巷道掘進過程中過斷層對策分析

摘 要：在煤礦生產過程中，地質構造對煤礦的安全生產影響非常大，且在不同區域其地質構造影響程度各具特點，需根據實際情況采取相應措施進行改進，因此需作業人員在了解實際影響因素后合理進行掘進技術的使用，以便于確保其工作有序進行，本文就地質構造對煤礦掘進和采煤的影響展開研究。

關鍵詞：構造；掘進；采煤影響

1.引言

地質構造是由于地殼運動造成的內部擠壓而產生的，在不同作用力影響下，地質構造也會呈現出不同形態。形態各異的地質構造對于煤礦資源采集工作影響比較大，且在緊急情況下會引發一些安全事故。雖然在近年來煤礦采集中，人們在地質方面有較大重視，并始終將安全生產放在首要位置，但對于小地質構造的預防及甄別能力仍有待加強，只有從意識上進行轉變，才能將各種措施付諸實踐，從而降低這些客觀因素對采煤的影響。

2.斷層形成機理

在煤礦井巷掘進中，我們會經常遇到的特殊地質構造，如斷層構造，按性質主要分為：正斷層、逆斷層。斷層形成機制：我們知道當巖石受力超過其強度后，應力超過其強度時，巖體便開始破裂，破裂之初出現微裂隙，微裂隙逐漸發展，相互聯合，形成一條破裂面，斷層兩盤便相對滑動形成斷層面，即形成正斷層或逆斷層。正斷層：即斷層上盤相對下盤沿斷層面向上滑動的斷層。其特點：產狀一般較緩，大多在45°以上，其中60°-70°最為常見，一般破碎程度不太強烈，斷層帶一般發育較窄。逆斷層：即斷層上盤相對下盤沿斷層面向上滑動的斷層。其特點：產狀一般較緩，大多45°以下，常見30°左右，斷層帶表現出強烈擠壓破碎現象，斷層帶一般發育較寬。

3.不同地質構造下的巷道掘進對策

3.1巷道過正斷層的掘進對策

（1）巷道由斷層上盤向下盤掘進。掘進見斷層后表現沿頂板掘進過程中突然煤層頂板上升，往往造成冒頂事故的發生。巷道掘進過程中一旦煤層傾角發生急變，或煤巖層層理紊亂，巷道前方有可能揭露斷層，應做好過斷層前準備工作，用煤電鉆向前上方探煤層頂板位置，防止一旦揭露斷層造成上頂抽冒。過斷層時應采用棚子支護，并對棚距進行適當加密。

（2）巷道由斷層下盤向上盤掘進。巷道見斷層后煤層頂板下移，巷道過斷層時需打板，巷道坡度需向下調整。

3.2巷道過逆斷層的掘進對策

巷道過逆斷層時主要表現為煤層重疊。當巷道由斷層下盤向上盤通過時，應注意上頂重疊煤層冒頂事故的發生，應加強頂板支護工作，通常采用加密棚距通過。當巷道由斷層上盤向下盤通過斷層時，需要調大巷道坡度打板通過。

3.3巷道過隱蔽式小地質構造的預防措施

打頂板錨桿和錨索時，感覺出錨桿鉆進速度明顯要比平時速度要快，打好錨桿和錨索后，如果出現滲水且速度逐漸加快等不利現象，需及時進行相應措施的處理。及時進行各種應急機制的制定，做好詳細數據記載及分析，也要及時進行必要的支護工作，從而實現其預防工作的有效性。

3.4巷道過小斷層措施

在巷道掘進的過程中，會遇到不同程度的斷層結構，在三十五米以上的大型斷層結構，則可以根據斷層考察情況進行針對斷層的施工方案，但是較小的斷層結構，如何去做是一個難題，按斷層施工則耗資大，得不償失，不按斷層結構方案施工，則影響安全作業無法通過，針對小斷層結構我們來做以下兩種方案。

（1）后退挑定法。這種方案可用于煤層上移的情況，也就是開采方向上的煤層比正在開采的煤層上移了。可先后退一段距離，然后再將頂板上挑，挑至斷層頂面，讓巷道的底部剛好在斷層頂板，這樣在保證支護結構穩定之后再繼續向前掘進。

