矿井建设安全管控与支护技术应用
矿井建设是煤炭、金属矿等矿产资源开发的基础性工程，作业环境复杂、地质条件多变，其中金属矿（含黑色金属矿、有色金属矿）因矿体形态不规则、围岩稳定性差异大、伴生有害元素多等特点，额外面临围岩垮塌、矿尘危害、有毒有害气体积聚等特殊安全风险。安全管控是保障施工人员生命财产安全、确保工程顺利推进的核心前提，而科学合理的支护技术则是防范巷道坍塌、抵御地质灾害、稳定作业空间的关键支撑。本文结合当前矿井建设行业规范、政策要求及煤炭矿、金属矿工程实践，系统阐述矿井建设安全管控的核心要点与支护技术的应用场景、优化路径，为各类矿井（含金属矿）建设安全高效推进提供技术参考与实践指引。一、矿井建设安全管控核心要点
矿井建设安全管控遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，以风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制为核心，贯穿矿井建设全流程、各环节，重点聚焦准入管控、风险防控、现场管理、责任落实四大维度，破解施工中的安全痛点、难点问题。
（一）严格安全准入，筑牢源头防控防线
源头管控是矿井建设安全的第一道屏障，严格落实矿山安全生产准入相关规定，结合煤炭矿、金属矿不同特点，从项目审批、队伍资质、设计规范等方面筑牢安全根基。一是严格灾害严重矿井准入，停止新建产能低于90万吨/年的煤与瓦斯突出、冲击地压、水文地质类型极复杂的煤矿；金属矿方面，停止新建生产规模低于规定标准的地下金属矿山，对水文地质类型复杂、顶板条件极差、伴生有毒有害元素（如铅、汞、砷）的金属矿，严格限制建设规模，原则上需配套建设智能化监测、防护设施，从源头降低灾害防控难度。二是规范安全生产行政许可，煤矿、金属非金属地下矿山等的安全设施设计审查和安全生产许可证审批由省级以上矿山安全监管部门负责，不得下放或委托，审查过程注重实质内容核查，严禁仅流于程序和形式，未进行一次性总体设计的矿山，原则上不审批安全设施设计；金属矿需额外审查有毒有害气体、矿尘防控设施设计，确保符合行业规范。三是强化施工队伍资质审核，严禁将采掘、爆破等核心工程发包给不具备相应资质的单位或个人，金属非金属地下矿山严禁将爆破作业专项外包，掘进工程承包单位数量严格按矿山规模管控，杜绝“以包代管”现象；针对金属矿爆破作业风险高、矿石破碎性强的特点，额外要求施工队伍具备金属矿专项施工资质，配备专业的矿尘、有毒气体防控技术人员。
（二）强化风险防控，防范化解重大灾害
矿井建设需精准识别各类安全风险，实施分级管控、超前治理，重点防范瓦斯、水害、顶板、冲击地压等重大灾害，其中金属矿需额外重点防控矿尘、有毒有害气体、边坡坍塌（露天金属矿）等特殊风险。一是健全风险辨识与隐患排查机制，矿山企业需定期开展全员全覆盖风险辨识评估，建立风险隐患台账清单，实行闭环管理，监管部门建立重大隐患治理督办制度，跟踪监管直至隐患消除；金属矿需重点排查矿尘超标、有毒有害气体（如一氧化碳、二氧化硫）积聚、边坡失稳等隐患，制定专项排查频次和治理措施。二是强化重大灾害专项治理，查明隐蔽致灾因素，对煤与瓦斯突出、冲击地压、水害等实施分区管理、超前治理；金属矿方面，地下金属矿重点治理顶板坍塌、矿柱失稳、有毒有害气体泄漏，露天金属矿重点开展边坡稳定性治理，采场及排土场边坡高度大于100米的，逐年进行边坡稳定性分析，地下金属矿采空区体积超标的，及时开展稳定性专项评估，对伴生有毒有害元素的矿山，配套建设尾气、废水处理设施。三是提升监测预警能力，建立多灾种综合监测体系，地下矿山需完善人员定位、安全监测监控、通信联络等系统，尾矿库建立在线安全监测系统，矿山集中地区组建区域性矿山救援队伍；金属矿需额外配备矿尘浓度监测仪、有毒有害气体检测仪，实现实时监测、超标预警，露天金属矿增设边坡位移监测设备，确保应急指令及时传达、灾害快速处置。
