煤礦掘進巷道過斷層技術(shù)探析

高雷

摘 要：煤礦企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，其狀況直接關(guān)乎中國國民經(jīng)濟的發(fā)展。工業(yè)能源需求量的增加，對煤炭資源的需求量有所增多，就需要煤炭企業(yè)增加開采量，相應(yīng)地，也要提高開采技術(shù)水平。在煤炭資源開采的過程中，由于礦藏的分布情況不同，煤礦掘進的難度也會有所不同。特別是煤礦掘進過程中所采用的巷道過斷層技術(shù)，是需要重點關(guān)注的問題。本論文針對掘進巷道過斷層技術(shù)方面的問題進行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進技術(shù)；巷道；過斷層

中圖分類號：TD792 文獻標識碼：A

煤礦掘進行業(yè)中，在礦藏區(qū)域遇到斷層結(jié)構(gòu)是非常常見的。由于斷層區(qū)域在礦藏的分布上存在著復(fù)雜性，也會因此導(dǎo)致安全事故的。近年來的露天煤炭資源開采工作中，開采作業(yè)量增加，但是，資源量逐漸減少。為了增加開采量，就需要實施深度開采，煤礦開采環(huán)境區(qū)域復(fù)雜。當遇到斷層結(jié)構(gòu)的時候，就必然會在開采作業(yè)中存在諸多的安全隱患。這就需要采用合適的掘進技術(shù)通過斷層區(qū)，不僅可以提高開采效率，避免礦藏資源浪費，而且還要提高巷道掘進的安全系數(shù)，對促進中國企業(yè)的發(fā)展意義重大。

一、產(chǎn)生斷層的原因

在地層中產(chǎn)生斷層是較為常見的。不同的地質(zhì)環(huán)境，地層的結(jié)構(gòu)是有所不同的。當?shù)貧ぷ儎又校翆咏Y(jié)構(gòu)就會相應(yīng)地發(fā)生變化，斷層也是一種土層結(jié)構(gòu)。在地質(zhì)環(huán)境中，煤炭層是其中的一個重要組成部分，當然也會存在斷層的問題。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動的過程中，土層經(jīng)過擠壓運動之后看煤炭層就會產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象。斷層的煤礦包括有兩種，即地上斷層和地下斷層。露天煤礦即為地上斷層，地下的煤礦層是本論文重點討論的問題。

二、產(chǎn)生斷層的征兆

在開采煤礦的過程中，掘進作業(yè)得到很深之處，能夠遇到斷層是較為常見的。任何事物都有其產(chǎn)生的規(guī)律，斷層的產(chǎn)生亦是如此，必然會存在產(chǎn)生的征兆。

其一，當有斷層產(chǎn)生的時候，在巷頂板底板就會存在節(jié)理化的現(xiàn)象，而且非常明顯。這種現(xiàn)象越是顯著，就越可以證明距離斷層已經(jīng)非常近了。

其二，通過觀察煤層頂板的變化和煤層底板的變化也可以對斷層進行斷定。如果頂板和底板的標高有很大的變化的時候，就意味著煤層有斷層產(chǎn)生。

其三，如果煤體逐漸柔軟而且有破碎的現(xiàn)象，伴隨有滑面，就說明距離斷層已經(jīng)很近了。

其四，通常煤礦出現(xiàn)斷層的時候，在其附近的底層會有褶皺。巷道掘進工作人員如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，就要注意距離斷層已經(jīng)非常近了。

三、通過斷層的技術(shù)

（一）通過小型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

巷道掘進作業(yè)中所遇到的斷層結(jié)構(gòu)，如果超過35m則屬于是大型的斷層結(jié)構(gòu)，沒有超過35m則屬于是小型的斷層結(jié)構(gòu)。對于小型的斷層結(jié)構(gòu)，如果采用斷層作業(yè)方法就會消耗大量的資金，得不償失。如果不采用斷層作業(yè)技術(shù)，就會使煤礦掘進無法通過。對于小型的斷層結(jié)構(gòu)，要通過可以采用后退挑定法和后退臥底法。

所謂的“后退挑定法”，是將開采的煤層向上移動，后退一段距離之后將頂板挑到斷層的頂面，是斷層的頂板處于巷道的底部，以使支護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。之后就可以繼續(xù)掘進了。

所謂的“后退臥底法”，就是當掘進挖掘到斷層之下的時候，需要向下延伸巷道，使底板延伸到煤層的上層，對巷道進行穩(wěn)固處理，之后就可以繼續(xù)掘進了。

（二）通過大型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

煤礦掘進中，如果巷道掘進已經(jīng)超過了35m，即為大型的斷層結(jié)構(gòu)。要順利地通過大型的斷層結(jié)構(gòu)，就需要采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施，即先導(dǎo)硐，之后進行注漿處理。對于斷面的輪廓線進行設(shè)計，可以參考巷道成型之后的1.5m距離進行設(shè)計。采用這種設(shè)計方式，可以使得巷道內(nèi)的距離超過2m。當所有的這些工作完成之后，就可以采用鉆孔注漿技術(shù)進行加固處理。

