岩巷防误揭煤方法的探析

郭林峰+李学强+杨晓峰

摘要：十三矿地质构造极其复杂，己组煤层瓦斯低位抽采巷（以下简称低抽巷）施工过程中，遵循“物探、钻探加标志层”，并严格执行“三探两防一对比分析”的管控模式，解决了防止误揭煤及突水问题。通过对岩巷遇到断层的分析，优化了探测方案，不仅加快生产进度，保证了安全生产，同时节约生产成本。

关键词：循环超前探测 断层 “三探两防一对比分析” 标志层 误揭煤 长探断掘

1 概述

平煤股份十三矿是平煤集团2002年建成并投产的1.80Mt/a大型矿井，位于平顶山市东北19km，襄城县城西9km，井田属襄、郏两县管辖区，井田东西走向长15km，南北倾斜宽2.3～5.0km，井田面积53.6km2。主采己15-17煤层，平均厚度为5.88m，开采深度由-100m至-800m标高。地质构造极其复杂，正、逆断层交错，十三矿落差比较大的正断层近似于南北或北东、北西向；逆断层则接近于东西向，且走向上比较发育，煤层底板的落差几乎是煤层顶板落差的2倍。2005年5月经煤炭院抚顺分院定为煤与瓦斯突出矿井，瓦斯含量从西向东逐渐增高，随埋深变化规律明显，曾经出现中型、大型、特大型煤与瓦斯突出及高浓度瓦斯超限事故，经分析都与逆断层的分布有关，由此可见误揭煤层极容易导致煤与瓦斯突出[1]。

2 低抽巷施工措施

为了更好的治理瓦斯，在高突区域做低位瓦斯抽采巷（简称低抽巷），先编写循环超前探设计。施工层位在七灰与六灰中间的铝土质泥岩中施工，距己15-17煤底板9～16m。为了准确掌握前方煤层赋存状况，防止低抽巷掘进过程中因地质构造或煤层赋存发生变化误揭煤，执行“三探、两防、一对比分析”的防误揭煤措施，三探即探地质构造、探煤层赋存情况、探富水区；两防即防误揭煤、防水害；“一对比分析”根据矿区逆断层在走向上比较发育的规律，结合周边地质资料，看是否有落差比较大，走向比较长，倾角比较小的断层条带，分析是否会影响到低抽巷的施工，综合分析预测后，及时发放预测预报通知书，下发分析打钻的具体参数。采用物探先行，钻探验证，沿相应标志层施工[2]。

3 误揭煤情况分析

3.1 正断层

向后倾的正断层对于低抽巷的施工影响不大，沿标志层施工的低抽巷过正断层后距煤层的间距变大，只需加大坡度沿相应标志层施工，不会造成揭煤及瓦斯超限等事故；向前倾的正断层如果落差在9m以上，低抽巷施工过程中在断层面附近容易造成瓦斯超限及揭煤，虽然执行循环超前探测，但此种情况也很难准确控制，因穿煤孔钻透煤层底板2m左右时一般都出现喷孔现象，容易造成瓦斯超限事故，所以一般不穿透煤层，而是钻进煤层2m左右停钻，因此很难从煤层厚度上判断断层的存在，容易出现误揭煤和瓦斯事故。

3.2 逆断层

向前倾的逆断层对于低抽巷的施工影响不大，执行循环超前探测下盘的煤层，过完逆断层面后层间距变大，上盘煤层距低抽巷更远，只影响低抽巷的施工坡度；向后倾的逆断层对于执行循环超前探测到上盘的煤层，在探煤孔的下方会出现逆断层下盘的煤层，且比正常的煤薄，或是煤尖，打钻极不容易探测到煤，容易出现误揭煤及瓦斯超限（如图1）。

