巷道掘进过程中过断层对策分析

摘 要：在煤矿生产过程中，地质构造对煤矿的安全生产影响非常大，且在不同区域其地质构造影响程度各具特点，需根据实际情况采取相应措施进行改进，因此需作业人员在了解实际影响因素后合理进行掘进技术的使用，以便于确保其工作有序进行，本文就地质构造对煤矿掘进和采煤的影响展开研究。

关键词：构造；掘进；采煤影响

1.引言

地质构造是由于地壳运动造成的内部挤压而产生的，在不同作用力影响下，地质构造也会呈现出不同形态。形态各异的地质构造对于煤矿资源采集工作影响比较大，且在紧急情况下会引发一些安全事故。虽然在近年来煤矿采集中，人们在地质方面有较大重视，并始終将安全生产放在首要位置，但对于小地质构造的预防及甄别能力仍有待加强，只有从意识上进行转变，才能将各种措施付诸实践，从而降低这些客观因素对采煤的影响。

2.断层形成机理

在煤矿井巷掘进中，我们会经常遇到的特殊地质构造，如断层构造，按性质主要分为：正断层、逆断层。断层形成机制：我们知道当岩石受力超过其强度后，应力超过其强度时，岩体便开始破裂，破裂之初出现微裂隙，微裂隙逐渐发展，相互联合，形成一条破裂面，断层两盘便相对滑动形成断层面，即形成正断层或逆断层。正断层：即断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层。其特点：产状一般较缓，大多在45°以上，其中60°-70°最为常见，一般破碎程度不太强烈，断层带一般发育较窄。逆断层：即断层上盘相对下盘沿断层面向上滑动的断层。其特点：产状一般较缓，大多45°以下，常见30°左右，断层带表现出强烈挤压破碎现象，断层带一般发育较宽。

3.不同地质构造下的巷道掘进对策

3.1巷道过正断层的掘进对策

（1）巷道由断层上盘向下盘掘进。掘进见断层后表现沿顶板掘进过程中突然煤层顶板上升，往往造成冒顶事故的发生。巷道掘进过程中一旦煤层倾角发生急变，或煤岩层层理紊乱，巷道前方有可能揭露断层，应做好过断层前准备工作，用煤电钻向前上方探煤层顶板位置，防止一旦揭露断层造成上顶抽冒。过断层时应采用棚子支护，并对棚距进行适当加密。

（2）巷道由断层下盘向上盘掘进。巷道见断层后煤层顶板下移，巷道过断层时需打板，巷道坡度需向下调整。

3.2巷道过逆断层的掘进对策

巷道过逆断层时主要表现为煤层重叠。当巷道由断层下盘向上盘通过时，应注意上顶重叠煤层冒顶事故的发生，应加强顶板支护工作，通常采用加密棚距通过。当巷道由断层上盘向下盘通过断层时，需要调大巷道坡度打板通过。

3.3巷道过隐蔽式小地质构造的预防措施

打顶板锚杆和锚索时，感觉出锚杆钻进速度明显要比平时速度要快，打好锚杆和锚索后，如果出现渗水且速度逐渐加快等不利现象，需及时进行相应措施的处理。及时进行各种应急机制的制定，做好详细数据记载及分析，也要及时进行必要的支护工作，从而实现其预防工作的有效性。

3.4巷道过小断层措施

在巷道掘进的过程中，会遇到不同程度的断层结构，在三十五米以上的大型断层结构，则可以根据断层考察情况进行针对断层的施工方案，但是较小的断层结构，如何去做是一个难题，按断层施工则耗资大，得不偿失，不按断层结构方案施工，则影响安全作业无法通过，针对小断层结构我们来做以下两种方案。

（1）后退挑定法。这种方案可用于煤层上移的情况，也就是开采方向上的煤层比正在开采的煤层上移了。可先后退一段距离，然后再将顶板上挑，挑至断层顶面，让巷道的底部刚好在断层顶板，这样在保证支护结构稳定之后再继续向前掘进。

（2）后退卧底法。这种方案主要用于当挖掘到断层且断层是在下方时，可以将巷道向下延伸，采用卧底的方式，将巷道的底板延伸到刚好煤层的上层，然后再将巷道加固稳定，即可进行挖掘开采。