當施工完成之后，就可以進行混凝土止?jié){墊安裝了。通常混凝土止?jié){墊需要安裝在距離斷層大約10m的位置。在巷道內(nèi)還要在10m以內(nèi)采用噴漿技術(shù)做好封閉工作。當所有的這些工作完成后，就要進行打孔注漿作業(yè)，對于噴漿的密度以及深度都需要根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅固程度精心處理。

四、煤礦巷道掘進的過程中通過過斷層所采用的技術(shù)

（一）做好前期準備工作

其一，做好作業(yè)現(xiàn)場的勘察工作，將工作方案制定出來。對于專業(yè)技術(shù)人員和作業(yè)人員合理安排，專業(yè)技術(shù)人員針對勘察中所獲得的信息將具體的作業(yè)方案制定出來，交由審核部門，經(jīng)過審核確認之后，就可以組織施工，并做好施工監(jiān)督工作。

其二，當巷道掘進作業(yè)的位置距離斷層大約20m的時候，掘進的速度就要降低，并在掘進的過程中還要對作業(yè)環(huán)境進行勘察，根據(jù)勘察所獲得的結(jié)果對作業(yè)的技術(shù)細節(jié)進行調(diào)節(jié)，還要將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸給有關(guān)部門，使部門的工作人員對斷層的情況做出分析，以調(diào)整作業(yè)方案，對施工進度做出新的要求，保證作業(yè)安全。

其三，掘進作業(yè)中，要對斷層的厚度予以關(guān)注。如果發(fā)現(xiàn)斷層的厚度存在異常，要立即停止掘進作業(yè)，對作業(yè)現(xiàn)場進行勘察，特別要考察瓦斯情況以及地下水的情況，根據(jù)考察所獲得的結(jié)果將解決方案制定出來。

其四，掘進巷道之前要開展探孔和卸壓孔工作，由經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術(shù)人員對整個的工作過程都要進行檢查并詳細記錄檢查中所獲得的數(shù)據(jù)信息，特別要對巷道的變化詳細記錄。對于礦石層所具備的特性以及煤層的特性都要上報給有關(guān)部門，同時還要做好通風工作，防治突發(fā)性事件發(fā)生。進行鉆孔挖掘中，要嚴格按照技術(shù)要求執(zhí)行，以防止由于質(zhì)量問題導(dǎo)致風險。鉆孔作業(yè)中如果有水產(chǎn)生，就要記錄好出水的部位，將詳細的信息向有關(guān)部門報告，以采取有效的技術(shù)措施。

（二）掘進作業(yè)中需要采取的技術(shù)措施

其一，在斷層面進行巷道掘進作業(yè)中，要做到一邊施工，以便勘探。在鉆井勘探的過程只能過，所探測的部位為作業(yè)面前面的2m以外。如果所探測到的煤層的厚度已經(jīng)超過2m，就要將掘進作業(yè)停止，采用鉆孔的方式卸壓。如果在作業(yè)所在位置與斷層之間的距離不超過5m，鉆孔作業(yè)就要立即停止，采用通過斷層的技術(shù)措施。

其二，對于超過煤層厚度一半的斷層，而沒有達到斷層的一倍厚度，需要進行卸壓鉆孔。鉆孔的方法是在煤層頂板的0.5m之處向另一個煤層鉆孔。鉆孔的深度為20m，鉆孔的數(shù)量為8個，還要從斷層處煤的厚度挖鉆孔，保證斷層面后的8m左右的煤巖層得到控制。鉆孔之間的距離為2.5m，平均每一排鉆孔為3個。

其三，如果斷層的落差非常大，已經(jīng)達到煤層厚度的一倍，就要在鉆孔卸壓的過程中改變作業(yè)的傾斜角。卸壓鉆孔的位置要與斷層面的距離超過3m以上，當然還要根據(jù)鉆孔的實際對其數(shù)量加以確定。

結(jié)語

綜上所述，煤礦企業(yè)要增加煤炭資源的供應(yīng)量，以滿足各方面需求，就要進行深入開采。這不僅對掘進技術(shù)水平的要求很高，而且開采的速度也要增加，作業(yè)的危險系數(shù)也會相應(yīng)地增加。特別是在煤礦掘進過程中遇到斷層的時候，就更需要采用科學(xué)的方法通過斷層，不僅可以提高煤炭資源的開采量，還可以確保作業(yè)安全。

參考文獻

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