（三）规范现场管理，严控作业安全细节
现场作业是安全管控的关键环节，需严格规范作业流程、强化现场监管，杜绝违规操作、冒险作业，结合金属矿作业特点强化专项管控。一是严格作业人员管理，所有入井人员必须接受安全培训，特种作业人员持证上岗，严禁无证作业、违规动火、携带烟火入井等行为，停工停产整改的矿山需限定单班下井人数，同一作业地点控制在10人以内；金属矿作业人员需额外接受矿尘防护、有毒有害气体应急处置培训，配备合格的防尘口罩、防毒面具等防护用品，严禁在有毒有害气体超标区域作业。二是规范设备设施管理，建立矿用安全设备全生命周期智慧监管平台，定期对井下特种设备开展安全可靠性检验，落实设备安全责任追究制度，杜绝使用淘汰、不合格设备；金属矿需重点检查矿尘净化设备、有毒有害气体处理设备、边坡防护设备的运行状态，确保设备正常投入使用。三是加强特殊环节管控，井筒施工、巷道掘进、爆破作业等关键环节，需制定专项安全技术措施，明确作业流程、安全责任，现场安排专人监管，确保作业符合规范；金属矿爆破作业需严格控制爆破参数，防范爆破引发的矿尘飞扬、围岩坍塌，地下金属矿巷道掘进需及时清理矿渣，降低矿尘积聚风险，露天金属矿边坡作业需设置防护栏，严禁在边坡下方停留、作业，避免边坡坍塌引发事故。
（四）压实主体责任，健全安全管理体系
安全责任落实是安全管控的核心保障，需明确企业、监管部门、施工人员的各方责任，形成齐抓共管的工作格局。一是落实企业主体责任，矿山及其上级企业主要负责人履行安全生产第一责任人责任，加大安全投入和安全培训力度，严禁下达超能力生产计划，涉矿中央企业总部和涉矿大中型企业配备安全总监，地下矿山配备齐全矿长、总工程师及分管副矿长。二是强化监管部门责任，地方政府及相关监管部门需履行驻矿盯守或巡查责任，严格复工复产验收，对监督检查不力、失职渎职的，依法追究相关责任人责任。三是落实岗位人员责任，明确各岗位安全职责，推广矿长安全生产考核记分制度，强化全员安全意识，杜绝责任悬空、监管缺位。
二、矿井建设支护技术应用实践
巷道（含金属矿井筒、采场巷道）是矿井建设的核心通道，其稳定性直接关系到施工安全与工程进度，支护技术的核心作用是控制巷道围岩变形、抵御地应力冲击、防范顶板坍塌，需结合矿井地质条件、巷道类型、施工工艺，选择适配的支护技术，实现“因地制宜、按需支护”。当前矿井支护技术已从传统的木支护、砌碹支护，发展为锚杆支护、锚索支护、喷锚支护等为主，多种技术联合应用的新格局，其中锚杆、锚索、锚喷支护应用占比达80%以上，部分矿区更是达到90%-100%。相较于煤炭矿，金属矿因矿体破碎、围岩稳定性差异大、采场形态不规则，更倾向于采用复合支护模式，且对支护材料的抗腐蚀性、抗冲击性要求更高，以适配金属矿复杂的作业环境。
（一）常见支护技术及适用场景
1. 锚杆支护技术
锚杆支护是当前矿井巷道支护中应用最广泛的技术之一，其核心原理是通过锚杆将巷道围岩与深部稳定岩体连接，传递围岩应力、增强围岩自承能力，抑制围岩变形。该技术具有施工便捷、成本较低、支护效果可靠等优势，适用于多种地质条件，尤其适用于围岩稳定性较好、地应力适中的巷道，如煤层巷道、岩巷掘进初期支护，以及金属矿中围岩相对稳定的脉状矿体巷道、辅助巷道。根据支护需求，可分为普通锚杆、高强度预应力锚杆、全长锚固锚杆等，其中高强度预应力锚杆适用于煤顶或全煤巷道，全长锚固锚杆则适用于软岩、破碎围岩巷道，能有效防止围岩松动、脱落；金属矿中，针对破碎矿体巷道，常采用全长锚固锚杆与金属网片结合，进一步提升支护的整体性，防范矿石脱落伤人。
