摘要：井下采矿中，其安全是重中之重，尤其是预控顶下向进路胶结充填的安装。因为采矿的环境恶劣，很容易导致危险发生，所以必须要及时做好下向进路胶结充填。采矿时有些围岩等级低，容易产生裂缝，所以安全隐患较为明显。目前在矿场使用预控顶下向进路胶结充填技术，根据采场顶板具体状况分析，找到科学合理的方法加以保护，避免人员伤害。预控顶下向进路胶结充填技术可避免过多成本，同时又可对矿洞加固、支撑，但是也属于施工中的难点问题。本文主要针对采矿工程中的下向进路胶结充填采矿充填体强度的优化路径展开研究。

　　关键词：下向进路胶结充填技术；采矿；顶板冒落

　　中国的采矿业在最近几年发展速度极快，但是目前来看，仍然无法保证资源供应，因为工业的发展速度过快，导致对资源的需求越来越多。资源供应已经成为严重的问题，因为资源的有限，目前已经要开采殆尽。矿山开采是非常重要的工作，尤其是在开采时，经常会存在很多安全隐患。例如坍塌，渗水等情况，经常会出现在矿山开采中，同时也会带来严重的矿山生产安全事故。在采矿过程中，预控顶下向进路胶结充填技术非常的重要，如果普及使用，可以及时避免安全隐患的发生，同时也可促进生产的安全。往往由于成本的原因，有很多人根本不注重下向进路胶结充填的安装。经济效益固然重要，但是安全是重中之重。首先要根据国家的规定，同时也要将安全放在第一位。如果一旦出现安全问题，那么会带来严重的后果，不仅仅是经济损失，还会带来人员的伤亡，所以下向进路胶结充填技术目前已经成为矿产业中的重中之重，想让企业提高核心竞争力，那么首先应该保证所有人员的安全。

　　1下向进路充填体强度确定方法概述

　　综观国内外下向进路充填体强度的确定方法，主要有经验类比法、弹性力学分析法、物理模拟法、数值分析法等，其中经验类比法应用最广，但是由于各个矿山工程地质条件、矿体和围岩的力学性质、地应力水平、开采强度、充填方式等均存在显著的差异，经验类比法确定的充填体强度往往与工程实际有一定的差距，因此所得充填体强度也就不会是最合理的。物理模拟法和数值模拟法在相似材料、边界条件、材料本构关系、失稳及塑性判据等方面均存在较大的不确定性，导致最终结果误差较大，采用这两种方法确定充填体强度的应用并不多见。弹性力学分析法确定胶结充填体强度相对较为科学，在国内应用较多，但由于决定充填体强度的主要因素如充填体所受载荷、采场(或进路)尺寸、充填体厚度等受各种原因的影响，在实际生产中是一个服从某种分布的随机变量，采用弹性力学分析法确定充填体强度时，一般取各参数的均值进行计算，计算所得充填体强度乘以一定的安全系数，从而得到充填体的最终强度设计值。

　　2下向进路胶结充填采矿充填体强度的重要性

　　原则上,采矿使用木下向进路胶结充填前,应根据地质资料,确定开采过程中的顶板压力,将木支柱的抗压强度和抗折强度进行检测,在编制作业规程时,计算他的柱间距和行间距进行下向进路胶结充填,但随着科技进步,许多矿井都使用了下向进路胶结充填,目前尚在用木支柱的除非是急倾斜煤层或一些极薄煤层或地方小矿。国家对采矿木柱下向进路胶结充填目前无专门规定。锚杆+锚网+锚索下向进路胶结充填,对于顶板比较脆弱的地段,外加拱形工字钢梁下向进路胶结充填。钻孔设备顶部用锚杆机,根据安装的材料确定打孔的深度;一般锚杆长度有1米,米4的,锚索有4米6.3米8.3米的长的还有1米的。帮部钻孔有帮部锚杆机,比较费力。器械设备一般都采用风动技术，并且在进行下向进路胶结充填工作，煤矿开采后，要及时利用顶板进行矿内支撑，保持采矿坑内的稳定性，防止围岩垮落或是离层。若是围岩垮落,会导致漏顶,采煤工作在无法推进。若是离层,会加大下向进路胶结充填难度,影响工程进度。预下向进路胶结充填技术目前应用较为广泛，但主要在工程建设领域，尤其是矿业的开发。

　　3矿山的顶板下向进路胶结充填成功设计方案

　　A矿在开采时，根据勘测这里有丰富的采煤层II号煤层，其厚度平均值可达到7.96m，平均倾角为8.6°，在施工之前及时安装下向进路胶结充填，相关技术人员以及管理者及时到场对图纸分析以及评阅。按照相应的技术规范，对图纸进行会审。以此为基础进行挖掘，并且按照施工中的相应规范。在施工进行中，还要展开技术交底以及安全交底。根据所提供的导线以及水准线展开验收。技术完毕后，对于施工质量展开验收。在整个施工过程中，合理使用相关技术，提高了工作效率及安全性。现在国内采矿工程有多种多样的技术形式，但是此案例首先设计了下向进路胶结充填，以保证了施工的质量，同时也保证了人员的安全。本案例在成功使用支护的状态下，保证了施工的安全，可定为成功案例，可作为成功的借鉴。

