掘进巷道过断层措施综采矿井双煤巷安全快速掘进技术研究落伍网
[摘 要]本文探讨了断层的形成机理以及断层对煤矿开采所造成的影响，分析了煤矿掘进巷道过断层存在的问题，并提出了煤矿掘进巷道过断层的技术方法，研究了过断层的安全技术措施。
[关键词]掘进巷道；过断层技术；安全技术措施
中图分类号：TD792 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0224-01
断层是巷道掘进过程中最常见的地质构造带，根据资料可知，断层过顶所导致的事故率居高不下。过断层方法的选择和技术措施是否合理是巷道是否能够安全、快速掘进的关键，安全快速的过断层不仅可以保证施工作业人员的安全，同时还可延长工作面走向，提高巷道掘进率，增加采区和工作面煤层可采储量_2J。随着我国矿井开采深度不断增加，掘进地质条件越来越复杂，断层的数量有增多趋势，断层的存在特征趋于复杂化，给矿井巷道正常掘进带来了一系列问题，过断层成为摆在矿井技术人员面前的一项技术难题。
1 断层形成的机理和影响
1.1 断层形成机理
断层是地质构造运动中发育最为广泛、最为常见的构造带，断层的存在破坏了煤岩层的连续性和完整性，在断层附近往往存在一定范围的围岩破碎带。断层的形成主要受地壳运动所产生作用力导致，若该作用力超过煤岩层自身强度则可使煤岩层出现裂错而形成断层。随着裂错的持续发展，便形成一条破裂面，破裂面两盘出现相互运动，若上盘相对上升、下盘相对下降形成逆断层，若上盘相对下降，下盘相对上升形成正断层，若两盘沿破裂面走向水平滑动形成平推断层。
1.2 断层对开采造成的影响
（1）支护困难
当煤巷掘进工作面遇有断层造成煤层沿掘进方向上移时， 掘进工作面必须以上山角度追煤掘进。众所周知，锚杆支护作用之一是将巷道顶板较软的弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强松软弱岩层的稳定性。而上山追煤施工至见煤后，锚杆顶部将处于煤体内或直接顶板内，因煤体松软或直接顶板破碎，锚杆将失去悬吊作用，锚杆支护效果变差，巷道顶部得不到安全有效的支护。
（2）影响施工进度及安全
沿掘进施工方向断层造成煤层下移时，必须以下山角度破岩施工追煤掘进。以下山角度掘进岩巷时，巷道底部容易存在积水，且积水始终紧跟迎头，造成底部钻孔易进水，爆破装药困难且易造成炸药卷损坏，爆破效果差，严重影响施工进度。另外，由于底部钻孔易进水，固定刮板输送机尾部的地锚锚固效果变差， 容易造成刮板输送机机尾上抬甚至被拉翻， 不利于施工安全。
对煤矿而言，断层的存在会对工作面和巷道的布置造成一定影响，特别是对于落差较大、结构复杂的断层而言，甚至会影响工作面和巷道的布置。因此，在处理大断层时，往往会将其作为采区边界，或者绕行掘进和开采。在工作面范围内的断层一般较小，但对于工作面巷道掘进影响较大。这类断层的存在会对巷道稳定性造成较大的影响。由开采实践可知，断层会导致其附近的顶板出现弱化、破碎，在矿山压力作用下会造成岩层活化，引起安全事故的发生。开采实践发现，断层下盘接近破裂面附近区域控制和维护较难，容易出现顶板冒漏现象发生，同时顶板破碎带若不采取有效措施进行加固也会造成巷道失稳。因此，加大断层勘察，掌握其发育特征，采取合理的方法和措施通过断层是确保矿井巷道掘进和开采的关键。
2 过断层存在的问题
2.1 断层的复杂性
单一断层的存在往往对巷道掘进影响较小，可采取合理的方法和措施确保掘进施工正常进行。但随着矿井的延伸，或者受到周边大的构造应力影响作用，在掘进过程中会遇到各种断层，大小断层相互作用，不同断层交错等，这直接影响到对断层情况的判断难度，给掘进工作带来一定的难度。
2.2 停复工措施的不合理
断层存在一定的复杂性，给巷道掘进工作带来了一定难度，在进行断层勘察、排查隐患过程中会存在多次暂时陛停工。在停复工措施编纂过程中，各相关科室协调不合理，致使爆破点选择、支护形式的确定、排查隐患的归属性等不尽统一。这样往往会造成重大隐患漏洞的产生，极易造成顶板冒漏伤人事故的发生。