2. 锚索支护技术
锚索支护是锚杆支护的补充与强化，主要用于解决大断面巷道、高应力巷道、深部巷道的支护难题，其长度通常在6-15米，能深入深部稳定岩体，提供更大的支护力，有效控制围岩大变形。该技术适用于埋深较大、地应力较高、围岩破碎的巷道，如深部高应力巷道、冲击地压巷道、超大断面巷道，常与锚杆联合使用，形成“锚杆+锚索”联合支护体系，提升巷道整体稳定性。在新汶、淄博等深部煤矿区，锚索支护广泛应用于超千米深井巷道，有效抵御了高应力冲击导致的围岩变形；金属矿中，锚索支护主要应用于深部采场巷道、大断面破碎矿体巷道，如铜矿、铁矿的深部开拓巷道，通过锚索固定深部稳定岩体，防止采场巷道因矿体破碎、地应力作用发生坍塌，部分金属矿还采用锚索与混凝土浇筑结合，进一步提升支护强度。
3. 喷锚支护技术
喷锚支护是将喷射混凝土与锚杆结合的联合支护技术，先通过锚杆固定围岩，再向巷道表面喷射混凝土，形成一层致密的混凝土保护层，封闭围岩裂隙、防止围岩风化，同时与锚杆协同作用，增强支护强度。该技术适用于围岩破碎、易风化、有淋水的巷道，如断层破碎带、裂隙发育区巷道，能有效防止围岩坍塌、漏水，提升巷道稳定性，在金属矿中应用尤为广泛。金属矿矿体破碎、围岩裂隙发育，喷锚支护能有效封闭围岩裂隙，防止矿石脱落和围岩风化，同时可抵御矿水侵蚀，适用于金属矿的采场巷道、断层破碎带巷道；喷射混凝土可采用普通混凝土、钢纤维混凝土，其中钢纤维混凝土能进一步提升支护层的抗裂性和韧性，适用于围岩变形较大的金属矿巷道，部分含腐蚀性矿水的金属矿，还会采用耐腐蚀喷射材料，延长支护使用寿命。
4. 金属支架支护技术
金属支架支护主要包括工字钢支架、U型钢支架、钢管混凝土支架等，其核心作用是通过支架自身的强度抵御围岩压力，适用于围岩稳定性差、地应力大、软岩变形严重的巷道，如软岩巷道、冲击地压巷道、强采动影响巷道，在金属矿中应用于破碎矿体、高应力采场巷道。该技术支护强度高、承载能力强，能有效控制围岩大变形，但施工难度较大、成本较高，通常与锚杆、喷锚等技术联合使用，形成“金属支架+锚杆+喷浆”复合支护体系。在平庄、龙口等软岩煤矿区，金属支架与全长锚固锚杆联合使用，有效解决了软岩巷道遇水软化、膨胀导致的大变形问题；金属矿中，针对破碎严重的矿体巷道（如金矿、银矿的薄脉矿体巷道），常采用U型钢支架与喷锚支护结合，既能抵御围岩压力，又能防止矿石脱落，而钢管混凝土支架则多用于金属矿大断面开拓巷道，提升巷道承载能力，适应高应力环境。
5. 注浆加固支护技术
注浆加固支护技术是通过向围岩裂隙、破碎带注入浆液（如水泥-水玻璃浆液、高分子复合浆液），使浆液凝固后与围岩形成一个整体，增强围岩整体性和强度，适用于围岩破碎严重、裂隙发育、漏水严重的巷道，如断层破碎带、陷落柱周边巷道，在金属矿中应用极为普遍。金属矿矿体破碎、裂隙发育，且常伴随矿水渗透，注浆加固技术能有效填充围岩裂隙、加固破碎矿体，同时起到堵水作用，预防巷道坍塌和矿水突涌；该技术可分为超前注浆和滞后注浆，超前注浆用于巷道掘进前的围岩加固，预防掘进过程中围岩坍塌；滞后注浆用于巷道掘进后的补强加固，修复围岩破损、控制后期变形。在各煤矿区断层破碎带巷道施工中，注浆加固与锚杆、锚索联合使用，有效提升了破碎围岩的稳定性；金属矿中，如铜矿、铁矿的断层破碎带巷道，通过注浆加固与喷锚支护结合，不仅增强了围岩整体性，还能有效抵御矿水侵蚀，确保巷道安全稳定。
