淺談煤礦掘進快速過斷層技術與支護安全

（山西靈石華苑煤業有限公司山西靈石，山西 晉中 031300）

淺談煤礦掘進快速過斷層技術與支護安全

張鳴慶

（山西靈石華苑煤業有限公司山西靈石，山西 晉中 031300）

隨著我國經濟的迅速發展，國內對煤礦的需求逐漸增大，而且我國的煤礦資源也比較豐富，讓煤礦業也隨之得到了發展。為了實現煤礦掘進能夠高效且安全，確保礦井生產能夠接替正常，就要不斷提升掘進機械化裝備的水平，盡量避開斷層結構，從而降低斷層結構對煤礦掘進的影響力度。

過斷層；支護；掘進

引言

形成斷層的原因有很多，但其主要的原因還是在采礦中，人為破壞了原有巖層結構，導致原有巖層所需要承受之力遠高于本身所受之力的極限，引發巖層結構的破壞或者破裂，最終形成了巖層裂縫，而當破壞達到一定程度，所產生的裂縫就會相互連接，進行生成了斷層面。

一、 斷層預測技術

在進行掘進的時候，另一盤煤巖層的變化時常都會由前方隱伏引發，例如當斷層具有較大落差時，斷層另一盤煤層就不能被直接看到，所以，進行斷層性質以及斷距的判斷以便于斷失翼煤層的尋找，這也成為了一些掘進方的關鍵所在。在實際的掘進工作中，可以采取的方法具體分別為以下幾種：

（1）煤巖層層位比較法：該方法需要根據礦井標志層和煤層及其頂底板的特征，對比分析出巷道已經揭露斷層的兩盤煤巖層，從而判斷出斷層性質以及其斷距，并根據其判斷結果進行斷失翼煤層的尋找。

（2）斷層面構造特征法：在形成斷層的過程中，牽引褶曲、羽狀的斷裂、平行的小斷層、斷層擦痕以及斷層礫巖往往都會出現在斷層面及其附近兩側，因此可以利用這些所產生的構造特征判斷出斷層性質的，同時也能推斷出斷失煤層方向。

（3）規律類推法：可以通過查看當前礦區目前已有的豐富地質資料，從而幫助推斷新揭露斷層性質，進而幫助斷失翼煤層的尋找。

（4）作圖分析法：就是在剖面和水平切面或者是煤層底板等高線圖上填繪出新揭露的斷層，并將其和同一煤層的鄰近巷道已掌握的斷層資料相互聯系和對比，也可以和鄰近煤層的同一水平巷道相聯系和對比。當已揭露并證實的斷層產狀與之對比的斷層產狀大概一致，同時在高線圖上有能得到連接，那么就可以大致判斷出該新斷層或許是之前就早已查明的斷層的延伸，這就是利用已有的相關資料進行新揭露斷層性質以及大致落差的確定。

（5） 生產勘探法：定期分析出當前所有機掘巷道的地質條件，根據對比鉆探和物探以及層位，或者鄰近巷道斷層賦存等方式，進行準確預測出下個月掘進施工中可能會遇見的地質結構的，并通報出其斷層落差和產狀、走向以及其巖性等相關信息，然后根據其預測做好機掘巷道的超前預防工作。

在實際生產的時候，通常都會使用到上述的幾種方法進行綜合性的分析和判斷，這樣才能相互補充，得出更加精準的信息，并加以驗證，防止因為不恰當的判斷處理斷層，進而引發出現安全問題和無效進尺現象，從而促進煤礦的快速掘進。

二、 快速過斷層技術

以斷層特征為依據，同時結合和巷道頂底板巖性的差異，需要一次性通過斷層的時候就利用提前挑頂或者臥底的方式進行，如果有些地方出現硬巖露頭，那么就應該將其周圍部分進行截割，并讓其墜落。但是當綜掘機在截割巖的過程中，不能夠進行超負荷工作。機器在行走過程中，不能進行切割操作，這樣要求的目的是為了避免出現切割載荷加大，進而損壞切削減速機。在進行切割的過程中，尤其是在切割硬巖的情況下，要保持良好的鏟板和后支撐接地狀態，并使得其振動減少，避免截齒超前磨損現象的出現，影響切割效率。切割頭只有在旋轉狀態下，才能進行截割巖。切割頭不能帶負荷啟動，其推進速度一定要保持在合理狀態，不能太快，嚴禁出現超負荷運轉的現象。當切處在最低工作位置的情況下，割頭一定不能將鏟板抬起。

