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摘 要 鲁新矿井顶板岩性以砂岩、泥岩为主，岩性较软，胶结性差，顶板难以支护。为解决这一难题，采用小导管提前支护的方式，在围岩变形过程中能主动地产生支护阻力，控制岩层碎胀变形的效果较好，控制了顶板岩层的下沉，起到了较好地巷道支护作用。
关键词 导管；巷道；支护；技术
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0113-01
1 工程概况
鲁新矿井+570 m轨道运输石门由煤炭工业济南设计研究院有限公司设计，天元公司综掘队施工，巷道断面形状为直墙半圆拱形，长度1116 m，坡度为4‰上坡。
巷道布置在煤系地层中穿层掘进，采用喷、锚网棚喷、锚索支护工艺，掘进机割岩石达到断面要求后，初喷厚度不小于30 mm的砼，初凝20 min后打锚杆压网、架设拱形棚、复喷，喷射砼总厚度150 mm。锚杆采用全螺纹钢等强锚杆，规格：φ20×L2200 mm；锚杆按正方形布置，间排距：700 mm×700 mm；锚杆托盘压钢筋网，网与网之间每隔200 mm用10#扭接一处，网采用经纬焊接钢筋网，使用φ6.0 mm盘圆条，网格尺寸100 mm×100 mm。
2 问题的提出
1）鲁新矿井煤田属晚侏罗～早白垩含煤建造体系，岩性以砂岩、泥岩为主，岩性较软，胶结性差，硬度系数f=0.79～2.0之间。由于岩石硬度系数较小，巷道掘出后，围岩自稳时间短、来压快，在自重力的作用下，巷道顶板处易产生离层现象，从而使得顶板破碎，严重影响到矿井的生产安全，制约了巷道的掘进速度，针对迎头的实际情况，提出小导管超前支护方案。
2）在巷道掘进施工中，支护工艺占用时间的比重相当大。同时，巷道开挖后，要求尽快地对顶板进行支护，支护不及时，巷道顶板会在短时间内会发生离层，因此快速支护施工工艺成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。
3 小导管超前支护方案
1）在巷道拱部周边与施工方向呈2°～5°仰角、按间距200 mm～300 mm将小导管打入岩石中，导管外露0.5 m，所有钢管打设完完毕，按间距0.8 m架设两架拱形棚，其中靠近迎头的拱形棚托住钢管的外露端，使钢管起到托顶的作用。
2）在导管的掩护下割第一个循环，锚网喷支护后，架设两架拱形棚，再割第二个循环，导管剩余1.0 m后，再打设另一组导管。导管规格：φ30×L4500 mm。
3）每个循环，科学进行规划，严格正规操作，确保每一工序正常衔接，有序进行，提高现场工作效率，加快施工进度。
4 支护效果及经验
1）小导管施工工序简单，安全可靠，施工速度快，同时，材料不用加大，用现存的材料直接投入使用，即经济，又效益。
2）小导管在围岩变形过程中能主动地产生支护阻力，控制岩层碎胀变形的效果较好，控制了顶板岩层的下沉，杜绝了顶板破碎现象，为进行永久支护赢得了时间。
3）巷道采用小导管和锚网喷、拱形棚支护的复合支护后，提高了围岩的稳定性，保证了矿井二期工程的顺利开展，为矿井的安全顺利投产奠定了坚实的基础，从而产生了良好的经济效益。
5 以鲁新矿井煤仓仓顶硐室为例
5.1 支护参数及支护材料
煤仓仓顶硐室由煤炭工业济南设计研究院有限公司设计，支护形式为锚网喷二次支护加锚索联合支护。小导管在煤仓仓顶硐室支护中的作用。锚杆的锚固方式实行加长锚，锚固长度≥700 mm，间排距900 mm×900 mm，具体支护方式：初喷后打设一次锚杆压钢筋网，网与网搭接压茬100 mm，压茬处每隔200 mm用8#铁丝扭接一处，然后喷射厚度70 mm的砼，整个硐室一次支护完成后，按间排距1600 mm×2400 mm打设锚索加强支护，然后再打设二次支护锚杆压钢筋网，二次支护锚杆布置在一次锚杆第一排与第二排相邻锚杆对角线交叉点上，最后喷射厚度80 mm的砼盖网，总喷厚180 mm。
5.2 支护材料
5.2.1 锚杆及锚固剂
