巷道掘进过老巷超前小导管支护技术研究

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1、巷道掘进过老巷超前小导管支护技术研究　　摘要：某矿MZ101工作面在过老巷段掘进过程中，创新采用超前小导管加固顶板后，铺设金属网、支设金属拱支架，降低了施工成本，加快了工程进度，极大的增加了施工安全性，提高了安全支护效果。文章针对掘进巷道过老巷段，采用超前小导管进行超前支护，取得了很好的效果。　　关键词：老巷；超前小导管；安全支护　　1概况　　某矿MZ101工作面位于姚四采?^东翼，回采+320m运输大巷煤柱，沿主采的二煤煤层走向顺煤层底板布置，不留底煤。工作面北邻+320回风巷及山韭沟新建矿（2006年已经封填），距+320回风

2、巷煤柱宽度35m，山韭沟新建矿开采范围不详。南邻18091、18092工作面（18091工作面1986年回采，18092工作面1990年回采），煤柱宽度距18091工作面1.4m，距18092工作面3m（净煤柱）；西邻姚四下山煤柱，距离姚四轨道下山20m；+320m运输大巷（沿二煤煤层顶板布置在煤层内）从工作面中间穿过。该掘进工作面以北存在较多小煤窑，私采乱挖情况严重，据了解姚四采区附近+320回风巷巷底与小煤窑巷道连通，且小煤窑早已进行封闭，无法掌握小煤窑实际采掘情况，需要在掘进前采取物探、钻探详细排查小煤窑采掘情况。　　MZ1

3、01工作面上巷掘进期间经过多处老巷，过老巷段顶板破碎，无法打设锚杆、锚索。如采用常规支护方式通过老巷段，很容易发生冒顶事故，存在极大安全隐患，相比较采用超前小导管先加固顶帮，主动支护，铺设金属网、支设金属拱支架，能在较短的时间内刷大巷道断面，施工过程中安全性较高，使运输，通风能力得到较大的提高。　　2超前小导管支护施工方法　　2.1超前小导管特点　　超前小导管工艺由钢管和钢拱架组成。超前小导管中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，钢管采用直径为30-50mm的无缝钢管制成，长度约为4-5m，将前端约100mm的部分压成扁平状或圆锥

4、状，以利于插入正前煤墙中，中间部分每隔200-300mm“品字形”钻设直径为6mm的溢浆孔；尾部0.6-1m范围内不开孔，作为不注浆的封闭段。超前小导管沿巷道拱部的断面布置，间距为300-500mm；外插角度与巷道轴线呈15°-25°。钢拱架利用36U型钢制作，断面形状为微拱形，棚腿柱窝深度200mm，误差不得超过±50mm；按照中腰线安装两侧棚腿，用8#铁丝绑扎在锚杆上；然后安装棚梁，两腿搭接内弧长度950mm，分别用3个卡具固定，螺母扭矩300N?m；36U型钢微拱棚的连板分别安装在棚正顶、两侧搭接处、两侧棚腿共安装9道连板。

5、由于过老巷段利用超前小导管和钢拱架组合共同承受顶帮破碎围岩压力，因此两排小导管沿走向应有一定搭接长度，小导管沿巷道走向搭接长度通常不小于1m。　　2.2施工简介　　接近老巷段时，首先紧贴掘进窝头架设36U型钢微拱支架，然后沿巷道断面从已架好的支架顶梁下方向前一架支架拱顶上方沿微拱断面开始打直径大于50mm的钻孔，钻孔深度与超前小导管长度匹配。所有钻孔施工完毕后，安设超前小导管，超前小导管要成排打入，不得露顶；在超前小导管内安设注浆管路，并进行封孔，确保封孔质量达标。确认封孔完毕后，注入水泥浆液，待水泥浆液将破碎带粘结稳固后，可以开

6、始掘进、出煤矸。当掘进进尺达到支架排距时，及时架设下一排36U型钢微拱支架，当掘进进尺达到超前小导管打入煤岩层深度的2/3时，应及时打孔，安设第二排超前小导管，直至通过老巷段为止。　　2.3施工参数　　在前一架支架上方0.5m处采用超前小导管沿巷道轮廓线由帮至顶均匀打入φ50mm，长4m的小导管进行超前支护，间距0.2m，小导管与拱顶的夹角为15°-25°，与巷帮向外偏水平角15°-25°，打入的钢管终端深入超前稳定煤岩层中，钢管外端利用已架设的钢棚提供支撑。将顶帮破碎围岩利用超前小导管支撑在已架钢棚与深部岩层之上，并在小导管内部

7、及破碎岩层段顶帮注水泥浆，以组合拱的形式共同承受其顶帮破碎围岩压力，提供足够的支护抗力。　　3施工方案　　3.1技术要求　　超前小导管及36U型钢微拱支架设计及加工应符合有关规定，小导管溢浆孔开设位置应提前标定，尾部应留设足够长度封孔段；36U型钢支架应按照巷道设计断面加工，微拱拱度应以达到或接近巷道设计轮廓线为准。　　3.1.1超前小导管安设标准及参数。（1）超前导管规格：无缝钢管，直径50mm；长4m。（2）沿巷道轮廓线环向布置间距300-500mm，沿巷道走向搭接长度不小于1m。（3）小导管安设角度与巷道轴线呈15°-25°

8、夹角，可根据实际情况调整。　　3.1.2施工程序　　小导管及U型钢支架制作→窝面架设钢支架→按设计孔位钻孔→安设小导管→小导管封孔→注浆→开挖掘进→效果检验-下→循环。　　3.2施工要求　　3.2.1开工前准备。（1）结合施工现场条件制定切实可行的