煤礦近斷層巷道支護方式探究

牛貴芝　趙君猛　曾柯植

摘 要：煤礦工程的開采過程中，存在較多不穩定的安全因素的影響，尤其是在近斷層位置的開采施工，其本身就存在較大的危險，在多次擾動的情況下，如果不具備良好的支護和預防措施手段，可能會引發各種安全事故。在進行掘進的過程中，要充分保障能夠采取安全、有效的技術手段，并且要充分做好必要的支護。依靠支護結構，有效地保障煤礦開采過程的安全性。

關鍵詞：煤礦;近斷層巷道;支護方式

煤礦開采因為具有對原有土層力學平衡的破壞性，其本身就會存在較多的安全隱患，在特殊不良地質條件下的采礦工作更是存在更多的安全隱患問題，比如在斷層位置的開采作業工作。因此，要充分做好支護結構，做好開采位置的預加固，充分執行好有關的安全保障措施。

1 ? ?工程地質概況

3302軌順采用錨網帶與錨索聯合支護，巷道設計凈高3 800 mm，設計中凈寬5 200 mm，巷道已掘進897 m，距3F45逆斷層（H=4.0 m）預計位置約63 m，距FS45正斷層（H=14.6～17.0 m）預計位置約78 m。

2 ? ?斷層對巷道的影響機理分析

巷道的建立無疑會對原有的土層地質平衡造成破壞，而這種破壞必然會引起周圍地質圍巖的移動趨勢，在圍巖中出現應力集中現象。如果集中應力小于巖體強度，圍巖將處于彈塑性狀態，當圍巖應力超過圍巖強度后，巷道周邊將首先被破壞，并逐漸向深部擴展，直至達到一定深度取得三向應力平衡為止。在巷道周圍圍巖的一定深度范圍內，存在一個能承受較大切向應力的“巖石圈”。該“巖石圈”處于應力平衡狀態，但是巷道不斷地經受采動影響之后 圍巖的破壞范圍會逐漸擴大，架棚支護形成的“次生關鍵承載圈”不能完全承載圍巖應力，容易導致不安全問題的發生。而在斷層位置，其不穩定的隱患更加突出，這種底層位置的延性較差，破壞通常是突發性的，如果不具備良好的預防和應對措施，會導致安全事故的發生。

3 ? ?巷道掘進工藝及支護

3.1 ?掘進工藝

采煤工作面設計要考慮地質構造復雜程度。結合采區布局、主要斷層產狀綜合考慮，斷層數量多、落差大、預計對采煤工作面開采造成重大影響時，應合理選擇采煤工作面的推進方向，過斷層原則上“下壓式”開采，盡量避免“上仰式”開采。

近水平煤層過斷層時角度控制在-15°～+12°。過斷層區域的巷道層位要盡量沿煤層布置;當斷層落差較大，需要截割頂（底）板巖石時必須控制割巖厚度，割巖厚度不大于2.5 m。過斷層區域的巷道坡度要平緩，以不大于10°為宜。當掘進過程中揭露隱伏斷層或探測的斷層實際落差與預測不一致時，要充分考慮工作面回采要求，掘進迎頭需要后退下扎或后退上挑;重新掘進時必須后退，并合理確定后退距離和施工坡度。過斷層區域的巷道高度不低于正常段的巷道設計高度;巷道變坡點前后10 m巷道高度應適當加大。施工過程中，如果探測到斷層，及時匯報礦分管領導及相關科室，按要求采取加密探孔、調整探孔角度等方式探明斷層準確的落差、產狀。斷層與預計產狀懸殊較大時，根據實際斷層產狀，確定前掘坡度。斷層位置的掘進工作要充分加強對周圍有關安全環境的觀察，施工過程要平穩，每次掘進循環結束之后都要做好必要的平整工作，保障下一次掘進循環工作的順利開展。

3.2 ?支護設計

（1）破碎帶注漿。對于斷層地區的巷道施工來說，該位置地層在多次開采擾動的過程中會形成巖層的裂縫縫隙發展，空隙率會明顯增加，同時圍巖的不穩定性也在不斷的增加，通過向圍巖破碎帶注漿的方式能夠充分保障圍巖整體穩定性的提高，保障開采過程的安全性，且存在的發展縫隙給注漿施工帶來了一定的技術保障。施工中要注意注漿材料的質量控制，做好注漿工作的技術工藝控制，一般要重點控制注漿壓力和注漿量，注漿設備要穩定、可靠。在施工中采取緩慢的注漿方式，保障注漿材料能夠充分深入破碎帶。注漿完成后，對注漿以及可能存在漏漿的位置進行充分、有效的封堵。

（2）錨桿支護體系。要重點控制錨桿設計的位置以及錨桿的間距，保障錨桿能夠提供穩定、可靠的支護作用。要充分保障錨桿施工的有效性，一般要保障錨桿具備足夠的錨固深度，對于未緊固的錨桿要在質量檢測的過程中，重新進行二次錨固施工，充分保障錨桿具備良好的錨固能力。巷道頂板巖石厚度大于1 000 mm時，頂部鋼帶排距可以縮短到1 000 mm。若頂板破碎，及時縮小支護排距并使用雙層金屬網。檢查固定鋼絲繩錨桿，發現松動及時緊固，失效進行補打。在過斷層區域要采取加密錨桿（索）、縮小棚距、錨架聯合支護、頂部鋪雙層金屬網等加強支護措施，確保頂板支護可靠。對于錨桿與鉆孔的接觸間隙位置也要充分地做好必要的注漿工作，尤其是要做好鉆孔孔口位置的封堵，避免注入漿液的不斷流失，充分保障錨桿系統的支護能力可靠、穩定。

（3）小導管超前預注漿。對于注漿法無法深入的破碎斷層，可以充分借助小導管注漿的漿液輸送能力，充分保障注漿液深入土層的深處，充分保障有關注漿材料能夠達到既定的注漿位置。導管要具備一定的強度和剛度要求，管徑在40 mm，左右長度一般在3～5 m左右，要控制導管的外插角度，一般控制在15°左右，導管的搭接長度要充分控制，要充分保障注漿完成后的管口封堵。

4 ? ?結語

煤礦在近斷層位置的開采施工作業要通過科學的支護設計方案以及穩定、可靠的掘進方式進行保障，要避免在施工中存在冒進行為，一切以安全為進行施工工作的指導和必要開展前提。

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