淺議煤巷掘進工作面過斷層技術及安全措施

賀永平

(山西焦煤汾西礦業集團公司曙光煤礦，山西 孝義 032300)

淺議煤巷掘進工作面過斷層技術及安全措施

賀永平

(山西焦煤汾西礦業集團公司曙光煤礦，山西 孝義 032300)

以淺議煤巷掘進工作面過斷層技術及安全措施為題展開相關論述，結合某地實例，以綜合化掘進快速過斷層技術進行討論，分別從掘進的地質條件、斷層預測技術、快速過斷層技術、配套安全措施以及斷層帶支護技術等方面進行具體分析。希望通過實例分析，對其有一個較明晰的認識，同時也希望通過對該方面技術與安全措施的討論可以為提高煤巷掘進工作提供一些可利用的信息。

煤巷掘進;工作面;過斷層;技術與安全

隨著現代技術的不斷發展與進步，在提高掘進機械化裝備水平方面，已經出現了更好的選擇。但是以本文所討論的某地為例，它首先在布置巷道時盡可能地避開斷層構造，其次，對掘進工作面過下壓正斷層采取一些具有針對性的措施［1］，能夠達到技術的到位與安全高效生產的目的。以下對各方面的斷層掘進進行具體說明與探討。

1 工況概述

以某煤礦為例，向斜中段軸部，四周存在斷層，勘測結果顯示為褶曲和斷層內部構造，在經過對具體的數據分析后確定了其中巖石普氏系數較大的問題。此次掘進工作設備方面，掘進機器以德國阿爾法公司生產的 EBZ－160型綜掘機割煤裝載機為主;運輸方式，則選擇我國生產的SSJ－800型輸送機運煤;在后路運輸中，通過DXP40防爆蓄電池單軌吊車完成具體工作。

在掘進過程中，斷層較多，在全長為1 603 m的中間巷道中，困難較大。其具體情況包括偽頂、直接頂、基本頂3個方面，因為這3部分構成中，分別是灰黑色粉砂巖、灰黑色粉砂巖和灰白色細砂巖。

從水文地質方面看問題較大，這主要是地質構造所致，具體如表1所示。

表1 地質構造、斷層基本頂底板基本情況

2 從技術方面分析

掘進過程中往往由于斷層落差大可能會因隱伏斷層造成對失翼斷層的誤斷，所以，應該對其進行預測。其具體有5種方法可以采用，有煤巖層層位對比法、斷層面構造特征法、規律類推法、做圖分析法、生產勘探法，幾種方法聯用，其效果更為顯著，因此，需要增加對這方面的注意力，推動對其方法聯用的嘗試，從而通過綜合分析，互相輔助，進一步探索出最為有效的解決方法，提高工作效率，降低掘進成本。

以煤巖層層位對比法為例，要求細致分析其各方面的具體表現，即，對其特征進行全面分析。通常情況下，這種對比法應用于斷層兩盤煤巖層，在這種方法作用下，能夠明確斷層性質、判斷其間的距離，從而對失翼煤層加以推測，另一方面，因為煤層多在內層，因此，還應該從技術的角度，應用一些先進的探測方法，分析其中的結構構造、類型等，在確定了方位、范圍等具體的情況之下，開展行之有效的掘進工作;在斷層面構造特征法方面，主要是通過對特征的分析來確定斷層的情況，然后進行相關的方向推測，其間，應該注重對于規律類推法的具體應用，因為失翼煤層的尋找多有其規律可尋;做圖分析法的應用能夠透過圖層讓所有的情況具象化、直觀化地呈現出來，從而可以明確的觀察，再進行連接情況的判斷;至于生產勘探法方面，主要是為了達到直接、有效的目的，其中，數據最為基礎，也非常重要，開展具體的鉆探工作等后，再實現對比性的評估。

3 過斷層方法說明

本研究中，采用一次過斷層法，分為上坡過斷層和下坡過斷層。具體的操作見圖1、圖2。

圖1 綜掘機上坡過斷層

圖2 綜掘機下坡過斷層

在此方法下，需要注意的方面主要集中體現在掘進工作面上。需要對跳斷層階段加強分析，通過對當地采用直接割頂法的分析，從而選擇了上盤頂板或下盤煤的形式，從而有效地避免煤層因冒頂在冒落時發生安全事故。從結果來看，該方法效果較好，值得進一步加強研究，從而使之完善化，并得到更大范圍的應用推廣［2－3］。