锚杆采用Φ22×L2400 mm全螺纹钢等强锚杆，树脂锚固剂为Z2835型；托盘为圆形，用8 mm钢板压制成弧形。
5.2.2 金属网
金属网采用编织式经纬焊接钢筋网，金属网规格Φ6.5×2800×1000 mm，网格尺寸100 mm×100 mm。
5.2.3 混凝土
水泥：水泥标号为P.O42.5（普通硅酸盐水泥）。
砂子：采用河砂作配料，颗粒粗细要均匀，含泥量按重量计算不大于3%。
石子：采用瓜子石作骨料，颗粒直径为5 mm-10 mm。
速凝剂：其配比为水泥重量的2%～4%，喷拱取上限。
5.2.4 锚索
锚索采用低松弛高强度直径φ17.8 mm的7股左旋钢绞线，长度6.3 m。
5.3 施工方案的选择
硐室掘进断面尺寸宽×高=6060 mm×8730 mm。根据设计要求，经过分析，有以下两种可行的施工方案：
方案一：先用小导管施工断面较小的导硐沿施工方向水平掘进到硐室尽头，再从外向里按下分层、中分层、上分层分层逐段放顶、开帮到硐室顶部。其优点是导硐便于施工，中腰线便于控制，风筒供风合理，易于耙装浮矸。缺点是断面跨度大，分层放顶次数多，浪费工时，支护材料费用高，顶板较难管理。
方案二：先施工断面较小的导硐沿施工方向与水平呈29°仰角掘进到硐室顶板，再水平掘进2 m到硐室山墙位置，按尺寸扩出硐室拱部断面，反方向放顶、开帮达到拱部断面到硐室另一端山墙位置，待拱部支护完成后，分层起底到硐室底板。其优点是顶板容易管理，节省工时，节省支护材料。缺点是导硐坡度较大，中腰线不好控制，行人困难，起坡点处容易堆积浮矸，影响风筒供风。
6 总结
小导管施工工序简单，安全可靠，施工速度快。使用小导管提前在软巷道中进行支护，使小导管在围岩变形过程中能主动地产生支护阻力，控制岩层碎胀变形的效果较好，控制了顶板岩层的下沉，杜绝了顶板破碎现象，为进行永久支护赢得了时间。小导管支护后，再采用锚网喷、拱形棚支护的复合支护后，提高了围岩的稳定性，保证了矿井二期工程的顺利开展，为矿井的安全顺利投产奠定了坚实的基础，从而产生了良好的经济效益。
参考文献
[1]李善海.软岩巷道支护的研究[J].中国煤炭，2008（11）：36.
[2]高可攀.复合顶板的支护技术[J].山东煤炭科技，2010（6）：26.
关键词 导管；巷道；支护；技术
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0113-01
1 工程概况
鲁新矿井+570 m轨道运输石门由煤炭工业济南设计研究院有限公司设计，天元公司综掘队施工，巷道断面形状为直墙半圆拱形，长度1116 m，坡度为4‰上坡。
巷道布置在煤系地层中穿层掘进，采用喷、锚网棚喷、锚索支护工艺，掘进机割岩石达到断面要求后，初喷厚度不小于30 mm的砼，初凝20 min后打锚杆压网、架设拱形棚、复喷，喷射砼总厚度150 mm。锚杆采用全螺纹钢等强锚杆，规格：φ20×L2200 mm；锚杆按正方形布置，间排距：700 mm×700 mm；锚杆托盘压钢筋网，网与网之间每隔200 mm用10#扭接一处，网采用经纬焊接钢筋网，使用φ6.0 mm盘圆条，网格尺寸100 mm×100 mm。
2 问题的提出
1）鲁新矿井煤田属晚侏罗～早白垩含煤建造体系，岩性以砂岩、泥岩为主，岩性较软，胶结性差，硬度系数f=0.79～2.0之间。由于岩石硬度系数较小，巷道掘出后，围岩自稳时间短、来压快，在自重力的作用下，巷道顶板处易产生离层现象，从而使得顶板破碎，严重影响到矿井的生产安全，制约了巷道的掘进速度，针对迎头的实际情况，提出小导管超前支护方案。
2）在巷道掘进施工中，支护工艺占用时间的比重相当大。同时，巷道开挖后，要求尽快地对顶板进行支护，支护不及时，巷道顶板会在短时间内会发生离层，因此快速支护施工工艺成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。
3 小导管超前支护方案