　　针对此次开采进行数值模拟及分析，其分析内容包含材料的参数，岩体的力学参数、下向进路胶结充填结构的参数等。根据施工的结果分析，顶板沉降变形出现一位。主要集中在一个位置，如果没有及时安装下向进路胶结充填，那么顶板一位会非常严重，此时的一位数据可以达到23mm。但是使用锚索+锚杆的联合下向进路胶结充填方案中，顶板一位的数值可以达到26mm。两种方案进行对比，其一位量出现了缩减的情况，可达到23%。所以优先采用锚杆+小导管注浆，可见在开采中顶板预下向进路胶结充填方案可行。采矿工程进行中，会有很多不安全因素产生，例如人员踩踏以及爆破作业的都会出现一系列的损害。对于矿洞下的整体安全环境会出现降低的情况，会产生塌方等情况。要确保开采率获得提升，首先应该安排施工人员以及技术人员进行培训，要保证施工绝对安全。根据设计来进行开采，可以及时找到开采资源。提高开采的效率具有一定的便捷性，但是在开采时依然会面临着安全风险。在开采施工时，自身承重会导致安全隐患的出现，并且还会随时出现变化。由于在施工中会出现强烈的震动，塌方的事故屡见不鲜，所以在回踩时进入的间距应该在5m之内。

　　4巷道掘进工作中超前下向进路胶结充填技术的应用研究

　　在施工进行中，对于施工单位来讲，掘进是非常棘手的问题，因为在掘进时很难找到切入点，所以无法按照主体设计来展开施工，此时工作效率会大大降低，而且还遇到更多的问题，所以及时找到解决的方法是重中之重。目前所引进的机械下向进路胶结充填方法，能够看出在挖掘时可以达到高效率，同时机械设备的挖掘，可以促进高效率的稳定安全。超前下向进路胶结充填技术可以和悬臂纵轴挖掘充分的融合，可以促进高效率完成任务，同时也可以提升安全性，尤其是下向进路胶结充填设备。可以在挖掘中起到搭建下向进路胶结充填的作用，使用后及时将其拆除即可。设备的正确使用以及下向进路胶结充填的正常安装，可以为下一环节带来技术保障，同时在挖掘中可以体现出整体效率，降低成本的投入，避免人力资源过多的投入。临时的下向进路胶结充填装置，在挖掘过程中起到了重要的作用，尤其是施工中取供油装置可以为挖掘提供有效的支持，例如油路的连接等。机器在工作中，如果工作坊将充填装置的油路充分连接，那么油路相互之间会产生互通。包前下向进路胶结充填，在作业以前应及时安装，同时还要将掘进机的关闭。确保顶架以及侧架可以及时伸展，下向进路胶结充填顶架以及液压控制手柄应慢慢向前推动，目的是在顶梁架位置，可以安装下向进路胶结充填，钢架以及钢网等，根据以上的操作，整体步骤完成后，操作法会出现液压油伸出的情况，此时液压油经过分流后，会慢慢的渗入到双向锁当中，根据双向所开启的情况，液压油可慢慢的流入缸中。根据目前的控制情况来看，定量等会慢慢的打开，并且钢网以及钢带在顶板中，会起到固定的作用，此时应该开始打眼等操作。

　　在安装支架前，对于矿洞内的环境一定要有充分的了解。支架可以为采矿业提供有力的帮助和支持，目前在此领域中应用极为广泛。这种方式可以提升工作效率，同时也可以提升矿产业的安全性。为了保证采矿可以正常运行，很多企业在使用该技术后，获得了较高的利益。放作业主要以安全为主，其次以经济利益为辅。目前下向进路胶结充填技术已经受到了社会各界的关注，在众多类型项目中，目前应用较为广泛。根据相关计算，可为企业带来更多的经济利益，所以在此方面应该不断研究，不断改善，促进采矿业能够稳定的发展。超前下向进路胶结充填技术，简单地讲，就是在破碎岩体上展开下向进路胶结充填作业，这种技术是在近几年新兴的技术，所以在施工实际应用后，可以符合。施工计划，同时也可以提高安全性。采矿进行中，首先要根据当地的地质环境情况展开设计，同时还要考虑整个矿区的情况。制定较为合理的施工计划，同时在下向进路胶结充填安装时也要提前预防，要避免安全隐患的出现。促进采矿技术在采矿行业中能够发挥更大的力度，希望采矿技术在今后可以与科学技术共同发展，支付技术也会逐步的完善以及优化，在国内的采矿行业中，可以保证安全，可以稳定发展。