4 配套工藝設置

煤巷道掘進工作面過斷層技術及安全措施離不開對工藝的研究與科學合理應用，因為在技術的應用過程中，需要一系列配套的安全技術或安全措施來支撐整個掘進工作的安全生產，所以，應該對其中的配套工藝設置加以探討。

首先，在綜掘機的截齒強度與能力上進行增強，減少截割頭的截割面積，并利用截齒加耐磨層的方法。這樣做，有利于增加其壽命，減少事故發生率，并提高利用率，保證其在巷道單進方面的水平。

其次，在過堅硬斷層時，利用深孔靜態破碎劑爆破法、膨脹破碎劑裂隙法，從而保證切割難度降低，減少過斷層時間、降低機器承載負荷。

第三，對工作環境的安全措施設置。研制除塵添加劑，降塵率可達63%以上。

5 安全措施

通常情況下，安全措施應該注重加強巷道掘進工作地點的質量調查，嚴格執行操作遠程，交接班、安全檢查需到位，隨時觀察周邊圍巖的穩定狀況及變化;多打眼，減少放炮裝藥量，降低放炮可能對斷層帶附近頂板的破壞;減少空頂距，支設臨時支架、永久支架，保證其滯后距離在2 m～4 m之內。從臨時支護、永久支護2個方面展開具體說明。

在臨時支護方面，應該先對掘進機進行分析，然后再進行工作方面的具體事宜安排。具體來看，包括臨時支護托梁器的研究與應用，比如，在臨時支護作用的發揮方面，就可以透過托梁托鋼帶、截割頭之間的相連來具體的實現;再如，在運作方面，應該注重液壓系統的調節，具體可以將電控雙閉鎖裝置的功能盡量發揮，從而通過設備、合理的安排，保障掘進工作的安全性、有效性。另一方面，也可以更為合理地減少勞動強度，提高工作效率。

在永久支護方面，需要從巷道本身著手進行研究，比如，對其寬度、高度的具體計算等。在本次研究中的數值分別是3.6 m與2.5 m(均為凈值)。具體的操作，應該采用錨桿支護。其中，需要進行具體安排的要素包括頂板錨桿間距、幫間排距、錨固方式，以及對于鋼帶、托盤、錨索布置、多屬網分布等。在此次研究中建議，選擇全螺紋錨桿，樹脂加長錨固法，而鋼帶均以專用型的M型為主;其排距、規格方面的選擇全部以實際的巷道情況為準。然后，再采用相關的軟件進行模擬分析，最后，在確定的數據支持與論證之下完成永久支護工作。此次計算中應用FLAC模擬軟件，需要注意的是對于水平、垂直方面的移場應該加大分析力度，以確保支護的有效性。

6 結語

通過以面的分析可以認識到，掘進工作面過斷層技術與安全措施方面需要綜合考量，全面分析，才能更好地保障生產。另一方面，筆者通過對巖巷掘進中技術的分析認為，我國在該方面的機械化裝備水平還處在較低的階段，施工工藝有待改時，而且地質條件的限制較大，因而針對這些具體的影響因素，應該注重可行性強、具有超前地質探測方面的技術研究，加強勞動組織管理，實現多工序平行交叉作業等方法來改進方法，建立具有激勵性的評估體系，從而提升我國的煤礦巖巷掘進水平，進而更好地提供煤炭能源，滿足廣大人民的能源需求。

［1］張繼遠，張長合.回采巷道掘進過斷層施工方法［J］.中州煤炭，2012(2):23－25.

［2］冀貞文，王懷新，王同吉.深井巷道圍巖變形破壞規律及其控制技術［J］.煤炭工程，2012，44(2):56－57.

［3］ 何勇.高突煤層保護層瓦斯綜合治理技術［J］.煤炭技術，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

賀永平，男，1967年出生，2013年畢業于東北大學采礦工程專業，工程師，現從事采礦技術管理工作。