（二）支护技术优化与应用要点
矿井支护技术的应用需结合地质条件、巷道用途、施工工艺进行优化，避免“一刀切”，确保支护效果与施工安全，同时兼顾施工效率与成本控制，其中金属矿需重点结合矿体破碎、围岩差异大、矿水侵蚀等特点优化支护方案。一是精准勘察地质条件，施工前通过地质钻探、物探等方式，明确巷道围岩强度、地应力大小、裂隙发育情况、水文地质条件等，为支护技术选择提供依据；煤矿软岩巷道需优先采用全长锚固锚杆、注浆加固等技术，冲击地压巷道需采用高强度、高韧性支护体系；金属矿需根据矿体破碎程度、矿水腐蚀性，选择适配的支护材料和支护模式，如破碎矿体优先采用复合支护，含腐蚀性矿水的巷道采用耐腐蚀支护材料。二是推行复合支护模式，针对深部复杂巷道、破碎围岩巷道，单一支护技术难以满足支护需求，需采用“锚杆+锚索+喷浆+注浆”“金属支架+壁后充填+锚杆”等复合支护模式，充分发挥各类技术的优势，提升巷道支护的可靠性和耐久性；金属矿因矿体形态不规则、围岩稳定性差异大，更需推行个性化复合支护，如薄脉矿体巷道采用“锚杆+金属网片+喷浆”，深部高应力巷道采用“锚索+金属支架+注浆”。三是强化支护施工质量管控，严格按照支护设计要求施工，控制锚杆、锚索的安装深度、间距、预紧力，确保喷射混凝土的强度和厚度，注浆施工需保证浆液浓度、注浆压力符合规范，避免因施工质量问题导致支护失效；金属矿注浆施工需额外注重浆液的抗腐蚀性，确保在矿水侵蚀环境下仍能保持加固效果。四是结合智能化升级，推动支护技术与智能化装备结合，采用智能化锚杆安装机、喷射混凝土机器人等设备，提升施工效率和质量，同时通过监测系统实时监测支护结构受力情况，及时发现支护隐患并整改；金属矿可额外增设支护结构腐蚀监测设备，实时跟踪支护材料损耗情况，及时进行补强加固。
（三）典型工程应用案例
在深部复杂困难巷道支护实践中，复合支护技术已取得显著成效，煤炭矿与金属矿结合自身地质特点，形成了各具特色的支护方案。例如，口孜东矿（煤矿）针对冲击地压巷道，采用“金属支架+壁后充填+锚杆”联合支护体系，通过高强度金属支架抵御冲击载荷，壁后充填填充支架与围岩之间的空隙，锚杆固定围岩，有效控制了巷道变形，降低了冲击地压灾害风险；耿村矿（煤矿）采用金属支架与锚杆联合支护，解决了强采动影响下巷道的稳定性问题，确保了工作面正常推进。在金属矿支护实践中，某铜矿针对破碎矿体巷道，采用“锚杆+金属网片+喷浆+注浆”复合支护模式，通过注浆加固破碎矿体、喷浆封闭围岩裂隙、锚杆与金属网片固定矿石，有效防止了矿石脱落和巷道坍塌，确保了采场正常作业；某铁矿针对深部高应力巷道，采用“锚索+钢管混凝土支架+注浆”联合支护，抵御了高应力冲击和矿水侵蚀，控制了巷道大变形，保障了深部开拓工程顺利推进。这些案例表明，结合地质条件（煤炭矿、金属矿差异）选择适配的支护技术，推行复合支护模式，是提升矿井巷道支护效果、保障施工安全的关键。
三、安全管控与支护技术的协同发展路径
矿井建设安全管控与支护技术相辅相成、密不可分，安全管控为支护技术的应用提供保障，支护技术为安全管控提供支撑，二者的协同发展是实现矿井建设安全高效的关键。未来，需从技术创新、管理升级、人才培养三个方面，推动二者深度融合、协同提升。
（一）强化技术创新，提升防控与支护水平
