煤矿掘进迎头过断层技术探讨

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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]