掘進巷道頻繁遇斷層技術探索

徐文健　齊新林

摘要：大雁礦業集團公司雁南煤礦在施工的東翼271層四區段運輸順槽時，由于地質資料不詳，巷道施工中頻繁出現預想不到的斷層，給施工隊的施工進度造成了重大阻礙。大雁礦業集團公司雁南煤礦工程技術人員決定對掘進巷道施工中頻繁出現預想不到的斷層開始進行研究，文章即為對此情況進行的闡述。

關鍵詞：掘進巷道；技術參數；斷層分析；頂板破碎；爆破參數 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD163 文章編號：1009-2374（2015）01-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0080

神華大雁礦業集團位于內蒙古自治區呼倫貝爾市鄂溫克族自治旗境內，現擁有大雁礦區東部區、西部區和伊敏河東區三大煤田，煤炭總儲量97.2億噸，煤種屬中灰、低硫、低磷環保型褐煤，平均發熱量3800大卡/千克。大雁礦業集團資產總額25.8億元，在職職工1.8萬人，企業規模為國有大型二檔，資信等級為AA。公司下設子（分）公司23個，有生產礦井三對，生產能力600萬噸。經過多年的發展與建設，企業目前已形成以煤炭生產為主，兼營熱電聯產、基建施工、建材生產、勘測設計、機電修配、農牧業生產及生態旅游等多元化產業

格局。

1 項目研究情況分析

大雁礦業集團公司雁南煤礦自2013年初開始分階段對此項目進行研究：

第一階段：1～3月，對巷道掘進施工中遇到的200～300mm落差的小斷層進行分析研究。

在施工東翼282層三區段掘進巷道時，出現若干個落差在200～300mm的小斷層，雖然此種小斷層對巷道掘進影響非常有限，但我們也充分利用此地質條件進行研究和工作。在此期間，由隊技術員和有經驗的班段長在現場對作業人員講解和分析剛剛揭露的斷層，并針對此類斷層給作業人員講解應做出怎么的施工方案和相應的加強巷道支護方法。與此同時，在現場假想如果遇到落差為1.0～3.0m的斷層時，應怎樣對巷道頂底板進行調整和根據頂幫破碎情況采取相應的加強支護方法，加強作業人員對遇到斷層的應對措施。

第二階段：4～6月，對原地質資料曾經揭露的斷層在本區段掘進巷道內實際揭露。

在施工東翼282層三區段下順槽至1650m時，揭露其原地質資料顯示的F7斷層，揭露該處斷層為正斷層，落差為1.3m，與巷道施工方向斜交，巷道由斷層上盤穿過斷層面進入斷層下盤。井下作業人員針對以往所遇到斷層施工的經驗成功地對巷道層位進行了調整（即將巷道逐漸提高緩慢進入斷層下盤），使該處巷道平緩通過斷層帶，使巷道少穿巖，頂、底板起伏小，并對巷道進行打點柱，備棚，成功地對巷道進行了有效支護。此次成功地通過了斷層，避免了以往巷道起伏過大，造成皮帶無法安裝，最后對巷道進行挑頂、拉底順坡。

第三階段：7～9月，對預想不到的斷層進行分析和推測，做出正確的施工方案。

在施工東翼282層三區段開切眼20m時，突然出現頂板煤層厚度逐漸變薄，由最初頂板3.0m厚的煤層逐漸變為0.5m，平均巷道每施工1.0m頂煤變薄0.5m，依據此情況我們進行分析，猜測頂板煤層變薄的原因是頂板上部及工作面前方將有傾角較小的的斷層存在所導致煤層斷開（即上盤下降），致使煤層變薄巷道由煤層下盤進入上盤，施工至40m時出現一傾角為5°的斷層，斷層過后2.0m，頂煤恢復正常2.2m厚度。我們對斷層成功的預測，并對巷道施工層位提前調整，減少巷道大坡度起伏，并改變支護形式對頂板加強支護。

在施工東翼282層三區段開切眼時，依據地質資料顯示，在施工90m時巷道內將出現一個落差為3.0m的斷層，采取了邊探邊掘，巷道出現頂板壓力大，淋水加大，采取了及時觀測頂板動態情況，依據頂板情況采用樹脂藥卷全長錨固和打設點柱，并且每天對錨桿進行拉拔力試驗。