加大矿山安全科技投入，加强重大灾害预防与治理、新型支护材料、智能化支护装备的研发与应用，结合煤炭矿、金属矿不同需求，针对性提升技术水平。一方面，推进矿山智能化升级，打造自动化、智能化标杆矿山，利用大数据、物联网、人工智能等技术，构建智能化安全监测预警系统，实现对瓦斯、水害、围岩变形等风险的实时监测、精准预警；金属矿需重点研发矿尘、有毒有害气体智能化监测设备，实现超标自动报警、应急处置联动，露天金属矿研发边坡位移智能化监测系统，提升边坡坍塌防控能力。另一方面，研发高强度、高韧性、耐腐蚀的新型支护材料，优化复合支护技术，提升支护结构的抗冲击、抗变形能力，针对深部高应力、冲击地压等复杂条件，开展关键支护技术攻关，解决支护难题；针对金属矿矿体破碎、矿水腐蚀的特点，重点研发耐腐蚀、高强度的锚杆、喷射材料和注浆浆液，延长支护使用寿命。同时，研究推进矿山安全领域全国重点实验室建设，强化科技支撑能力，推动煤炭矿、金属矿安全防控与支护技术协同提升。
（二）完善管理体系，推动二者协同管控
健全矿井建设安全管控体系，将支护技术应用纳入安全管控全过程，建立支护设计、施工、监测、整改的闭环管理机制，结合金属矿特点完善管控要求。一是在支护设计阶段，结合安全风险评估结果（煤炭矿重点评估瓦斯、冲击地压风险，金属矿重点评估矿尘、有毒气体、矿体破碎风险），优化支护方案，确保支护技术能有效抵御各类安全风险；金属矿支护设计需额外考虑矿体形态、矿水腐蚀性，避免支护失效。二是在施工阶段，加强支护施工质量监管，将支护施工质量纳入安全隐患排查范围，及时整改施工过程中出现的支护问题；金属矿需重点检查注浆加固、喷锚支护的施工质量，以及支护材料的抗腐蚀性，确保符合设计要求。三是在运营阶段，建立支护结构长期监测机制，实时跟踪支护效果，根据围岩变形情况及时调整支护方案，确保巷道长期稳定；金属矿需额外监测支护材料的腐蚀情况和矿石脱落风险，及时开展补强加固。同时，规范非煤矿山（含金属矿）外包工程管理，明确承包单位的支护施工责任，加强对承包单位施工质量的监督检查，重点核查金属矿专项支护、防护措施的落实情况。
（三）加强人才培养，夯实技术与管理基础
培养一支兼具安全管理能力和支护技术水平的专业人才队伍，是推动安全管控与支护技术协同发展的基础，结合煤炭矿、金属矿不同特点开展针对性培养。一方面，加强对施工人员的安全培训和技能培训，普及安全管控知识和支护施工技术，提升施工人员的安全意识和操作水平，确保支护施工规范、安全；煤炭矿重点培训瓦斯、水害防控知识，金属矿重点培训矿尘、有毒有害气体防护、边坡安全管理知识，以及金属矿专项支护技术操作技能。另一方面，培养专业的安全管理人才和支护技术人才，加强对地质勘察、支护设计、安全监测等专业人员的培养，提升其专业素养和应急处置能力；针对金属矿特点，培养具备矿体破碎治理、矿水腐蚀防控、边坡稳定性分析等专业能力的技术人才。同时，推广先进的安全管理经验和支护技术，组织开展煤炭矿、金属矿技术交流与培训，分享复合支护、智能化监测等先进实践，提升行业整体水平。
四、结语
矿井建设安全管控是底线，支护技术是保障，二者的科学实施与协同发展，是实现矿井建设安全、高效、有序推进的关键，对于煤炭矿、金属矿均具有重要意义。当前，矿井建设面临的地质条件日益复杂，深部开采、复杂围岩等难题不断凸显，其中金属矿还面临矿体破碎、矿尘、有毒有害气体等特殊挑战，对安全管控和支护技术提出了更高要求。需严格落实矿山安全生产相关政策要求，健全安全管控体系，结合煤炭矿、金属矿不同特点，强化源头防控、风险管控、现场管理和责任落实；结合地质条件优化支护技术选择，推行复合支护模式，强化施工质量管控，金属矿重点提升支护材料抗腐蚀性和支护方案个性化水平；加强技术创新、管理升级和人才培养，推动安全管控与支护技术深度融合，破解煤炭矿、金属矿施工中的安全与技术难题，为各类矿产资源开发提供坚实的安全保障和技术支撑。