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图一

3.3 走向逆断层

己一辅助回风上山上段距∠56°H=8m逆断层下盘煤层底板下8m，为了解决下一采面的回风，己一集中出煤巷（在逆断层上盘）两次变方位后，仰角13°与上段贯通，距逆断层面法线距离60m，分析附近巷道的地质资料，上、下两层己15-17煤重叠区域达110m。当巷道顶板距己15-17煤层底板3m时开始执行超前循环探测，物探显示前方有异常，但探测不到逆断层下盘的己15-17煤层，第二次变方位进入辅助回风上山下段时遇见逆断层面，上盘为一灰下部，下盘为标2下泥岩，层理紊乱，分析下盘的己15-17煤层距己一辅助回风上山6m，根据己一辅助轨道上山遇见此逆断层的倾角和两条上山的平距，算出逆断层面在回风上山上方10m左右，可是循环探测并没有探测到下盘的己15-17煤层，判断煤层肯定在巷道上方出现，在循环探测允许进尺范围内执行“长探断掘”，即利用凹钻在巷道顶板开口，仰角40°，孔深15m，如果没有煤，允许掘进5m，同时利用锚索孔探明下盘煤厚及其距巷道顶板的准确距离。施工40m后探测到逆断层下盘的己15-17煤尖（厚0.15m），此时煤尖距巷道顶板5m，且逐渐变厚，距回风上山的距离也逐渐变大；施工36m后，逆断层下盘的己15-17煤层底板距巷道的顶板8m。通过对回风上山上部沿逆断层上盘掘进的己15-17-11060胶带运输巷、11080风巷和里切眼及周边地质资料进行分析后，得出只有∠56°H=12m的逆断层影响到己一回风上山，同时调整探测方案为“长探断掘”。这样既能有效防止误揭煤，又节约打钻时间，同时节约了生产成本。

总之，低抽巷和煤层底板下的岩巷在施工过程中遇到向前倾的正断层、向后倾的逆断层和走向逆断层前，一定要打钻探清前方煤层的赋存情况方可掘进；相反高抽巷和煤层顶板上的岩巷在施工过程中一定要注意向后倾的正断层、向前倾的逆断层和走向逆断层，一定要打钻探清前方煤层的赋存情况方可掘进，才能有效避免误揭煤及瓦斯超限等事故的发生。

4 结语

岩巷在施工前一定要综合矿井相邻区段的地质资料、钻孔及物探断层等资料，分析所遇到断层的性质、落差及延展情况，是否会影响到该岩巷的施工，如遇到有物探正断层，一定要分析其附近的钻孔，看是否有煤层分层现象，如有分层现象此断层是逆断层的可能性比较大，因为物探断层分析的走向、倾向、上下盘都正确，只有断层的性质分析反了[3]。在岩巷施工过程中如遇到岩层层理紊乱，出现“s”牵引，肯定是遇到逆断层，一定要探清前方煤层的赋存情况后才能施工；从矿井内钻孔内的煤层和煤线分析，如果出现其厚度异常，那么其附近出现逆断层的可能性极大；在低抽巷施工过程中探明一个区段内没有一13煤线，如果其内显示有一13煤线，那么附近存在逆断层的可能性也比较大。对岩巷遇到可能出现分析有危险的三种断层，严格执行“三探、两防、一对比分析”的防误揭煤措施；对于地质资料已清晰的区域，施工岩巷时只需探明巷道距煤层顶、底板的距离，或执行“长探断掘”的措施，既能有效保证防止误揭煤、安全生产，又促进了生产，节约了时间和成本，更能为类似地质条件极为复杂的矿井提供技术经验。

参考文献：

[1]牛志强，李燕平，陈永胜.钻探法在防止岩巷掘进误揭煤中的应用[J].中州煤炭，2009（3）：72-73.

[2]杨晓峰，韩付涛.低位抽采巷创新管理模式的应用分析[J].中州煤炭，2013（10）：40-43.

[3]李学强，杨晓峰，赵旭光.浅析对逆断层的认识[J].中小企业管理与科技，2014（8）：108-109.

作者简介：

郭林峰（1963-），男，河南南阳人，1987年毕业于焦作矿业学院，工程师，现从事煤矿技术管理工作。endprint