對煤礦復雜地質條件下過斷層的技術研究

李志強

摘 要 隨著煤礦作業的深入進行，會面臨各類復雜地質條件，并且經常會遇到一些斷層結構，探究煤礦開采過程中如何順利的過斷層，對煤礦高效生產有著至關重要的意義。本文就對煤礦開采過程中，斷層的形成，以及如何安全過斷層做了簡要分析研究。

關鍵詞 煤礦 斷層 研究

中圖分類號：TD322 文獻標識碼：A

0前言

隨著我國煤礦礦井開采的深度不斷增加，目前工作面開采的地質條件越來越復雜，工作面過斷層開采技術已成為我國煤炭行業必須研究的重大課題之一。斷層的形成，主要是因為煤巖層受力超過其承受力里時，產生破裂，最后形成微隙，當許多微隙連在一起時，就形成一個斷面層。斷面層兩側會發生滑動，根據滑動的方向，斷層又可分為正斷層和逆斷層。上盤下降，下盤相對上升的稱為正斷層，上盤上升，下盤相對下降的斷層則稱之為逆斷層。本文將重點對煤礦開采過程中安全順利過斷層展開研究。

1斷層的識別與特征

1.1斷層出現的征兆

掘進巷道遇到以下情況時，往往預示著工作面即將揭露斷層：煤層走向與傾斜發生較大變化；煤層頂、底板出現嚴重的凹凸不平，頂底板巖石中裂隙增多，越接近斷層裂隙越多；煤層厚度發生顯著變化，煤層變得松軟，光澤變暗；出現滴水或涌水，瓦斯涌出量顯著增大。

1.2斷層特征分析

2對各類過斷層的分析研究

2.1開拓設計階段對斷層的處理

2.1.1井筒位置的選擇

由于斷層易造成煤層與含水層接近甚至接觸。一旦井筒布置在斷層帶上，不但壓力大，施工困難，而且易發生水害，給井筒延深帶來困難。因此，井筒特別是井底車場應盡量避開大的斷層。對于傾角較大的斷層，豎井井筒應布置在斷層的下盤，距離斷層30～50m外為宜。對于傾角較小的斷層，當豎井井筒無法避開斷層時，應選擇煤層層數少的部位穿過斷層，但井底車場的位置應避開斷層帶。斜井井筒位置的選擇也以同樣的原則處理。

2.1.2回采工作面的布置

在斷層發育區，要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊體的大小、形態和已有生產系統來布置采面。為避免斷層對回采的影響，應盡可能地將較大斷層留在采面與采面之間的煤柱內。

2.1.3開拓方式的確定

在選擇井田開拓方式時，要充分考慮各種地質因素的影響，其中斷層占重要地位。在緩傾斜煤層中，用斜井開拓較好。但是如果煤層遭受斷層的破壞，產狀發生變化，就應采用豎井方式開拓。

2.2掘進階段對斷層的處理

2.2.1運輸大巷遇到斷層

運輸大巷是煤礦長期使用的主要巷道，要求布置在煤層附近的較穩固的巖層中，并力求平直，避免急劇拐彎。當掘進遇較大斷層時，應根據運輸和安全等要求，處理好巷道拐彎問題。

2.2.2煤平巷遇到斷層

當煤平巷遇斷層后，要求不改變巷道坡度而改變巷道的方向過斷層。一般處理方法是掘進石門聯絡兩盤的煤層，可以采用破頂或破底的方法過斷層。至于具體采用何種方法，要根據巖性有利于施工、距離短和少丟煤等因素綜合考慮。當斷層帶地壓力不大，又無瓦斯和水害威脅時，也可沿斷層掘進聯絡石門。

2.2.3采區上下山遇到斷層

一般情況下，回風上下山沿斷層掘進，在巷道方向不變的情況下，坡度允許有較大的變化/運輸上下山布置在煤層底板內，不僅巷道方向不能改變，而且坡度的大小及其變化必須滿足運輸的要求。因此，當采區上下山遇斷層時，應根據斷層的性質、落差和巷道用途，決定處理方案。當斷層落差較小時，采區上下山可采用挑頂、臥底或兩者結合的方式過斷層；當斷層的落差較大時，對于反向正斷層或同向逆斷層，采用變緩坡度或掘進石門過斷層；對于同向正斷屋或反向逆斷層，則需采用加大坡度過斷層。

2.3回采階段對斷層的處理

2.3.1采用強行通過的方法

當斷層落差較小，并滿足下列條件之一時，可以采用強行通過的方法。（1）在普采及炮采工作面內，斷層落差小于煤厚時；（2）在綜采工作面內，當斷層兩盤對接部分的煤厚大于支架最小支撐高度時；（3）在綜采工作面內，當斷層兩盤對接部分的煤厚小于支架最小支撐高度，但煤層頂底板巖性較軟，采煤機能切割時。

2.3.2采用重開切眼的方法

當斷層的落差大于煤厚時，對于傾向斷層和斜交斷層可采用重開切眼的方法，即提前在斷層另一側重新開一切眼，待工作面推進到斷層處，停止回采，工作面搬家到新切眼內繼續開采。

2.3.3采用劃小工作面的方法

當斷層的落差大于煤厚時，對于走向為斷層，可在斷層兩側補掘中間平巷，把原來一個工作面劃分為兩個采面分別回采；對于落差一端大、一端小的斜交斷層，可采用合采與分采相結合的方法；此外，為了讓綜采面通過斷層，還可以采用超前處理斷層的方法，即沿落差小于煤厚的斷層，可用風鎬或鑿巖機打眼放小炮，將煤層頂底板削平，以利于采煤機和液壓支架順利通過斷層。

3結束語

隨著我國經濟的快速發展，對煤炭的需求也越來越大，所以，煤礦的開采工作也漸漸加大，所遇到的地質條件也越來越復雜，煤炭生產過程中也不可避免的遇到各種斷層，本文主要對斷層進行了詳細介紹，并簡要分析研究了各類過斷層的方法，為我們煤炭事業的快速發展提供一些技術思路。

參考文獻

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