煤巷掘進過斷層方法探討

張煥明 段長鵬

摘 要：斷層是煤礦挖掘時經常遇到的問題，為了更好的獲取經濟和社會效益，就需要解決斷層問題，本文主要介紹了煤巷掘進過大斷層的方法，巷道夾角和斷層對巷道圍巖的影響，探討煤巷掘進過小斷層的方法。

關鍵詞：巷道夾角；巷道掘進；斷層

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.046

斷層是煤礦挖掘時經常遇到的問題。為了順利的進行掘進工作，就需要解決斷層問題，目前，最有效解決小斷層、厚煤層等問題的方法就是后退挑頂和后退臥底過斷層的方法。分析巷道夾角和斷層對巷道圍巖的影響，結合實際工作中的情況，總結過大斷層的方式方法，解決了煤巷掘進工作過斷層支護困難的難題。

1 兩種處理小斷層的方法

1.1 后退臥底處理斷層法

采用后退臥底法過斷層的最好時機是當斷層造成煤層下移的方向是沿掘進施工的方向時。當臥底掘進到了斷層的地方，這時，斷層面上盤煤層頂板恰好與巷道頂部的高度一致。繼續掘進時，將煤層頂板正常用支護裝置進行支護，這樣斷層就可以被支護裝置很好的保護起來，從而讓掘進工作順利的進行。采用后退臥底的方法過小斷層，優點有工程量減少了、出煤率增大了等。

1.2 后退挑頂處理斷層法

采用后退挑頂法過斷層的最好時機是當斷層造成煤層上移的方向是沿掘進施工的方向時。當挑頂掘進到了斷層的地方，這時，斷層面下盤煤層頂板恰好與巷道頂部的高度一致。繼續掘進時，將煤層頂板正常用支護裝置進行支護，這樣斷層就可以被支護裝置很好的保護起來，從而讓掘進工作順利的進行。

2 圍巖的影響因素

斷層破碎帶圍巖壓力的分布是受斷層破碎帶圍巖產狀影響的。松散破碎的碎塊巖體和泥巖等充填物組成了斷層破碎帶，地方的壓力可以用松散巖體力學理論進行計算，斷層破碎帶產生的垂直地層壓力即作用在巷道或硐室上的垂直地層壓力等于斷層破碎帶充填物容重和深埋時為壓力拱高度的乘積。影響圍巖壓力分布的主要因素是斷層與巷道夾角不同。

3 地質與斷層的解決方法

3.1 地質

當地質的煤層厚度和煤層間距處于一定值，煤的類型屬于半暗半亮型，這層煤的結構單一，厚度相對穩定，結構簡單。這種煤的底部為深灰色粉沙巖，其中泥質含量較高，但穩定性很差，含有植物的化石在其中，質地很脆，非常易碎。

3.2 斷層情況

斷層主要分為正斷層、逆斷層及直立斷層。掘進過程中最普遍的地質結構是斷層，處理斷層可以采用錨網支護方法，這種處理方法具有及時性、短時性及安全性等優點。總結處理斷層的方法必須要在實踐中總結，并與實踐相結合。

3.3 斷層處理方法

當在煤巷掘進中遇到斷層時，首先要做的是了解斷層的情況。之后對過斷層形成高墻的問題進行有效的分析和研究，為過大斷層積累經驗。

3.3.1 斷層處理方法之直接割頂法

當遇到斷層高度小于兩米的落斷層時，斷層表面巖石硬度不大可直接將巖石截割，之后進行錨網支護。直接割頂法降低了發生安全事故的可能性，也減少可掘進的難度。直接割頂法最適宜的使用情況是當掘進坡度大、坡度減小或是反坡。

3.3.2 斷層處理方法之后退臥底法

當斷層為落差小于一定值就是落斷層，落斷層一般采用錨網索支護控制圍巖的方法，為保證達到設計要求，掘進機應后退一定的距離，用小于掘進機坡度栽坡臥底。掘進機使用這種方法處理斷層既可以保持巷道的穩定，又不會破壞巷道，由于巷道高度隨著臥底逐漸增加，所以在處理斷層后，先要從上向下用錨網索加固對頂幫和斷層面，避免巷道過高而發生安全事故。

3.3.3 斷層處理方法之臺階施工法

當斷層的高度位于兩米到四米之間的起斷層時，頂煤厚度已經很小了，不能采用放炮震動落煤這種方法了。這時就應該采取臺階施工法。其中要超前兩米到三米對上半部進行支護，當巷道高度維持在兩米五時，應采用錨桿鉆機施工，施工時，必須嚴格遵守規定進行支護。

3.3.4 斷層處理方法之起坡臥底、頂煤放炮法

當斷層暴露出來后，一定要及時的進行支護，用來保證作業人員的人生安全，還能減小補打的難度，當斷層為暴露高度小于一米的起斷層時，采用的掘進方式為臥底掘進。當起斷層落差高度大于兩米時，采用的掘進方式為點小炮震動落煤。點小炮震動落煤方法的難度很大。

4 支護方法

4.1 巷道支護之鋼棚支護法

采用架工字鋼棚或錨噴的方法過斷層一般是斷層落差較大，并且，其他的過斷層方法都不適用。架工字鋼棚支護與錨桿超前支護總是要相互配合使用，這樣達到的效果會更好，使用架工字鋼棚支護時，可能是在暴露斷層之后，頂板碎裂、水量過多、嚴重塌落等原因。錨桿通常都是由特殊的工藝制作，超前錨桿最有效地使用位置是固定的，最好是打在外側，使用間距和角度都是確定的。

4.2 巷道支護之錨索加固法

為了控制圍巖的壓力，更有效的降低巷道片幫的可能性，應采用錨索加固法。當斷層平行與巷道或斷層位于片幫之內，出現這種情況可能會造成增大圍巖的壓力，片幫會加重，加大了支護難度，可以將錨桿連在一起形成一個網狀，而斷層側巷幫中部則是采用錨索加強支護。錨索長度一般在四米左右，影響錨索的主要因素是斷層在巷幫的形狀，錨索排距在兩米左右。

5 小結

在過斷層組中，先要探清斷層的實際情況，使用最有效的過斷層方法，這樣過斷層組有著很多的優點，例如高效、快速、經濟等。在煤巷過斷層掘進中，為了達到減小了斷層對巷道的影響范圍的目的，可以增大斷層和巷道的夾角，為了更好的維護和支護巷道，應該增大了巷道頂板的支撐能力。

參考文獻：

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作者簡介：張煥明（1983-），男，山東肥城人，工學學士，助理工程師，現任技術員，主要從事煤礦開采工作。