杜利宏

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán)晉圣礦業(yè)投資有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

小導(dǎo)管超前支護(hù)在煤礦建設(shè)施工中的應(yīng)用

杜利宏

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán)晉圣礦業(yè)投資有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

通過(guò)分析不同超前支護(hù)措施在斜井表土段暗槽及風(fēng)化基巖段施工過(guò)程中的適用性，結(jié)合隧道新奧法施工，以誠(chéng)南煤業(yè)回風(fēng)斜井為例，探索了小導(dǎo)管超前支護(hù)施工工藝和方法在煤礦建設(shè)中的應(yīng)用，該方法不僅可簡(jiǎn)化施工工藝，施工便捷，而且施工技術(shù)易掌握，安全性高，是一種有效的超前支護(hù)手段。

小導(dǎo)管超前支護(hù)；斜井表土段暗槽；風(fēng)化基巖段；煤礦建設(shè)

煤礦建設(shè)井筒施工中，由于地質(zhì)條件的變化，超前支護(hù)措施不當(dāng)，常常會(huì)發(fā)生塌方等事故，給井筒施工帶來(lái)了極大危害。目前，煤礦建設(shè)斜井施工經(jīng)常采用前探梁超前支護(hù)施工，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工復(fù)雜，尤其是斜井表土段暗槽及風(fēng)化基巖段，施工現(xiàn)場(chǎng)操作困難、安全性差?；诖耍疚耐ㄟ^(guò)對(duì)不同超前支護(hù)的分析，結(jié)合隧道新奧法施工，提出了小導(dǎo)管超前支護(hù)在斜井表土段暗槽及風(fēng)化基巖段的施工方案，并應(yīng)用于誠(chéng)南煤業(yè)回風(fēng)斜井表土段暗槽施工中，取得了良好的效果。

1　工程及地質(zhì)概況

1．1工程概況

誠(chéng)南煤業(yè)位于山西陽(yáng)城縣東冶鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計(jì)能力為60萬(wàn)t／年，采用斜井開(kāi)拓方式，工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)有3個(gè)井筒，分別為主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井，回風(fēng)斜井位于礦井工業(yè)廣場(chǎng)東部，井筒斜長(zhǎng)288 m，傾角20°，凈寬3．6 m，凈高3．4 m，凈斷面10．85 m2，直墻高1．6 m，半圓拱形斷面，采用混凝土支護(hù)，表土段明槽施工30 m，暗槽施工80 m。

1．2地質(zhì)概況

井田位于太行山南段西側(cè)，地貌屬土石低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，切割較破碎，井田內(nèi)地層大部分被基巖所覆蓋，第四系黃土僅零星出露?；仫L(fēng)斜井位于井田東北部，井田內(nèi)褶曲寬緩，未發(fā)現(xiàn)斷層、陷落柱構(gòu)造，南部有一向斜，兩翼基本對(duì)稱，地層傾角2°～4°；回風(fēng)斜井開(kāi)挖后地質(zhì)主要是黃土、砂質(zhì)泥巖，局部強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化裂隙發(fā)育，層間結(jié)合較差，強(qiáng)風(fēng)化帶呈松軟結(jié)構(gòu)。

2　超前支護(hù)施工方案

2．1前探梁超前支護(hù)方案

為了確保井筒安全順利的施工，誠(chéng)南煤業(yè)回風(fēng)斜井表土段施工采用金屬支架配前探梁進(jìn)行超前支護(hù)。

金屬支架為16＃槽鋼制作的拱形支架，前探梁采用d40 mm，壁厚3．5 mm鋼管制作，長(zhǎng)度為2 000 mm；采用YT-28型風(fēng)鉆，長(zhǎng)為1 700 mm鉆桿鉆孔，孔徑為d50 mm，按巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面輪廓、方向、傾角，鉆孔打眼，孔間距300 mm，孔深為1 700～1 500 mm；鉆孔達(dá)到預(yù)定孔深后，及時(shí)用YT-28型風(fēng)鉆將d40 mm鋼管頂入孔內(nèi)，外露300 mm，并搭接固定在金屬拱形支架上。在金屬拱形支架掩護(hù)下，人工采用風(fēng)鎬、手鎬掘進(jìn)，掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)1 200 mm后，緊跟掘進(jìn)頭及時(shí)架設(shè)金屬拱形支架。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，本方案存在以下缺點(diǎn)：施工復(fù)雜、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，尤其在破碎段成孔難度大，現(xiàn)場(chǎng)操作困難，外插角度不容易控制。