合理的爆破參數是解決頂板破碎的一種方法。要據據巷道煤巖性特征，合理布置炮眼，控制裝藥量，可以避免由于放炮引起的冒頂事故。采取多打眼、淺打眼、少裝藥的光面爆破技術，施工時采用風鎬輔助刷大斷面，盡量減少對頂板的震動破壞。其技術路線有：（1）縮小周邊眼抵抗線，使輔助眼與周邊眼的外口距離控制在400mm以內；（2）周邊眼盡量靠近輪廓線；（3）采取多打眼、淺打眼、少裝藥的爆破工藝，煤巷周邊眼裝藥量150g，眼距控制在400mm以內；（4）利用毫秒延期電雷管微差爆破的優勢，合理分配掏槽、輔助、周邊眼雷管段數，達至預期爆破效果；（5）破碎頂板循環進尺過大不利于頂板控制，采取縮小循環進尺，短掘快進，循環進尺保持為800mm（即一排錨桿的排距），可有效控制頂板；（6）施工巷道過斷層或破碎帶時，在打眼放炮前提前處理頂板，如在工作面迎頭頂板斜上方打設前探錨桿，提高頂板巖體的強度，人為增加頂板的穩定性，進而達至控制頂板的目的；（7）巷道盡量一次成形，避免巷道重復翻修帶來頂板二次破壞保證巷道標準化達標。

經過近一年的努力工作，使我隊在巷道掘進施工中有較大提高，特別是在遇到斷層等地質條件復雜情況下的施工。

巷道掘進過斷層時，斷層破碎帶地段一次成巷，避免了巷道二次翻修，使巷道維護性能好，節省了人力、物力和時間。如果遇斷層時，巷道層位沒有進行及時調整。巷道會出現由于頂、底板起伏過大，造成皮帶掉貨嚴重或皮帶無法通過巷道。過斷層期間如果沒有采取有效的支護，巷道經過一段時間可能會出現頂板下沉、兩幫鼓出，使巷道收斂嚴重，結果是造成工作面停產。最后將抽調部分人力用于扒頂和拉底。扒頂后對頂板重新打錨桿、掛鐵絲網并架棚進行支護，浪費了大量的人力、物力和時間，而且由于巷道受到第二次破壞巷道維護困難，巷道可能會出現多次翻修，嚴重時可能會出現冒頂事故。

例如：東翼282層三區段下順槽施工至1650m處如果巷道層位沒有及時調整，施工完畢后再返過來進行扒頂、拉底順坡。至少要對斷層前、后5m范圍內進行扒頂、拉底，此處翻修將使用錨桿75套，樹脂藥卷75支，木墊板75塊，鐵絲網37m3。僅此項材料就損失人民幣3403元。還將損失部分人力到此處進行翻修，造成工作面停產，至少4天才能完成此處的翻修。如翻修不及時和翻修不當還很有可能出現頂板冒頂事故造成重大損失和給施工人員生命造成很大威脅。

2 工作中存在的問題

（1）作業人員對井下斷層產狀要素描述不清楚，使地面人員無法對斷層進行判斷，不能及時對井下施工進行指導。

（2）作業人員對井下斷層分析情況不足，盲目進行掘進，造成巷道起伏過大，給巷道皮帶安裝和運輸帶來很大負擔。

（3）井下人員不能對小落差斷層進行清楚分析后做出正確施工方案。

（4）井下施工人員對巷道斷層透水事故安全意識淡薄，存在僥幸心理，給施工帶來不安全隱患。

3 結論

（1）由于掘進巷道頻繁出現斷層，使井下作業人員在工程技術人員沒有到達現場情況下能夠對小落差斷層進行正確分析并做出正確施工方案。

（2）工作中，由于對斷層的正確認識和分析，可大大減少對巷道的后期的拉底、扒頂順坡工程量，這樣一來可減少大量的人力、物力。

（3）利用放假期間對職工進行安全技術培訓時，增加一項對井下斷層施工中安全注意事項以及分析斷層的方法，能夠使作業人員了解斷層各種產狀要素，使作業人員發現斷層后能及時向井上值班工作人員說明井下斷層的具體情況，以便地面人員第一時間對井下情況進行全面了解。

作者簡介：徐文健，男，內蒙古神華大雁集團公司雁南煤礦生產技術科技術員，助理工程師，研究方向：采礦工程；齊新林，男，內蒙古神華大雁集團公司雁南煤礦生產技術科技術員，助理工程師，研究方向：采礦工程。

（責任編輯：蔣建華）endprint