　　5采矿工程中的预控顶下向进路胶结充填安装存在的安全问题

　　5.1设备管理技术水平偏低

　　现阶段，在我国采矿企业有关设备和管理技术的相关人员，无论是在专业知识还是整体素质层面都存在着低于标准线的现象。而这一现象也在无形之间增加了机电设备日常维护、管理过程中的风险。举例来说，若因为工作人员缺乏责任感，而未能在规定的时间做好设备的定期维护工作，那么，相应的机电设备由于运行时间较长、缺乏有效的维护，必然会出现螺丝松动等各种现象。这些问题可能从表面上看就如同蚁穴一般微不足道，但是若这些问题未被发现以及纠正，就会慢慢的侵蚀整个参与到采矿生产工作中的相关人员的生命安全，影响企业的生产效率。安全生产对于采矿产业来讲非常的重要，尤其是在近几年经常会出现安全事故，有些是由于人为所导致，有些是由于环境所导致。但是大部分安全事故来自人员的失误操作，所以一定要对设备以及人员展开严格的管理。将所有隐患扼杀在摇篮中，充分体现出采矿行业的优越性。

　　5.2没有做好机电技术综合管理工作

　　无论是何种领域、何种工作，一定要做好有关工作的预防的方案。但目前我国采矿企业对于预防方案的重视程度明显不足。基于此，机电设备运行过程中常会出现故障，而故障的存在以及高频率的发生，必然会导致设备的损坏。尤其是在针对采矿开采工作时，机电设备会处于较为恶劣的操作环境下，若缺乏有效的管理，必然会影响工作的安全运行，从而造成意外事故。对于机电技术的管理，首先要有专业人员，同时要有一定的责任感，责任心，还可以胜任此岗位。

　　5.3设备准入机制有待提高。

　　由于采矿开采工作是一个具有高风险的高危工作种类，因此，对于涉及其中的设备要求普遍较高。若在生产线中任何一环节的设备及其硬件存在缺陷，必然会导致整条生产线的瘫痪，从而造成危害。但是目前我国大多数采矿企业针对设备的获取机制并未建立相关的完善准则，导致生产线上所出现的设备其质量不能得到有效的保障，生产效率无法得到提高。而这些问题的存在，较容易诱发安全事故。对于每一项工作来讲，首先每一位员工都要保证具有较高的安全意识。在工作应该穿戴安全服饰，正常佩戴安全设备。对于领导人员来讲，首先应该积极展开安全教育，对每一位员工都要灌输安全意识，通过培训可促使员工在工作中能够安全生产，规范生产。

　　5.4顶板冒落

　　顶板冒落主要是因为机理的复杂性所导致，顶板类的事故发生主要与矿洞中的土质有很大的关系。在此种情况下，首先下向进路胶结充填成为重中之重，可以保护人员的安全。顶板事故类型分为部分冒落以及大范围的冒落。主要是因为在现场施工时，未及时进行下向进路胶结充填，最终出现冒落比较严重。这种情况具有一定的突发性，所带来的后果较为严重，主要是因为岩体破坏，所以产生坍塌。岩体再遭到破坏时，承受力会有一定的限制，如果超出限制的范围，那么会造成不同类型的破坏。大多情况下是由于开采因素所导致，冒落与自身因素没有太大的关系，但是会形成一种基本规律，在进行开采时，岩体出现松动，自然脱落。或者是岩体出现弯曲变形，都会导致冒落。

　　6采矿工程巷道掘进及下向进路胶结充填技术的应用质量控制

　　为了保证采矿的安全，首先应该使用性能较为稳定的掘进设备，在采矿工作中，巷道掘进设备可以确保施工的正常开采。采矿时的环境非常恶劣，所以应该结合多方面因素考虑。例如井下矿物、巷道煤岩情况等。首先应该确定掘进设备在施工中的方案，在较合适的位置采用镶嵌式模块组合的形式，及时采用机电一体化设备进行工作，在开采挖掘中，首先应该了解设备的运行状况，对其进行即时监控，通过远距离的控制，可以对时间进行评估，确保在开采中能够平稳运行。采矿工程环境非常的复杂，所以对于喷层等刚度要予以重视，尤其是薄弱的区域，要使用下向进路胶结充填技术体系，要避免巷道纵向区域出现延伸的情况，对于岩石表层起到支撑的作用，这种要达到最佳的支撑效果。在掘进时，应该及时观察周边的变化，要与周边环境相结合，设计较为合理的顶板下向进路胶结充填技术方案。

　　7结语

　　根据案例以及模拟能够看出使用锚杆+小导管的下向进路胶结充填方案较为符合，尤其是采矿中，可以保证人员安全，也可以保证施工的质量以及效率。在施工中，人员的安全是重中之重，所以支护方案一定要选择合理。要与其周边环境以及工程的设计相符，同时也要按照相关规定进行施工。