受，导致整个支护系统被破坏，并且一些矿井的开采面水分较大，当支护设备在水中长时间浸泡后会导致老化等现象，长此以往，会使支护设备损害，失去原有的保护效果，联合支护方式较好的弥补了传统支护方法的缺点，有效减少金属矿井施工的安全隐患。

2 探究复杂地质条件下金属矿采空区联合支护方法

很多金属矿井的地质条件都十分复杂，对采空区的支护工作就提出更高的要求。多年来，对支护方式与其在金属矿采空区的应用进行大量研究，制定出联合支护方法，有效保证金属矿井工作的安全性，也最大程度上减少矿井对地表环境的污染。传统支护方式只使用锚杆，但是锚杆对一些复杂环境下顶板形成的支护效果十分不理想，联合支护方式则将锚网、锚杆与锚索相结合，形成统一的联合支护系统，对顶板进行有效加固，从一定程度上减少冒顶事故的发生，顶板分级和特点如表1所示。

表1 顶板分级和特点

在金属矿井的开采过程中，由于现场环境影响，会采用不同的落煤方式，随着开采工作的进行，必需要做好联合支护工作。金属矿井的采空区支护工作是整个开采工作的重中之重，对矿井安全有着重要的作用。

除此之外，采空区联合支护方法还要做好验收工作，严格遵守相关制度。具体联合支护的应用需要用到许多工具，在设置锚杆时首先要进行钻孔作业，最常用到的工具就是风煤钻，在锚杆的设置过程中应注意锚杆露出长度不得大于5cm，锚杆设置需要遵循一定规律，普遍是从前到后、从上到下的顺序进行。

锚杆与锚网可以同步进行设置，联合支护前要做好规划工作，率先确定锚杆设置的大概位置，锚杆设置要注意尽量躲避在裸露的矿体处，同时要注意锚杆之间的距离。完成一个施工钻眼后，需要使用专用扫眼器将孔内粉尘扫净，把药卷放置于孔内，随后把锚杆搅拌头侧插入孔内，并使用风煤钻使锚杆在孔内进行旋转，当操作完成后，在锚杆末端安装托盘螺母。向锚杆施加一定应力，避免因煤壁变化对其造成的损坏，并对这一过程进行循环作业，以达到联合支护的效果[4]。

3 结语

我国金属矿井众多，每一处矿井的地质条件都有所不同，面对一些地质条件复杂的金属矿井，要采取有效的防护措施，避免造成重大的人身伤害与巨大的财产损失[5]。

对于采空区联合支护方法的研究，能够有效避免冒顶事故的发生。目前联合支护方法多采用锚网、锚杆以及锚索共同加固，对顶板分级进行研究分析，制定出切实可行的支护方案。

联合支护方法的应用对复杂条件下金属矿采空区起到了重要的保障作用，但目前我国联合支护技术与方法还存在许多不足之处，需要相关工作人员在实践过程中不断探索与完善，使我国金属采矿工作安全系数得到提高。