掘进巷道频繁遇断层技术探索

徐文健　齐新林

摘要：大雁矿业集团公司雁南煤矿在施工的东翼271层四区段运输顺槽时，由于地质资料不详，巷道施工中频繁出现预想不到的断层，给施工队的施工进度造成了重大阻碍。大雁矿业集团公司雁南煤矿工程技术人员决定对掘进巷道施工中频繁出现预想不到的断层开始进行研究，文章即为对此情况进行的阐述。

关键词：掘进巷道；技术参数；断层分析；顶板破碎；爆破参数 文献标识码：A

中图分类号：TD163 文章编号：1009-2374（2015）01-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0080

神华大雁矿业集团位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗境内，现拥有大雁矿区东部区、西部区和伊敏河东区三大煤田，煤炭总储量97.2亿吨，煤种属中灰、低硫、低磷环保型褐煤，平均发热量3800大卡/千克。大雁矿业集团资产总额25.8亿元，在职职工1.8万人，企业规模为国有大型二档，资信等级为AA。公司下设子（分）公司23个，有生产矿井三对，生产能力600万吨。经过多年的发展与建设，企业目前已形成以煤炭生产为主，兼营热电联产、基建施工、建材生产、勘测设计、机电修配、农牧业生产及生态旅游等多元化产业

格局。

1 项目研究情况分析

大雁矿业集团公司雁南煤矿自2013年初开始分阶段对此项目进行研究：

第一阶段：1～3月，对巷道掘进施工中遇到的200～300mm落差的小断层进行分析研究。

在施工东翼282层三区段掘进巷道时，出现若干个落差在200～300mm的小断层，虽然此种小断层对巷道掘进影响非常有限，但我们也充分利用此地质条件进行研究和工作。在此期间，由队技术员和有经验的班段长在现场对作业人员讲解和分析刚刚揭露的断层，并针对此类断层给作业人员讲解应做出怎么的施工方案和相应的加强巷道支护方法。与此同时，在现场假想如果遇到落差为1.0～3.0m的断层时，应怎样对巷道顶底板进行调整和根据顶帮破碎情况采取相应的加强支护方法，加强作业人员对遇到断层的应对措施。

第二阶段：4～6月，对原地质资料曾经揭露的断层在本区段掘进巷道内实际揭露。

在施工东翼282层三区段下顺槽至1650m时，揭露其原地质资料显示的F7断层，揭露该处断层为正断层，落差为1.3m，与巷道施工方向斜交，巷道由断层上盘穿过断层面进入断层下盘。井下作业人员针对以往所遇到断层施工的经验成功地对巷道层位进行了调整（即将巷道逐渐提高缓慢进入断层下盘），使该处巷道平缓通过断层带，使巷道少穿岩，顶、底板起伏小，并对巷道进行打点柱，备棚，成功地对巷道进行了有效支护。此次成功地通过了断层，避免了以往巷道起伏过大，造成皮带无法安装，最后对巷道进行挑顶、拉底顺坡。

第三阶段：7～9月，对预想不到的断层进行分析和推测，做出正确的施工方案。

在施工东翼282层三区段开切眼20m时，突然出现顶板煤层厚度逐渐变薄，由最初顶板3.0m厚的煤层逐渐变为0.5m，平均巷道每施工1.0m顶煤变薄0.5m，依据此情况我们进行分析，猜测顶板煤层变薄的原因是顶板上部及工作面前方将有倾角较小的的断层存在所导致煤层断开（即上盘下降），致使煤层变薄巷道由煤层下盘进入上盘，施工至40m时出现一倾角为5°的断层，断层过后2.0m，顶煤恢复正常2.2m厚度。我们对断层成功的预测，并对巷道施工层位提前调整，减少巷道大坡度起伏，并改变支护形式对顶板加强支护。

在施工东翼282层三区段开切眼时，依据地质资料显示，在施工90m时巷道内将出现一个落差为3.0m的断层，采取了边探边掘，巷道出现顶板压力大，淋水加大，采取了及时观测顶板动态情况，依据顶板情况采用树脂药卷全长锚固和打设点柱，并且每天对锚杆进行拉拔力试验。