（2）后退臥底法。這種方案主要用于當挖掘到斷層且斷層是在下方時，可以將巷道向下延伸，采用臥底的方式，將巷道的底板延伸到剛好煤層的上層，然后再將巷道加固穩定，即可進行挖掘開采。

3.5過大斷層的方法

在巷道掘進過程中一般三十五米以上的即可稱作是大斷層，在通過大斷層的時候一般以先導硐后注漿的方式來處理。我們可以在小斷面過后，按照巷道成型后1.5米的距離來設計斷面輪廓線，這樣在巷道內的距離可以保持在兩米，然后再加以鉆孔注漿進行加固。在施工結束前，需要安裝一個混凝土止漿墊，這個止漿墊在斷層面10米左右的距離為宜，最后在巷道內需要進行噴漿封閉，噴漿封閉需要在10米的范圍內。然后在其周邊進行打孔注漿處理，需要根據實際的堅固程度來判斷噴漿的深度和密度。

4.不同掘進巷道過斷層主要施工方法

4.1平巷過斷層

當水平巷道遇到斷層時，一般采用巷道拐彎方法尋找斷失煤層。如水平巷道掘進時煤突然丟失，經判斷是一條傾向斷層。出現這種情況，應先確定迎頭巖層是煤層頂板還是底板。如為煤層頂板，巷道穿過斷層后應向頂板方向拐彎。遇斜交斷層，以斜交正斷層為例。如果斷層帶巖石壓力不大，又無瓦斯、水等威脅，可沿斷層掘進進入另一盤煤層。如果斷層帶附近巖石破碎，壓力大、又有水、瓦斯等威脅，則不能緊靠斷層施工巷道，而應有巷道穿過斷層進入另一盤巖層后，10-15m距離，再平行斷層走向掘石門尋找另一盤煤層。

4.2傾斜巷道過斷層

當上山或下山遇斷層時，一般采用改變巷道坡度的方法尋找斷失的煤層。過落差小于煤層厚度的小斷層當斷層落差小時，一般采用挑頂、臥底相結合的方法尋找另一盤煤層。當斷層落差較大時，為了防止丟煤和少掘巷道，采用短石門進入另一盤煤層。

5.過斷層的支護方案

過斷層主要有三種，分別是矩形錨網噴支護、拱形錨網噴支護、梯形架棚支護。巷道頂板為基巖，完整穩定。兩幫為煤是，采用矩形錨網噴支護；巷道全部位于巖層中，圍巖較完整穩定時，采用拱形封閉錨網支護；當巷道托頂施工或圍巖異常破碎，采用錨桿支護不適應時改為架棚支護。錨網噴支護錨桿支護間排距均為700×800mm。采用直徑Φ20×2500mm金屬快硬水泥錨桿，角度與圍巖成較大角度布置，不小于75°，錨桿托板緊貼巖面，螺母擰緊，鋼筋網緊貼巖面，并壓茬合理連接好。架棚巷道采用礦用11號工字鋼制作支架，棚距為800mm單棚或1m對棚，墁頂鋪金屬網，并連接好。腰幫背頂腰實，均勻布置，撐棍穿桿齊全。錨網噴支護過斷層，當臥底造成巷道較高時，為確保兩幫安全需打一排或兩排撐幫柱，保證不折幫。架棚巷道臥底時，可采用棚下棚方式或原有架棚支護不動，將棚腿固定然后臥底兩幫用砼澆注，確保棚腿不失腳。

6.過斷層方式的幾個原則

根據頂板狀況：頂板較好時，一般不破壞頂板，以臥底為宜。根據頂底的軟硬程度，一般底板較軟，綜掘機以割底矸容易，機掘以臥底為宜。挑頂臥底坡度與輔助運輸、皮帶運輸和掘進機使用相適應。

結語

掘進巷道所見地質構造比較復雜，但常見地質構造類型卻只有那么幾種，總結過地質構造的掘進對策，可以指導現場掘進支護，確保掘進安全生產。

參考文獻：

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作者簡介：

孫慶詩，1971年10月出生，男，2012年6月畢業于黑龍江科技學院采礦工程專業，本科學歷，工程師，現任黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司振興煤礦設計工程師。