煤巷掘進(jìn)過斷層方法探討

張煥明 段長鵬

摘 要：斷層是煤礦挖掘時(shí)經(jīng)常遇到的問題，為了更好的獲取經(jīng)濟(jì)和社會效益，就需要解決斷層問題，本文主要介紹了煤巷掘進(jìn)過大斷層的方法，巷道夾角和斷層對巷道圍巖的影響，探討煤巷掘進(jìn)過小斷層的方法。

關(guān)鍵詞：巷道夾角；巷道掘進(jìn)；斷層

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.046

斷層是煤礦挖掘時(shí)經(jīng)常遇到的問題。為了順利的進(jìn)行掘進(jìn)工作，就需要解決斷層問題，目前，最有效解決小斷層、厚煤層等問題的方法就是后退挑頂和后退臥底過斷層的方法。分析巷道夾角和斷層對巷道圍巖的影響，結(jié)合實(shí)際工作中的情況，總結(jié)過大斷層的方式方法，解決了煤巷掘進(jìn)工作過斷層支護(hù)困難的難題。

1 兩種處理小斷層的方法

1.1 后退臥底處理斷層法

采用后退臥底法過斷層的最好時(shí)機(jī)是當(dāng)斷層造成煤層下移的方向是沿掘進(jìn)施工的方向時(shí)。當(dāng)臥底掘進(jìn)到了斷層的地方，這時(shí)，斷層面上盤煤層頂板恰好與巷道頂部的高度一致。繼續(xù)掘進(jìn)時(shí)，將煤層頂板正常用支護(hù)裝置進(jìn)行支護(hù)，這樣斷層就可以被支護(hù)裝置很好的保護(hù)起來，從而讓掘進(jìn)工作順利的進(jìn)行。采用后退臥底的方法過小斷層，優(yōu)點(diǎn)有工程量減少了、出煤率增大了等。

1.2 后退挑頂處理斷層法

采用后退挑頂法過斷層的最好時(shí)機(jī)是當(dāng)斷層造成煤層上移的方向是沿掘進(jìn)施工的方向時(shí)。當(dāng)挑頂掘進(jìn)到了斷層的地方，這時(shí)，斷層面下盤煤層頂板恰好與巷道頂部的高度一致。繼續(xù)掘進(jìn)時(shí)，將煤層頂板正常用支護(hù)裝置進(jìn)行支護(hù)，這樣斷層就可以被支護(hù)裝置很好的保護(hù)起來，從而讓掘進(jìn)工作順利的進(jìn)行。

2 圍巖的影響因素

斷層破碎帶圍巖壓力的分布是受斷層破碎帶圍巖產(chǎn)狀影響的。松散破碎的碎塊巖體和泥巖等充填物組成了斷層破碎帶，地方的壓力可以用松散巖體力學(xué)理論進(jìn)行計(jì)算，斷層破碎帶產(chǎn)生的垂直地層壓力即作用在巷道或硐室上的垂直地層壓力等于斷層破碎帶充填物容重和深埋時(shí)為壓力拱高度的乘積。影響圍巖壓力分布的主要因素是斷層與巷道夾角不同。

3 地質(zhì)與斷層的解決方法

3.1 地質(zhì)

當(dāng)?shù)刭|(zhì)的煤層厚度和煤層間距處于一定值，煤的類型屬于半暗半亮型，這層煤的結(jié)構(gòu)單一，厚度相對穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。這種煤的底部為深灰色粉沙巖，其中泥質(zhì)含量較高，但穩(wěn)定性很差，含有植物的化石在其中，質(zhì)地很脆，非常易碎。

3.2 斷層情況

斷層主要分為正斷層、逆斷層及直立斷層。掘進(jìn)過程中最普遍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是斷層，處理斷層可以采用錨網(wǎng)支護(hù)方法，這種處理方法具有及時(shí)性、短時(shí)性及安全性等優(yōu)點(diǎn)。總結(jié)處理斷層的方法必須要在實(shí)踐中總結(jié)，并與實(shí)踐相結(jié)合。

3.3 斷層處理方法

當(dāng)在煤巷掘進(jìn)中遇到斷層時(shí)，首先要做的是了解斷層的情況。之后對過斷層形成高墻的問題進(jìn)行有效的分析和研究，為過大斷層積累經(jīng)驗(yàn)。