合理的爆破参数是解决顶板破碎的一种方法。要据据巷道煤岩性特征，合理布置炮眼，控制装药量，可以避免由于放炮引起的冒顶事故。采取多打眼、浅打眼、少装药的光面爆破技术，施工时采用风镐辅助刷大断面，尽量减少对顶板的震动破坏。其技术路线有：（1）缩小周边眼抵抗线，使辅助眼与周边眼的外口距离控制在400mm以内；（2）周边眼尽量靠近轮廓线；（3）采取多打眼、浅打眼、少装药的爆破工艺，煤巷周边眼装药量150g，眼距控制在400mm以内；（4）利用毫秒延期电雷管微差爆破的优势，合理分配掏槽、辅助、周边眼雷管段数，达至预期爆破效果；（5）破碎顶板循环进尺过大不利于顶板控制，采取缩小循环进尺，短掘快进，循环进尺保持为800mm（即一排锚杆的排距），可有效控制顶板；（6）施工巷道过断层或破碎带时，在打眼放炮前提前处理顶板，如在工作面迎头顶板斜上方打设前探锚杆，提高顶板岩体的强度，人为增加顶板的稳定性，进而达至控制顶板的目的；（7）巷道尽量一次成形，避免巷道重复翻修带来顶板二次破坏保证巷道标准化达标。

经过近一年的努力工作，使我队在巷道掘进施工中有较大提高，特别是在遇到断层等地质条件复杂情况下的施工。

巷道掘进过断层时，断层破碎带地段一次成巷，避免了巷道二次翻修，使巷道维护性能好，节省了人力、物力和时间。如果遇断层时，巷道层位没有进行及时调整。巷道会出现由于顶、底板起伏过大，造成皮带掉货严重或皮带无法通过巷道。过断层期间如果没有采取有效的支护，巷道经过一段时间可能会出现顶板下沉、两帮鼓出，使巷道收敛严重，结果是造成工作面停产。最后将抽调部分人力用于扒顶和拉底。扒顶后对顶板重新打锚杆、挂铁丝网并架棚进行支护，浪费了大量的人力、物力和时间，而且由于巷道受到第二次破坏巷道维护困难，巷道可能会出现多次翻修，严重时可能会出现冒顶事故。

例如：东翼282层三区段下顺槽施工至1650m处如果巷道层位没有及时调整，施工完毕后再返过来进行扒顶、拉底顺坡。至少要对断层前、后5m范围内进行扒顶、拉底，此处翻修将使用锚杆75套，树脂药卷75支，木垫板75块，铁丝网37m3。仅此项材料就损失人民币3403元。还将损失部分人力到此处进行翻修，造成工作面停产，至少4天才能完成此处的翻修。如翻修不及时和翻修不当还很有可能出现顶板冒顶事故造成重大损失和给施工人员生命造成很大威胁。

2 工作中存在的问题

（1）作业人员对井下断层产状要素描述不清楚，使地面人员无法对断层进行判断，不能及时对井下施工进行指导。

（2）作业人员对井下断层分析情况不足，盲目进行掘进，造成巷道起伏过大，给巷道皮带安装和运输带来很大负担。

（3）井下人员不能对小落差断层进行清楚分析后做出正确施工方案。

（4）井下施工人员对巷道断层透水事故安全意识淡薄，存在侥幸心理，给施工带来不安全隐患。

3 结论

（1）由于掘进巷道频繁出现断层，使井下作业人员在工程技术人员没有到达现场情况下能够对小落差断层进行正确分析并做出正确施工方案。

（2）工作中，由于对断层的正确认识和分析，可大大减少对巷道的后期的拉底、扒顶顺坡工程量，这样一来可减少大量的人力、物力。

（3）利用放假期间对职工进行安全技术培训时，增加一项对井下断层施工中安全注意事项以及分析断层的方法，能够使作业人员了解断层各种产状要素，使作业人员发现断层后能及时向井上值班工作人员说明井下断层的具体情况，以便地面人员第一时间对井下情况进行全面了解。

作者简介：徐文健，男，内蒙古神华大雁集团公司雁南煤矿生产技术科技术员，助理工程师，研究方向：采矿工程；齐新林，男，内蒙古神华大雁集团公司雁南煤矿生产技术科技术员，助理工程师，研究方向：采矿工程。

（责任编辑：蒋建华）endprint