1）在巷道拱部周边与施工方向呈2°～5°仰角、按间距200 mm～300 mm将小导管打入岩石中，导管外露0.5 m，所有钢管打设完完毕，按间距0.8 m架设两架拱形棚，其中靠近迎头的拱形棚托住钢管的外露端，使钢管起到托顶的作用。
2）在导管的掩护下割第一个循环，锚网喷支护后，架设两架拱形棚，再割第二个循环，导管剩余1.0 m后，再打设另一组导管。导管规格：φ30×L4500 mm。
3）每个循环，科学进行规划，严格正规操作，确保每一工序正常衔接，有序进行，提高现场工作效率，加快施工进度。
4 支护效果及经验
1）小导管施工工序简单，安全可靠，施工速度快，同时，材料不用加大，用现存的材料直接投入使用，即经济，又效益。
2）小导管在围岩变形过程中能主动地产生支护阻力，控制岩层碎胀变形的效果较好，控制了顶板岩层的下沉，杜绝了顶板破碎现象，为进行永久支护赢得了时间。
3）巷道采用小导管和锚网喷、拱形棚支护的复合支护后，提高了围岩的稳定性，保证了矿井二期工程的顺利开展，为矿井的安全顺利投产奠定了坚实的基础，从而产生了良好的经济效益。
5 以鲁新矿井煤仓仓顶硐室为例
5.1 支护参数及支护材料
煤仓仓顶硐室由煤炭工业济南设计研究院有限公司设计，支护形式为锚网喷二次支护加锚索联合支护。小导管在煤仓仓顶硐室支护中的作用。锚杆的锚固方式实行加长锚，锚固长度≥700 mm，间排距900 mm×900 mm，具体支护方式：初喷后打设一次锚杆压钢筋网，网与网搭接压茬100 mm，压茬处每隔200 mm用8#铁丝扭接一处，然后喷射厚度70 mm的砼，整个硐室一次支护完成后，按间排距1600 mm×2400 mm打设锚索加强支护，然后再打设二次支护锚杆压钢筋网，二次支护锚杆布置在一次锚杆第一排与第二排相邻锚杆对角线交叉点上，最后喷射厚度80 mm的砼盖网，总喷厚180 mm。
5.2 支护材料
5.2.1 锚杆及锚固剂
锚杆采用Φ22×L2400 mm全螺纹钢等强锚杆，树脂锚固剂为Z2835型；托盘为圆形，用8 mm钢板压制成弧形。
5.2.2 金属网
金属网采用编织式经纬焊接钢筋网，金属网规格Φ6.5×2800×1000 mm，网格尺寸100 mm×100 mm。
5.2.3 混凝土
水泥：水泥标号为P.O42.5（普通硅酸盐水泥）。
砂子：采用河砂作配料，颗粒粗细要均匀，含泥量按重量计算不大于3%。
石子：采用瓜子石作骨料，颗粒直径为5 mm-10 mm。
速凝剂：其配比为水泥重量的2%～4%，喷拱取上限。
5.2.4 锚索
锚索采用低松弛高强度直径φ17.8 mm的7股左旋钢绞线，长度6.3 m。
5.3 施工方案的选择
硐室掘进断面尺寸宽×高=6060 mm×8730 mm。根据设计要求，经过分析，有以下两种可行的施工方案：
方案一：先用小导管施工断面较小的导硐沿施工方向水平掘进到硐室尽头，再从外向里按下分层、中分层、上分层分层逐段放顶、开帮到硐室顶部。其优点是导硐便于施工，中腰线便于控制，风筒供风合理，易于耙装浮矸。缺点是断面跨度大，分层放顶次数多，浪费工时，支护材料费用高，顶板较难管理。
方案二：先施工断面较小的导硐沿施工方向与水平呈29°仰角掘进到硐室顶板，再水平掘进2 m到硐室山墙位置，按尺寸扩出硐室拱部断面，反方向放顶、开帮达到拱部断面到硐室另一端山墙位置，待拱部支护完成后，分层起底到硐室底板。其优点是顶板容易管理，节省工时，节省支护材料。缺点是导硐坡度较大，中腰线不好控制，行人困难，起坡点处容易堆积浮矸，影响风筒供风。
6 总结
小导管施工工序简单，安全可靠，施工速度快。使用小导管提前在软巷道中进行支护，使小导管在围岩变形过程中能主动地产生支护阻力，控制岩层碎胀变形的效果较好，控制了顶板岩层的下沉，杜绝了顶板破碎现象，为进行永久支护赢得了时间。小导管支护后，再采用锚网喷、拱形棚支护的复合支护后，提高了围岩的稳定性，保证了矿井二期工程的顺利开展，为矿井的安全顺利投产奠定了坚实的基础，从而产生了良好的经济效益。
参考文献
[1]李善海.软岩巷道支护的研究[J].中国煤炭，2008（11）：36.
[2]高可攀.复合顶板的支护技术[J].山东煤炭科技，2010（6）：26.