煤巷掘进过断层方法

煤巷掘进过断层方法

赵明伟

鸡西矿业集团安全技术培训中心黑龙江鸡西158100

摘要：结合断层和巷道夹角对巷道围岩的影响，介绍了煤巷掘进过断层的方法，同时灵活应用煤巷掘进过断层方法，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：夹角；巷道围岩；煤巷掘进；断层

引言

某矿位于鸡西盆地北部坳陷的北侧，构造形态总体为一地层走向NEE，倾向SSE的单斜构造，地层倾角在F23断层以西为15～35°，以东为15～60°，并有火成岩侵入。次级构造以断层为主，极少发育褶曲。由于剪切应力作用，北西向和北东向断层发育，形成共轭断层，亦存在数条近东西向断层。断层多以高角度（60°～80°）的倾向正断层出现，在井田内煤层倾向方向上断层以地堑、地垒相间排列，对煤层形成割裂，对采掘工程设计造成很大的影响。

煤巷掘进时，经常会遇到断层,根据断层和巷道夹角对巷道围岩的影响，经多次实践，结合某矿工作面巷道施工的实例，总结出后退挑顶或后退卧底过断层的方法，解决了煤巷掘进过断层支护困难的问题。保证了安全掘进、提高了煤巷掘进过断层的速度和经济效益，对矿井安全生产和巷道的布置与施工起到了很好的借鉴作用。

1.过断层方法

1.1后退挑顶法

沿掘进施工方向断层造成煤层上移时，采取后法过断层。待挑顶掘至断层面时，巷道顶部达到断层面下盘煤层顶板。继续向前掘进时，锚干支护正常应用于煤层顶板，从而使锚杆起到应有的支护作用，使断层面附近顶板得以有效可靠的支护，如图1所示。

图2后退卧底法示意图

2.断层与巷道夹角对巷道围岩的影响

断层破碎带围岩压力的分布与其产状是密切相关的。在断层破碎带中，其充填物为松散、破碎或完整性差的碎块岩体和泥岩组成，可用松散岩体力学理论进行地压计算，即：

Q=γH

式中：Q—作用在巷道或硐室上的垂直地层压力；

γ—断层破碎带充填物容重；

H—巷道或硐室浅埋时为埋深，深埋时为压力拱高度。

断层破碎带产生的垂直地层压力，实际上断层与巷道夹角不同，对围岩压力分布影响很大。沿断层面可分解为：

垂直压力Q1=γHcosα；平行压力Q2=γHsinα

式中：α—断层破碎带与巷道的夹角。

由此可以看出夹角越大，断层对巷道围岩的影响越小，支护越容易。夹角越小，对巷道围岩影响越大，支护越困难。

3.过大断层方法

3.1直接过断层

该方法是过断层最常见也是最经常使用的方法，通过断层后可直接勘测断层另一盘的地质情况再进行相应的转向找煤,如图3所示。

图5断层与煤层交接剖面示意图

4.1巷道施工说明

在煤巷掘进中遇到岩性发生变化时，首先打钻探明断层的产状情况，根据具体情况灵活地选择施工方法，可以快速、有效、经济过断层，如图6所示。

顶板打锚杆和锚索支护，顶板岩石变好可取消加强支护措施，固定锚索时药卷数量不得小于5个。

因顶板层理发育，采用锚杆、钢带、刚梁子、锚索联合加密支护，锚杆间排距1.0×1.0m，锚索打在刚梁子上间排距1.0m×1.0m，帮顶围岩破碎严重处，采用锚杆、金属网、锚索、钢带加密联合支护。以上情况仍达不到支护要求时，根据实际情况适当缩小锚杆、锚索间排距并增加锚索长度，直至顶板围岩稳定。

4.2巷道支护要求

锚索笼长度不小于0.2m，顶板、帮壁破碎严重时，需打锚索时必须保证锚索锚固长度，锚固长度锚端锚入稳定岩层不小于1.0m，锚固长度不能满足要求时，由9m锚索及时修改为10.5m锚索使用锚索锁具前应将锚环和夹片清洗干净然后装平，锁具必须在额定载荷极限范围内使用，锚索预紧力不小于40Mpa。

挂网时纵向网边搭接必须采用抽丝绞接法，横向网边搭接必须采用压边法,搭接长度不小于100mm,金属锚网规格长2.0m×宽2.0m，挂网时必须抻紧，形成一定预应力，手拉变形不大于100mm。

图6加强支护示意图

结束语

实际生产中，在井下现场实践了大量落差一般为0.5～7m的小型无名断层，这些断层非常密集，倾斜断层较多。其中以正断层较多，经常使采掘队组临时修改作业规程，改变施工计划，影响到采掘接续的顺利进行。

煤矿地质情况复杂多变应根据煤层赋存情况、断层产状等选择合理可行的施工方法。根据施工过程中所遇到的实际地质变化情况应及时修改方案。