超前支护技术在巷道恢复中的应用实践

[摘要]介绍了超前支护技术对严重塌方的平巷的恢复治理思路及全过程。即分段施工，每段前端采用锚杆和混凝土支护住毛渣，后端用钢架支顶住锚杆及其前段支护体，如此往复，直至支护施加完成。该超前支护不用全部清理毛渣，节省工作量和成本，同时，避免了因工程改道而造成工期延误或者工程报废的不良后果。对同类不良工程地质条件后的塌方处理及施工有着较好的借鉴意义。

[关键字]巷道恢复 塌方 处理 超前支护

[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-238-1

1工程概况

金场分矿是山东黄金矿业（沂南）有限公司下设的三个分矿之一，位于界湖镇金场村。矿区位于沂源-沂南断陷盆地东南边缘，处于北北东向鄌郚-葛沟断裂与北西向构造体系的金场-马牧池断裂的交汇部位，东临沂沭断裂带，西靠鲁西地体，处于上述三个大地构造单元的复合部位。冶官墓段位于内断裂构造主要为NNE断裂发育，其中F7断裂长约250m，纵贯矿段中部，走向10°，倾向南东，倾角73。其中-280米中段北主运开拓至该断裂时遭遇塌方，随着出渣顶帮岩石继续冒落，塌方区越来越大，冒顶高度继续增大，给施工人员造成严重威胁。矿方迫于安全压力于2010年11月份停止该处作业，致使该处36000吨矿石无法开采。

2011年11月经相关技术人员勘察现场后决定恢复此开拓工程。

2治理方案

该主运巷塌冒处长度约16米，塌冒最高达8米，且顶板有继续塌冒趋势。 塌方体完全为松散体，使用传统钢材支护方法需出渣形成支护空间后才能进行。出渣过程中顶帮岩石继续冒落，严重威胁着作业人员的安全，极易发生安全事故。由于该断裂带节理发育且有泥化夹层，塌方终止高度无法预测，极易造成工程报废或因此而工程改道，而改道后同样也得经过此断裂带，而且会造成工程量及成本增加，工期延后。根据现场实际情况，查阅相关资料，经反复探讨、研究后，决定对此主运巷进行恢复段超前支护。

3施工工艺

在迎头退出1m左右处架设钢架，用长2.5～3.0m，直径为33mm，的空心钢管（锚杆），以钢架横梁为支撑点，钢管（锚杆）沿横梁水平方向每隔150mm往平巷前进方位水平打进，钢管（锚杆）需留在钢架横梁后面200mm左右，形成前端由毛渣支撑，后端由钢架支撑的临时安全棚，然后出渣工开始清理临时安全棚下毛石。出渣往前推进500mm时，要及时进行钢架支护（超前支护法如图1所示），以后施工工序以此类推向前支护，既能达到安全生产，又减少了临时支护棚以上毛石的出渣量，从而保证工程施工的进度和质量。钢架支护后对支护棚顶毛石进行喷射混凝土，喷层能够很快凝结，形成一个较稳定的支护护顶层。喷层上部松散毛石又形成支护缓冲层，能够减轻上部冒落毛石对支护棚的冲击。毛石经过一段时间的毛落后与塌冒区接顶，支护能够形成稳定状态。

由于-280m中段北主运工程在通过塌冒区施工中，成功应用了超前支护方案进行施工，在通过该地段时施工人员没有受到任何伤害，工程按预定计划如期完成，后续生产工程施工完成后，-280m中段北主运增加36000t可采矿量，三级矿量得到有效平衡。

4施工中应注意的问题

（1）由于管棚上部有大量冒落毛石，承受压力较大，对管棚和格栅钢架形成的支护体系要求高，支护结构要有足够的强度和刚度，为此在处理塌方段时，把格栅钢架换成120的工字钢，以增加支护体系的刚度。临时支护完成后是具体情况可以采用钢筋混凝土墙支撑两帮，以加强支护强度。

（2）塌方体内大部分呈松散碎屑状，又混有大小不一的硬质岩块，施工中采用空气潜孔锤跟管钻进，遇地层变化时，更换钻头改变钻进方法。松散岩体用跟管钻进，遇坚硬大块岩石用常规钻头钻进。

5结语

该超前支护操作简单易行，安全性高，能够有效控制顶板事故及伤人事件发生，经济效益及安全系数显著，达到了预期效果。

矿山在工程施工过程中往往由于受褶皱、断层破碎带等地质构造的影响，在施工中不可避免地会遇到冒顶、片帮等棘手的塌方问题，遇上塌方地段，也只有采取有效的支护方法进行支护，才能保证工程的顺利实施和矿山正常的生产开拓。因此，采用地下开采的矿山对井下支护方法的实践应用及研究，是长期的、十分必要的。在矿山井巷工程施工中，能有效预防和消除此类安全隐患的措施之一，就是及时采取适宜本矿山矿围岩的支护形式。对支护方式的探索和完善仍是从事矿山开采的工程技术人员一项长期而艰巨的任务。

参考文献

[1] 北京有色冶金设计研究总院，等.采矿设计手册（矿床开采卷）[M].中国建筑工业出版社，1989.

[2] 张福宏.管棚超前支护技术在软岩巷道施工中的应用 现代矿业2011.9：93-94.

[3] 陈长金.管棚超前支护在牛栏江滇池补水工程隧洞中的应用 甘肃水利水电技术 2010.2：59-60.