3 过断层的主要方法
掘进巷道过断层时需根据巷道顶板条件、围岩物理特性来选择合适的方法，同时还要考虑到运输机、综掘机等设备的衔接性，确保在过断层时不致影响掘进工序。根据当前矿井巷道掘进经验，对于过断层一般有导硐、挑顶、卧底和挑顶卧底等四种方式，在选择时还需考虑到断层的落差、倾角和影响范围等。现根据断层规格进行过断层方法分析：①对于落差超过35m以上的断层一般会提前处理，如绕行通过；在过稍小的断层时可通过导硐注浆通过，即先以小断面过断层，然后在巷道内一定间距按照设计断面轮廓线适当间距布置注浆钻孔，通过注浆达到提高围岩整体性和强度，在施工至断层破裂面10m左右时安装混凝土止浆垫，然后对掘进迎头前方10m内的巷道喷浆封闭，360°范围内打设注浆孔，进行加固后再掘进直至通过断层；②对于一些落差较小的断层而言，主要根据巷道顶板、围岩状态、煤层厚度等情况确定过断层方法；当断层破裂面造成煤层上移时，可通过后退式挑顶法使巷道顶板到达断层下盘煤层顶板，然后通过架棚、锚杆等支护工具控制巷道顶板，带支护稳定后可继续掘进；当断层造成煤层下移时，可采用后退式卧底法至破裂面使巷道顶板达到煤层顶板，然后通过架棚、锚杆等支护工具控制巷道顶板，带支护稳定后可继续掘进。
4 过断层的安全技术措施
在巷道掘进施工前，需对巷道布置的区域地质情况进行详细勘察，对勘察所得结果组织由专管领导带领的专业技术人员进行分析和研究，根据实际做出掘进过断层的施工作业方法和安全技术措施。在巷道掘进施工过断层前，需严格遵循敲帮问顶制度，及时发现和处理存在的问题和安全隐患。在巷道过断层过程中，尽量一次施工，避免巷道无支护状态下的围岩暴露时间过程，及时给予支护，确保支护方式的合理性和支护质量，这样才能有效对顶板形成支护作用，避免顶板事故的发生。巷道过断层的支护方式是否合理，是安全过断层成功与否的关键；在选择支护方式时需根据围岩物理特性和围岩承载能力进行确定，一般可根据情况使用锚杆支护和架棚支护；锚杆支护可使围岩形成统一整体，增强顶板围岩的自承载能力，控制顶板离层和冒顶发生；架棚支护可有效避免顶板冒顶的发生，可根据实际情况适当缩小或加大棚距，使用架棚支护时做好棚子防倒措施，确保棚子稳定性。需爆破时，应合理选择爆破点，合理确定爆破参数，对用药量严格控制，适当降低槽眼位置，控制好爆破产生的振动破坏力不致影响掘进巷道的围岩支护和顶板安全。在过断层时，若顶板破碎较严重，可采取注浆方式进行顶板加固，确定合理的注浆方案，选择合理的注浆设备和注浆材料，严格按照注浆方案进行注浆，直至达到注浆效果为止，然后再继续掘进工作。
5 结语
综上所述，由于煤矿的生产条件极为复杂，特别是地质构造中存在着大量的断层，这些断层的存在，极大程度上影响了煤矿的生产和掘进的速度，同时也给施工人员的安全带来了很大的隐患，我们经过大量的实践经验，总结出了以上所介绍的几种过断层的方法。这些方法能够利用锚杆的悬吊理论使得巷道顶板岩层稳定，这种也使得锚杆理论得到很充分的发挥，从而很好的保证了在软弱岩层的支护方式和效果方面得到了很好的提高和改善。因此，煤巷掘进过断层的施工方法都具有安全、高效、快速的效果，并且能够为社会取得极大的经济效益和社会效益，巷道掘进进尺的提高对确保采区采掘衔接的顺利完成具有十分重要的意义。
参考文献：
[1] 陈炎光，钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].江苏徐州：中国矿业大学出版社，1994.
[2] 汪忠江、于会军，采煤工作面采用加固技术过断层破碎带的实践[J]，煤矿安全，2008.06
作者简介：
韩银（1988—），男，河南信阳人，2010年毕业于安徽理工大学地质工程专业，现为安徽国投新集刘庄矿业有限公司技术员，从事矿井技术工作。
