煤矿掘进迎头过断层技术探讨

【摘 要】在煤矿井巷施工尤其是回采巷道中，经常会通到一些断层构造。如何安全顺利地穿过断层，对提高单进水平，实现安全生产意义重大。结合多年施工实践，摸索出一套过断层施工技术。

【关键词】煤矿井巷掘进；断层构造

1.断层形成机制

在煤矿井巷掘进中，我们经常遇到的断层构造，按性质主要分为：正断层、逆断层。

1.1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°最为带见，一般破碎程度不太强烈，断层带一般发育较窄。

1.2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。

1.3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。

2.巷道过断层主要施工方法

2.1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。如水平巷道掘进到A点时，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。

如遇斜交断层，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，可沿断层掘进进人另一盘煤层，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，而应有巷道窜过断层进入另一盘岩层后，盘岩层后，10—15米距离，再平行断层走向掘石门寻找另一盘煤层。

2.2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。

（1）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。

（2）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。

3.过断层的支护方案

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。

（1）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。

（2）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。

（3）当巷道托顶炭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800x800mm，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。

（4）架棚巷道采用矿用11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。

（5）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。

（6）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。

4.过断层方式的几个原则

（1）根据顶板状况：顶板较好时，一般不便破坏顶板，以卧底为宜。

（2）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。

（3）根据所采煤层情况，如断层以外确不易采取，以断层改造为主。

（4）挑顶卧底坡度与辅助运输、皮带运输和掘进机使用相适应。

5.过断层的安全措施

（1）加强构造变化带的地质调查工作，查清地质资料，及时制定具体的施工方法与安全措施。

（2）坚持敲帮问顶制度，及时找掉悬矸危岩，使用好前探梁等临时支护并接实顶。

（3）减少空顶距离，缩短围岩暴露时间，尽可能做到一次成巷。

（4）加强支护质量确保支护有力，有效控制围岩。

（5）改变巷道支护方式。巷道穿越地质破碎带时，缩小锚杆间排距，并挂网，网与岩面空间必须充填，采用一班掘进一班锚网喷支护方式。在很破碎断层带，可在迎头打超前锚杆。破碎带锚杆必须全长锚固，同时严禁打穿皮锚杆。

（6）使用好防倒棚装置，防止倒棚冒顶造成事故；当岩石较硬时防止炮轰崩倒棚，可用锚杆配合铁板固定两棚腿，每棚腿固定一道，防止倒棚。

（7）严格按光爆要求施工，多打眼、少装药、放小炮，尽量保持围岩稳定性。降低因放炮对断层带附近破碎顶板的震动。如果放炮法难以控制与管理顶板，可改用手镐方法掘进。

（8）断层带较碎时，要控制好装药量，减少对围岩震动和破坏，尽量保持围岩自稳；同时，缩短循环进尺，加大支护密度特别是动压巷道过断层，更要强化支护，确保顶帮安全。

（9）坚持使用前探梁临时支护，前探梁与顶板间必须用枇子接实，切实起到前探梁保护作用。

（10）采用综掘施工时，由于煤层底板较软，一般采用卧底施工法，当岩石较硬，应采取先放松动炮再用综掘机割的方法。

（11）施工中严格执行操作规程、交接班和安全检查制度，随时注意围岩稳定状况的变化，发现异常要及时处理。

（12）巷道接近断层构造带时，要坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，做好断层水的探查工作，同时放炮前还必须检查迎头瓦斯等有害气体的积聚情况，有异常情况要及时处理。

（13）当煤层在上方，顶煤较破碎时，可采取打超前锚杆方法作为临时支护，防止顶煤冒落。 [科]