浅议煤巷掘进工作面过断层技术及安全措施

贺永平

(山西焦煤汾西矿业集团公司曙光煤矿，山西 孝义 032300)

浅议煤巷掘进工作面过断层技术及安全措施

贺永平

(山西焦煤汾西矿业集团公司曙光煤矿，山西 孝义 032300)

以浅议煤巷掘进工作面过断层技术及安全措施为题展开相关论述，结合某地实例，以综合化掘进快速过断层技术进行讨论，分别从掘进的地质条件、断层预测技术、快速过断层技术、配套安全措施以及断层带支护技术等方面进行具体分析。希望通过实例分析，对其有一个较明晰的认识，同时也希望通过对该方面技术与安全措施的讨论可以为提高煤巷掘进工作提供一些可利用的信息。

煤巷掘进;工作面;过断层;技术与安全

随着现代技术的不断发展与进步，在提高掘进机械化装备水平方面，已经出现了更好的选择。但是以本文所讨论的某地为例，它首先在布置巷道时尽可能地避开断层构造，其次，对掘进工作面过下压正断层采取一些具有针对性的措施［1］，能够达到技术的到位与安全高效生产的目的。以下对各方面的断层掘进进行具体说明与探讨。

1 工况概述

以某煤矿为例，向斜中段轴部，四周存在断层，勘测结果显示为褶曲和断层内部构造，在经过对具体的数据分析后确定了其中岩石普氏系数较大的问题。此次掘进工作设备方面，掘进机器以德国阿尔法公司生产的 EBZ－160型综掘机割煤装载机为主;运输方式，则选择我国生产的SSJ－800型输送机运煤;在后路运输中，通过DXP40防爆蓄电池单轨吊车完成具体工作。

在掘进过程中，断层较多，在全长为1 603 m的中间巷道中，困难较大。其具体情况包括伪顶、直接顶、基本顶3个方面，因为这3部分构成中，分别是灰黑色粉砂岩、灰黑色粉砂岩和灰白色细砂岩。

从水文地质方面看问题较大，这主要是地质构造所致，具体如表1所示。

表1 地质构造、断层基本顶底板基本情况

2 从技术方面分析

掘进过程中往往由于断层落差大可能会因隐伏断层造成对失翼断层的误断，所以，应该对其进行预测。其具体有5种方法可以采用，有煤岩层层位对比法、断层面构造特征法、规律类推法、做图分析法、生产勘探法，几种方法联用，其效果更为显著，因此，需要增加对这方面的注意力，推动对其方法联用的尝试，从而通过综合分析，互相辅助，进一步探索出最为有效的解决方法，提高工作效率，降低掘进成本。

以煤岩层层位对比法为例，要求细致分析其各方面的具体表现，即，对其特征进行全面分析。通常情况下，这种对比法应用于断层两盘煤岩层，在这种方法作用下，能够明确断层性质、判断其间的距离，从而对失翼煤层加以推测，另一方面，因为煤层多在内层，因此，还应该从技术的角度，应用一些先进的探测方法，分析其中的结构构造、类型等，在确定了方位、范围等具体的情况之下，开展行之有效的掘进工作;在断层面构造特征法方面，主要是通过对特征的分析来确定断层的情况，然后进行相关的方向推测，其间，应该注重对于规律类推法的具体应用，因为失翼煤层的寻找多有其规律可寻;做图分析法的应用能够透过图层让所有的情况具象化、直观化地呈现出来，从而可以明确的观察，再进行连接情况的判断;至于生产勘探法方面，主要是为了达到直接、有效的目的，其中，数据最为基础，也非常重要，开展具体的钻探工作等后，再实现对比性的评估。

3 过断层方法说明

本研究中，采用一次过断层法，分为上坡过断层和下坡过断层。具体的操作见图1、图2。

图1 综掘机上坡过断层

图2 综掘机下坡过断层

在此方法下，需要注意的方面主要集中体现在掘进工作面上。需要对跳断层阶段加强分析，通过对当地采用直接割顶法的分析，从而选择了上盘顶板或下盘煤的形式，从而有效地避免煤层因冒顶在冒落时发生安全事故。从结果来看，该方法效果较好，值得进一步加强研究，从而使之完善化，并得到更大范围的应用推广［2－3］。

4 配套工艺设置

煤巷道掘进工作面过断层技术及安全措施离不开对工艺的研究与科学合理应用，因为在技术的应用过程中，需要一系列配套的安全技术或安全措施来支撑整个掘进工作的安全生产，所以，应该对其中的配套工艺设置加以探讨。