3.5过大断层的方法

在巷道掘进过程中一般三十五米以上的即可称作是大断层，在通过大断层的时候一般以先导硐后注浆的方式来处理。我们可以在小断面过后，按照巷道成型后1.5米的距离来设计断面轮廓线，这样在巷道内的距离可以保持在两米，然后再加以钻孔注浆进行加固。在施工结束前，需要安装一个混凝土止浆垫，这个止浆垫在断层面10米左右的距离为宜，最后在巷道内需要进行喷浆封闭，喷浆封闭需要在10米的范围内。然后在其周边进行打孔注浆处理，需要根据实际的坚固程度来判断喷浆的深度和密度。

4.不同掘进巷道过断层主要施工方法

4.1平巷过断层

当水平巷道遇到断层时，一般采用巷道拐弯方法寻找断失煤层。如水平巷道掘进时煤突然丢失，经判断是一条倾向断层。出现这种情况，应先确定迎头岩层是煤层顶板还是底板。如为煤层顶板，巷道穿过断层后应向顶板方向拐弯。遇斜交断层，以斜交正断层为例。如果断层带岩石压力不大，又无瓦斯、水等威胁，可沿断层掘進进入另一盘煤层。如果断层带附近岩石破碎，压力大、又有水、瓦斯等威胁，则不能紧靠断层施工巷道，而应有巷道穿过断层进入另一盘岩层后，10-15m距离，再平行断层走向掘石门寻找另一盘煤层。

4.2倾斜巷道过断层

当上山或下山遇断层时，一般采用改变巷道坡度的方法寻找断失的煤层。过落差小于煤层厚度的小断层当断层落差小时，一般采用挑顶、卧底相结合的方法寻找另一盘煤层。当断层落差较大时，为了防止丢煤和少掘巷道，采用短石门进入另一盘煤层。

5.过断层的支护方案

过断层主要有三种，分别是矩形锚网喷支护、拱形锚网喷支护、梯形架棚支护。巷道顶板为基岩，完整稳定。两帮为煤是，采用矩形锚网喷支护；巷道全部位于岩层中，围岩较完整稳定时，采用拱形封闭锚网支护；当巷道托顶施工或围岩异常破碎，采用锚杆支护不适应时改为架棚支护。锚网喷支护锚杆支护间排距均为700×800mm。采用直径Φ20×2500mm金属快硬水泥锚杆，角度与围岩成较大角度布置，不小于75°，锚杆托板紧贴岩面，螺母拧紧，钢筋网紧贴岩面，并压茬合理连接好。架棚巷道采用矿用11号工字钢制作支架，棚距为800mm单棚或1m对棚，墁顶铺金属网，并连接好。腰帮背顶腰实，均匀布置，撑棍穿杆齐全。锚网喷支护过断层，当卧底造成巷道较高时，为确保两帮安全需打一排或两排撑帮柱，保证不折帮。架棚巷道卧底时，可采用棚下棚方式或原有架棚支护不动，将棚腿固定然后卧底两帮用砼浇注，确保棚腿不失脚。

6.过断层方式的几个原则

根据顶板状况：顶板较好时，一般不破坏顶板，以卧底为宜。根据顶底的软硬程度，一般底板较软，综掘机以割底矸容易，机掘以卧底为宜。挑顶卧底坡度与辅助运输、皮带运输和掘进机使用相适应。

结语

掘进巷道所见地质构造比较复杂，但常见地质构造类型却只有那么几种，总结过地质构造的掘进对策，可以指导现场掘进支护，确保掘进安全生产。

参考文献：

[1] 王齐泉，闫国虎.煤矿掘进巷道过断层技术措施[J].科技创新与应用，2014，05：104.

[2] 申家志.巷道掘进过断层方法及技术措施研究[J].内蒙古煤炭经济，2014，09：129-130.

[3] 徐苏翔.煤矿掘进巷道过断层技术探讨[J].能源技术与管理，2014，06：70-71.

作者简介：

孙庆诗，1971年10月出生，男，2012年6月毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业，本科学历，工程师，现任黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司振兴煤矿设计工程师。