煤矿掘进巷道过断层技术探析

高雷

摘 要：煤矿企业作为基础能源单位，其状况直接关乎中国国民经济的发展。工业能源需求量的增加，对煤炭资源的需求量有所增多，就需要煤炭企业增加开采量，相应地，也要提高开采技术水平。在煤炭资源开采的过程中，由于矿藏的分布情况不同，煤矿掘进的难度也会有所不同。特别是煤矿掘进过程中所采用的巷道过断层技术，是需要重点关注的问题。本论文针对掘进巷道过断层技术方面的问题进行研究。

关键词：煤矿；掘进技术；巷道；过断层

中图分类号：TD792 文献标识码：A

煤矿掘进行业中，在矿藏区域遇到断层结构是非常常见的。由于断层区域在矿藏的分布上存在着复杂性，也会因此导致安全事故的。近年来的露天煤炭资源开采工作中，开采作业量增加，但是，资源量逐渐减少。为了增加开采量，就需要实施深度开采，煤矿开采环境区域复杂。当遇到断层结构的时候，就必然会在开采作业中存在诸多的安全隐患。这就需要采用合适的掘进技术通过断层区，不仅可以提高开采效率，避免矿藏资源浪费，而且还要提高巷道掘进的安全系数，对促进中国企业的发展意义重大。

一、产生断层的原因

在地层中产生断层是较为常见的。不同的地质环境，地层的结构是有所不同的。当地壳变动中，土层结构就会相应地发生变化，断层也是一种土层结构。在地质环境中，煤炭层是其中的一个重要组成部分，当然也会存在断层的问题。在地质结构变动的过程中，土层经过挤压运动之后看煤炭层就会产生断裂的现象。断层的煤矿包括有两种，即地上断层和地下断层。露天煤矿即为地上断层，地下的煤矿层是本论文重点讨论的问题。

二、产生断层的征兆

在开采煤矿的过程中，掘进作业得到很深之处，能够遇到断层是较为常见的。任何事物都有其产生的规律，断层的产生亦是如此，必然会存在产生的征兆。

其一，当有断层产生的时候，在巷顶板底板就会存在节理化的现象，而且非常明显。这种现象越是显著，就越可以证明距离断层已经非常近了。

其二，通过观察煤层顶板的变化和煤层底板的变化也可以对断层进行断定。如果顶板和底板的标高有很大的变化的时候，就意味着煤层有断层产生。

其三，如果煤体逐渐柔软而且有破碎的现象，伴随有滑面，就说明距离断层已经很近了。

其四，通常煤矿出现断层的时候，在其附近的底層会有褶皱。巷道掘进工作人员如果发现这种现象，就要注意距离断层已经非常近了。

三、通过断层的技术

（一）通过小型的断层结构的技术

巷道掘进作业中所遇到的断层结构，如果超过35m则属于是大型的断层结构，没有超过35m则属于是小型的断层结构。对于小型的断层结构，如果采用断层作业方法就会消耗大量的资金，得不偿失。如果不采用断层作业技术，就会使煤矿掘进无法通过。对于小型的断层结构，要通过可以采用后退挑定法和后退卧底法。

所谓的“后退挑定法”，是将开采的煤层向上移动，后退一段距离之后将顶板挑到断层的顶面，是断层的顶板处于巷道的底部，以使支护结构保持稳定。之后就可以继续掘进了。

所谓的“后退卧底法”，就是当掘进挖掘到断层之下的时候，需要向下延伸巷道，使底板延伸到煤层的上层，对巷道进行稳固处理，之后就可以继续掘进了。

（二）通过大型的断层结构的技术

煤矿掘进中，如果巷道掘进已经超过了35m，即为大型的断层结构。要顺利地通过大型的断层结构，就需要采取相应的技术处理措施，即先导硐，之后进行注浆处理。对于断面的轮廓线进行设计，可以参考巷道成型之后的1.5m距离进行设计。采用这种设计方式，可以使得巷道内的距离超过2m。当所有的这些工作完成之后，就可以采用钻孔注浆技术进行加固处理。

当施工完成之后，就可以进行混凝土止浆垫安装了。通常混凝土止浆垫需要安装在距离断层大约10m的位置。在巷道内还要在10m以内采用喷浆技术做好封闭工作。当所有的这些工作完成后，就要进行打孔注浆作业，对于喷浆的密度以及深度都需要根据断层结构的坚固程度精心处理。

四、煤矿巷道掘进的过程中通过过断层所采用的技术

（一）做好前期准备工作

其一，做好作业现场的勘察工作，将工作方案制定出来。对于专业技术人员和作业人员合理安排，专业技术人员针对勘察中所获得的信息将具体的作业方案制定出来，交由审核部门，经过审核确认之后，就可以组织施工，并做好施工监督工作。

其二，当巷道掘进作业的位置距离断层大约20m的时候，掘进的速度就要降低，并在掘进的过程中还要对作业环境进行勘察，根据勘察所获得的结果对作业的技术细节进行调节，还要将所获得的数据信息传输给有关部门，使部门的工作人员对断层的情况做出分析，以调整作业方案，对施工进度做出新的要求，保证作业安全。

其三，掘进作业中，要对断层的厚度予以关注。如果发现断层的厚度存在异常，要立即停止掘进作业，对作业现场进行勘察，特别要考察瓦斯情况以及地下水的情况，根据考察所获得的结果将解决方案制定出来。

其四，掘进巷道之前要开展探孔和卸压孔工作，由经验丰富的专业技术人员对整个的工作过程都要进行检查并详细记录检查中所获得的数据信息，特别要对巷道的变化详细记录。对于矿石层所具备的特性以及煤层的特性都要上报给有关部门，同时还要做好通风工作，防治突发性事件发生。进行钻孔挖掘中，要严格按照技术要求执行，以防止由于质量问题导致风险。钻孔作业中如果有水产生，就要记录好出水的部位，将详细的信息向有关部门报告，以采取有效的技术措施。

（二）掘进作业中需要采取的技术措施

其一，在断层面进行巷道掘进作业中，要做到一边施工，以便勘探。在钻井勘探的过程只能过，所探测的部位为作业面前面的2m以外。如果所探测到的煤层的厚度已经超过2m，就要将掘进作业停止，采用钻孔的方式卸压。如果在作业所在位置与断层之间的距离不超过5m，钻孔作业就要立即停止，采用通过断层的技术措施。

其二，对于超过煤层厚度一半的断层，而没有达到断层的一倍厚度，需要进行卸压钻孔。钻孔的方法是在煤层顶板的0.5m之处向另一个煤层钻孔。钻孔的深度为20m，钻孔的数量为8个，还要从断层处煤的厚度挖钻孔，保证断层面后的8m左右的煤岩层得到控制。钻孔之间的距离为2.5m，平均每一排钻孔为3个。

其三，如果断层的落差非常大，已经达到煤层厚度的一倍，就要在钻孔卸压的过程中改变作业的倾斜角。卸压钻孔的位置要与断层面的距离超过3m以上，当然还要根据钻孔的实际对其数量加以确定。

结语

综上所述，煤矿企业要增加煤炭资源的供应量，以满足各方面需求，就要进行深入开采。这不仅对掘进技术水平的要求很高，而且开采的速度也要增加，作业的危险系数也会相应地增加。特别是在煤矿掘进过程中遇到断层的时候，就更需要采用科学的方法通过断层，不仅可以提高煤炭资源的开采量，还可以确保作业安全。

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