首先，在综掘机的截齿强度与能力上进行增强，减少截割头的截割面积，并利用截齿加耐磨层的方法。这样做，有利于增加其寿命，减少事故发生率，并提高利用率，保证其在巷道单进方面的水平。

其次，在过坚硬断层时，利用深孔静态破碎剂爆破法、膨胀破碎剂裂隙法，从而保证切割难度降低，减少过断层时间、降低机器承载负荷。

第三，对工作环境的安全措施设置。研制除尘添加剂，降尘率可达63%以上。

5 安全措施

通常情况下，安全措施应该注重加强巷道掘进工作地点的质量调查，严格执行操作远程，交接班、安全检查需到位，随时观察周边围岩的稳定状况及变化;多打眼，减少放炮装药量，降低放炮可能对断层带附近顶板的破坏;减少空顶距，支设临时支架、永久支架，保证其滞后距离在2 m～4 m之内。从临时支护、永久支护2个方面展开具体说明。

在临时支护方面，应该先对掘进机进行分析，然后再进行工作方面的具体事宜安排。具体来看，包括临时支护托梁器的研究与应用，比如，在临时支护作用的发挥方面，就可以透过托梁托钢带、截割头之间的相连来具体的实现;再如，在运作方面，应该注重液压系统的调节，具体可以将电控双闭锁装置的功能尽量发挥，从而通过设备、合理的安排，保障掘进工作的安全性、有效性。另一方面，也可以更为合理地减少劳动强度，提高工作效率。

在永久支护方面，需要从巷道本身着手进行研究，比如，对其宽度、高度的具体计算等。在本次研究中的数值分别是3.6 m与2.5 m(均为净值)。具体的操作，应该采用锚杆支护。其中，需要进行具体安排的要素包括顶板锚杆间距、帮间排距、锚固方式，以及对于钢带、托盘、锚索布置、多属网分布等。在此次研究中建议，选择全螺纹锚杆，树脂加长锚固法，而钢带均以专用型的M型为主;其排距、规格方面的选择全部以实际的巷道情况为准。然后，再采用相关的软件进行模拟分析，最后，在确定的数据支持与论证之下完成永久支护工作。此次计算中应用FLAC模拟软件，需要注意的是对于水平、垂直方面的移场应该加大分析力度，以确保支护的有效性。

6 结语

通过以面的分析可以认识到，掘进工作面过断层技术与安全措施方面需要综合考量，全面分析，才能更好地保障生产。另一方面，笔者通过对岩巷掘进中技术的分析认为，我国在该方面的机械化装备水平还处在较低的阶段，施工工艺有待改时，而且地质条件的限制较大，因而针对这些具体的影响因素，应该注重可行性强、具有超前地质探测方面的技术研究，加强劳动组织管理，实现多工序平行交叉作业等方法来改进方法，建立具有激励性的评估体系，从而提升我国的煤矿岩巷掘进水平，进而更好地提供煤炭能源，满足广大人民的能源需求。

［1］张继远，张长合.回采巷道掘进过断层施工方法［J］.中州煤炭，2012(2):23－25.

［2］冀贞文，王怀新，王同吉.深井巷道围岩变形破坏规律及其控制技术［J］.煤炭工程，2012，44(2):56－57.

［3］ 何勇.高突煤层保护层瓦斯综合治理技术［J］.煤炭技术，2012，31(11):26－27.

Discussion on the technique of passing fault in coal roadway tunneling working face and its safety measures

HE Yongping

(Shuguang Coal Mine，Shanxi Coking Coal Fenxi Mining Industry Company，Xiaoyi Shanxi 032300，China)

In this paper，the coal roadway tunneling working face on passing fault technology and safety measures are discussed，is mainly a combination of a case，fast through fault to discuss integrated technology in tunneling，respectively from the geological conditions，excavation fault forecast technology，a few quick off layer technology，supporting security measures，and the fault with the supporting technique of concrete analysis.Hope that through the analysis of the case or instance，have a more clear understanding of it，but also hope that through the discussion on the aspects of technology and safety measures can provide some useful information for improving the coal roadway drivage，for reference.

coal roadway tunneling;working face;passing fault;technology and safety

TD823.3

A

1004－7050(2016)06－0106－03

10.16525/j.cnki.cn14－1109/tq.2016.06.34

2016－06－21

贺永平，男，1967年出生，2013年毕业于东北大学采矿工程专业，工程师，现从事采矿技术管理工作。