3.3.1 斷層處理方法之直接割頂法

當(dāng)遇到斷層高度小于兩米的落斷層時(shí)，斷層表面巖石硬度不大可直接將巖石截割，之后進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。直接割頂法降低了發(fā)生安全事故的可能性，也減少可掘進(jìn)的難度。直接割頂法最適宜的使用情況是當(dāng)掘進(jìn)坡度大、坡度減小或是反坡。

3.3.2 斷層處理方法之后退臥底法

當(dāng)斷層為落差小于一定值就是落斷層，落斷層一般采用錨網(wǎng)索支護(hù)控制圍巖的方法，為保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求，掘進(jìn)機(jī)應(yīng)后退一定的距離，用小于掘進(jìn)機(jī)坡度栽坡臥底。掘進(jìn)機(jī)使用這種方法處理斷層既可以保持巷道的穩(wěn)定，又不會破壞巷道，由于巷道高度隨著臥底逐漸增加，所以在處理斷層后，先要從上向下用錨網(wǎng)索加固對頂幫和斷層面，避免巷道過高而發(fā)生安全事故。

3.3.3 斷層處理方法之臺階施工法

當(dāng)斷層的高度位于兩米到四米之間的起斷層時(shí)，頂煤厚度已經(jīng)很小了，不能采用放炮震動落煤這種方法了。這時(shí)就應(yīng)該采取臺階施工法。其中要超前兩米到三米對上半部進(jìn)行支護(hù)，當(dāng)巷道高度維持在兩米五時(shí)，應(yīng)采用錨桿鉆機(jī)施工，施工時(shí)，必須嚴(yán)格遵守規(guī)定進(jìn)行支護(hù)。

3.3.4 斷層處理方法之起坡臥底、頂煤放炮法

當(dāng)斷層暴露出來后，一定要及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，用來保證作業(yè)人員的人生安全，還能減小補(bǔ)打的難度，當(dāng)斷層為暴露高度小于一米的起斷層時(shí)，采用的掘進(jìn)方式為臥底掘進(jìn)。當(dāng)起斷層落差高度大于兩米時(shí)，采用的掘進(jìn)方式為點(diǎn)小炮震動落煤。點(diǎn)小炮震動落煤方法的難度很大。

4 支護(hù)方法

4.1 巷道支護(hù)之鋼棚支護(hù)法

采用架工字鋼棚或錨噴的方法過斷層一般是斷層落差較大，并且，其他的過斷層方法都不適用。架工字鋼棚支護(hù)與錨桿超前支護(hù)總是要相互配合使用，這樣達(dá)到的效果會更好，使用架工字鋼棚支護(hù)時(shí)，可能是在暴露斷層之后，頂板碎裂、水量過多、嚴(yán)重塌落等原因。錨桿通常都是由特殊的工藝制作，超前錨桿最有效地使用位置是固定的，最好是打在外側(cè)，使用間距和角度都是確定的。

4.2 巷道支護(hù)之錨索加固法

為了控制圍巖的壓力，更有效的降低巷道片幫的可能性，應(yīng)采用錨索加固法。當(dāng)斷層平行與巷道或斷層位于片幫之內(nèi)，出現(xiàn)這種情況可能會造成增大圍巖的壓力，片幫會加重，加大了支護(hù)難度，可以將錨桿連在一起形成一個(gè)網(wǎng)狀，而斷層側(cè)巷幫中部則是采用錨索加強(qiáng)支護(hù)。錨索長度一般在四米左右，影響錨索的主要因素是斷層在巷幫的形狀，錨索排距在兩米左右。

5 小結(jié)

在過斷層組中，先要探清斷層的實(shí)際情況，使用最有效的過斷層方法，這樣過斷層組有著很多的優(yōu)點(diǎn)，例如高效、快速、經(jīng)濟(jì)等。在煤巷過斷層掘進(jìn)中，為了達(dá)到減小了斷層對巷道的影響范圍的目的，可以增大斷層和巷道的夾角，為了更好的維護(hù)和支護(hù)巷道，應(yīng)該增大了巷道頂板的支撐能力。

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作者簡介：張煥明（1983-），男，山東肥城人，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，現(xiàn)任技術(shù)員，主要從事煤礦開采工作。