掘進面在過斷層的過程中，尤其是過下壓正斷層的時候，采用的方法可以是后退臥底法，也就是下盤臥底和挑頂上盤，施工過程中需要按照腰線的設計嚴格進行，這種方法通常是在小斷層和厚煤層的開采中使用的過斷層施工方法。當煤礦開采所產生的斷層面引發位于掘進施工方向上方的煤層出現下移的時候，用該種方法就可以很好的解決過斷層技術的問題，而且使用該臥底技術，可以讓掘進巷道頂部和斷層面的上盤煤層頂板相互契合，讓掘進工作得以順利進行。與此同時，還需要適當使用如錨桿和架棚等的護頂工具，實現頂層支撐的作用，在下盤巷道超高的位置及時進行補打錨網的支護，上盤挑頂掘進，同時也要確保其巷道的高度，并且需要補打錨索加強兩盤結合處的支護。

當掘進面需要過上跳正斷層的情況下，可以采用直接割頂法，也就是利用綜掘機直接把下盤煤、上盤頂板跳至到下盤或頂板，并可根據斷層落差來進行臥底量的確定，從而避免在施工中因為下盤煤層冒頂而導致冒落傷人的現象出現。

在掘進的時候，時常都會遇到這樣的斷層，即具有較大硬度的巖石和較大的落差，但是為了在快速過斷層的同時又不造成綜掘機的損壞，這就需要綜掘機預測和預報巷道地質額準確率不斷提升。下坡斷層，在進行提前的破底施工的時候可以依斷層落差按照坡道，一旦掘到斷層的另一盤的時候，掘進面會為全煤。上坡斷層，提前挑頂施工就需要根據斷層落差并按照坡度進行，當掘到斷層的另一盤的時候，掘進面也會是全煤。不斷優化和完善綜掘機過斷層的施工工藝，進而防止出現綜掘機截割堅硬頂板巖石的現象，進而讓其過斷層的時間得以縮短，同時也對綜掘機炮頭和截齒進行了有效保護。

三、 斷層支護安全

斷層帶圍巖破碎，因此需要進行有效的斷層支護，可以利用現有的支護材料。臨時支護就是利用綜掘機液壓系統所進行的綜掘機臨時支護托梁器的自行研制，作為臨時支護的方式，也就是利用截割頭和托梁器托鋼帶相結合，而且因為液壓機械和電控雙閉鎖是綜掘機的截割頭所采用的裝置，因此可以提升臨時支護的可靠性和安全性，而且相比傳統前探梁的臨時支護方式，該種臨時支護更突顯出它所具有的安全可靠，此外還能夠有效降低施工人員的勞動強度。永久支護，其巷道的凈寬為3.5m，凈高度為2.4m。經計算可知，錨桿需要選擇全螺紋為1200mm×2200mm等的強錨桿。其頂板錨桿之間應該是800mm×800mm的排間距，幫間排距則是800mm×900mm，錨桿方式是樹脂加長錨固。采用M型鋼帶的頂板支護，長為3500mm,寬為140mm，厚度為50mm；兩幫鋼帶也是采用M型鋼帶，長為2100mm,寬為140mm，厚度為3.25mm。其托盤是采用厚度為10mm，并且能相配于M型鋼帶的強度型號的專用托盤，面積應該大于110cm2。錨索長為6.0m，并相配于12號槽鋼托梁且不低于0.8m，錨索應該以1600mm×2000mm來布置其間距，在復合頂板和斷層破碎帶處布置錨索五花。采用新式鋼筋塑料的復合網作為其金屬網，型號需要相配于掘進的循環進尺，50mm×50mm應該是網孔規格，進行聯網的聯接應該采用14號的鐵絲雙股，每聯接一處則需要間隔200mm。

結語

總而言之，在煤礦掘進過斷層中，既要不斷優化其相關技術方法和施工工藝，并且因地制宜的采用合理的技術，確保礦井正常順利進行，也要合理加強支護，以確保掘進安全。

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