在煤矿生产中裂隙和断层的影响及处理措施

王吉民

【摘 要】裂隙对工作面布置，钻眼和爆破，回采率，顶板管理，工作条件产生不同影响；各种断层对煤矿生产均产生重要影响。应从实际出发，采取科学有效的处理措施，保证煤矿生产安全。

【关键词】断裂构造；裂隙；断层；煤矿生产

断裂构造可破坏煤层的完整性，造成煤（岩）层的不连续，给采煤生产带来了一定的影响因素应及时准确地处理好断裂构造，保证煤矿的生产安全。

1.裂隙对煤矿生产的影响及处理

1.1工作面布置中裂隙的影响及处理方法

煤层顶板裂隙发育时，布置回采工作面就要考虑裂隙方向。如果工作面平行于主要裂隙方向，则容易出现冒顶片帮事故。因此，布置回采工作面时，要与主要裂缝方向成一锐角，这样可以避免或减少冒顶和片帮事故。在掘进中当掘进方向与主要裂隙方向平行时，岩石的静压力将集中作用在支架上，容易造成巷道冒顶，片帮等事故。在设计巷道方向时，要根据主要裂隙方向，尽量使掘进方向与主要裂隙方向呈锐角或垂直。

1.2裂隙钻眼和焊破效果的影响及处理

裂隙影响发育时，炮眼的方向如与主要裂隙平行，容易产生卡钎子事故，而且在爆破时，因裂隙而漏气，会影响爆破效果。所以在钻眼爆破时，炮眼的方向应尽量垂直于主要裂隙面，这样，不但可以避免卡钎子，而且还能获得较好的爆破效果。

1.3裂隙对回采率的影响及处理方法

在回采高变质无烟煤以及低变质长焰煤时，根据构造裂隙的组数，方向和发育程度，科学布置回采工作面。例如，在坚硬的无烟煤中，如果有两组构造裂隙，一组倾向西，倾角（50～55°），较发育；与前组垂直，则不发育。当工作面由东向西推进时，煤容易顺发育的裂隙面脱落，生产效率高、进度快；而当工作面由西向东推进时，则由于发育的裂隙倾向与工作面推进方向相反，煤不容易脱落；会影响工作效率。

1.4顶板管理中裂隙的影响及处理措施

煤层顶板裂隙发育时，工作面一般不能单独使用立柱，还要加用顶梁，顶梁不能平行裂隙方向，以防止顶板沿裂隙面冒落，当煤层倾角较小，顶板裂隙发育时，放顶距离要缩小，而且放顶时的回柱方向要根据顶板的主要裂隙方向确定。这样，顶板冒落的块度小，可保证回柱放顶工作的安全。

1.5裂隙对工作条件的影响及处理措施

裂隙往往会增加矿井水的涌水量，恶化工作条件，有时还会引起井下水患。对有滴水的工作面要铺设雨棚，对采煤工作面可采用调面的办法，使水流向采空区，再疏干，使工人在无水条件下工作。裂隙还是瓦斯的良好通道，如果煤层顶板裂隙发育，瓦斯的排放条件好，煤层中的瓦斯含量就小。

2.大断层对煤矿生产的影响及处理

2.1断层对煤矿生产的影响

大断层对井田划分的影响。大断层作为井田划分的主要依据之一。由于大断层的影响，煤田被分为若干块段，在划分井田时，要考虑以大断层作为井田的边界。这样，既可以把断层保安煤柱与边界保安煤柱合为一体，减少煤柱损失，又可尽量避免出现三角煤。

如果在井田内存在大断层，必须增加大量的保安煤柱，给掘进运输和巷道维护带来很多困难。在水质条件复杂的矿区，过大断层时，容易造成突水的危险。许多矿区常以大断层作为井田边界。大中型矿井可以落差大于l00m的断层作为井田边界，小型矿井可以落差大于50m的断层作为井田边界。如果矿井以断层为界，要在断层两侧各留30m隔离煤柱。

大断层对于开拓方式的影响。大断层影响井田开拓方式的选择，在选择井田开拓方式时，应当考虑断层的影响。缓倾斜煤层，在没有断层影响的地质条件下，用斜井开拓较好。但是如果煤层被断层破坏，产状变化较大时，就不能用斜井开拓，而要用立井，主要石门开拓。煤层倾角较大，应尽量避免采用下山开拓。但当井田以断层为边界时，由于主要石门不能贯通所有煤层，因而只好采用下山开拓。

2.2中型断层对煤矿生产的影响

对倾向和斜交断层的处理方法。一种是以断层为采区边界另开上山：另一种是采用石门过断层。一般以为，断层落差大于20m时，可作为采区边界；当落差小于20m时，则采用石门过断层的方案较为经济合理。当两倾向断层之间的煤层走向长度在600m至800m时，可用双翼上山方案开采；当煤层走向长度在300m至400m时可用单翼上山方案。

对走向断层的处理方法。如果井田内走向断层落差大，煤层被断层分割的长度大于3个区段，煤的储量又能满足一个水平的服务年限，可以考虑以该走向断层作为水平界线。

当上山（或下山）部分存在的走向断层其落差较大，而煤层被断层分割的倾斜长度较短（1-2个区段）时，应以走向断层为水平内的辅助水平界线，这将出现多段提升，使提升系统复杂化。

2.3小型断层对煤矿的影响

采区内有小断层存在时，会给回采和掘进带来困难，只有在布置工作面时处理得当，才能减小断层对生产的不利影响。

对采区内走向断层的处理方法：当采区内走向断层落差在2m以上，并且沿走向延伸较长时，常以断层为界，将工作面一分为二，按双工作面回采。在这种情况下，上、下工作面应保持一定的差距，一般为15-30m，以避免上、下工作面间放顶冲击地压的相互影响。

对采区内斜交断层的处理方法：采区内有斜交断层存在时，往往使工作面斜长不一致，给回采、运输、顶板管理和正规循环作业带来困难。在这种情况下，可先布置两个工作面回采，待过了断层影响区之后，再恢复用一个工作面生产。

对工作面小型倾向和斜交断层的处理方法：当工作面小型断层的落差大于2m时，需要重新作开切眼：当落差小于2m时，工作面有时可以直接推过断层，但过断层时，应注意使工作面与断层走向方向成一个较大交角（以60度-60度最好），以避免冲击地压造成工作面切顶在有顶板淋水或底板出水时，可将工作面调转一定角度，这样有利于使水流向采空区，改善劳动条件。

2.4断层对煤矿安全生产的影响

断层带及断层两侧的岩石带十分破碎，当采掘工作面遇到断层时，容易出现冒顶，片帮等事故，所以要加强支护。当断层与含水层或地表水相通时，水会沿断层带流入矿井内，使矿井内涌水量增加，劳动条件恶化。水文地质条件复杂的矿区还会因此而发生突水，造成矿井淹没事故。在高沼气矿井中，由于断层附近岩石破碎，容易积聚瓦斯，造成瓦斯突出事故。当采掘工程接近断层破碎带时，应加强安全措施预防各种事故发生。

断裂构造在地壳中分布广泛，其形态和种类繁多，规模有大有小。它们关系到煤层的破坏和保存，造成矿层，岩层的错动不连续，对于矿产的勘探、开采，水文地质，工程地质均有影响，对断层的观测研究，处理是一项极重要的工作。