2．2小導(dǎo)管超前支護(hù)方案

針對(duì)金屬支架配前探梁超前支護(hù)施工中存在的缺陷，為了加快井筒施工進(jìn)度，在確保安全施工的條件下，對(duì)超前支護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化，采用小導(dǎo)管超前支護(hù)。

小導(dǎo)管采用d40 mm，壁厚3．5 mm，長(zhǎng)度為3 000 mm，無(wú)縫冷軋鋼管制作，前段300 mm制作成錐形；采用YT-28型風(fēng)鉆，孔徑d50 mm，長(zhǎng)度為2 500 mm鉆桿鉆孔，孔深大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度100mm；在拱部120°環(huán)向布設(shè)小導(dǎo)管14根，間距為300 mm，外插角為5°～15°；鉆孔完成后，及時(shí)用YT-28型風(fēng)鉆低速將d40小導(dǎo)管頂入鉆孔內(nèi)，外露300 mm；立模澆筑后，在小導(dǎo)管超前支護(hù)掩護(hù)下，黃土段采用人工風(fēng)鎬、手鎬掘進(jìn)，分化基巖段采用打淺眼放小炮配合人工風(fēng)鎬、手鎬掘進(jìn)，掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)2 400 mm后，緊跟掘進(jìn)頭立模澆筑（見(jiàn)圖1）。

圖1　小導(dǎo)管施工布置示意圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，采用本方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：初期支護(hù)效果明顯，現(xiàn)場(chǎng)施工操作技術(shù)易掌握，施工便捷，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性高。

3　小導(dǎo)管超前支護(hù)施工技術(shù)

施工工藝流程圖見(jiàn)圖2。

圖2　小導(dǎo)管超前支護(hù)施工工藝流程圖

施工方法：

1）井筒表土段明槽工程結(jié)束后，開(kāi)挖施工暗槽掌子面。

2）制作小導(dǎo)管，采用d40 mm，壁厚3．5mm的無(wú)縫冷軋鋼管，前端300 mm加工成尖錐形。

3）使用儀器測(cè)量放線，畫(huà)出輪廓線，定出小導(dǎo)管中心線位置，進(jìn)行布孔放樣，并以插釬標(biāo)記控制小導(dǎo)管環(huán)間距。

4）采用YT-28型風(fēng)鉆，長(zhǎng)度2 500 mm鉆桿鉆孔，并安裝小導(dǎo)管。

5）鉆孔直徑大于小導(dǎo)管直徑，拱部120°環(huán)向布設(shè)14根，外插角5°～15°，環(huán)間距300 mm，小導(dǎo)管長(zhǎng)度3 000 mm，外露長(zhǎng)度300 mm。

6）按照設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺2 400 mm掘進(jìn)，立模澆筑，注漿中將外露300 mm小導(dǎo)管與井筒拱部一體澆筑。

4　實(shí)施效果評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)斜井表土段暗槽及風(fēng)化基巖段施工過(guò)程中超前支護(hù)的分析，小導(dǎo)管超前支護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)中，不僅施工性好、易操作，而且安全性高，在有效控制了頂板的前提下，加快了工程施工進(jìn)度，縮短了工期。在施工井筒過(guò)程中，達(dá)到了安全、快速掘進(jìn)的效果。

［1］ 宋宏偉，劉 剛．井巷工程［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，2006：46-65．

［2］ 錢(qián)鳴高，劉聽(tīng)成．礦山壓力與巖石控制［M］．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003：41-45．

［3］ 李曉紅．隧道新奧法及其測(cè)量技術(shù)［M］．北京：科學(xué)出版社，2002：30-32．

［4］ 周愛(ài)國(guó)．隧道工程現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)［M］．北京：人民交通出版社，2004：35-36．

Application on a Small Duct Advanced Support in Coal Mine Construction

Du Li-hong

Through analyzing the applicability of different advanced support measures in the cove of topsoil segment in the inclined shaft and weathered bedrock section construction process，combined with New Austrian Tunneling Method（NATM）construction，takes the return air slope of Chengnan coal company as example，explore application of a small duct advanced support construction technology and method in the construction of coal mines．The method not only simplifies the construction process，construction is convenient，easy to grasp construction technology，safety ishigh，it is an effective means of advance support．

Small duct advanced support；The cove of topsoil segment in the inclined shaft；Weathered bedrock section；Construction of coal mines

TD352

B

1672-0652（2013）09-0059-02

2013-06-28

杜利宏（1983—），男，山西呂梁人，2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院，工程師，主要從事煤礦技術(shù)管理工作（E-mail）tgyqxy＠qq．com