巷道掘进遇断层后巷道布置方法及回采技术

吴俊生

（山西阳煤景福煤业有限公司， 山西　寿阳　045400）

引言

在煤矿开采过程中，断层是影响生产的主要因素，也是巷道掘进工程中潜在的危险因素。为了避免断层对巷道的布置和掘进造成影响，研究巷道掘进遇断层后巷道布置方法和回采技术极为重要。而在我国的煤炭领域，针对断层所采取的主要方法是支护技术，并且该技术已经得到广泛应用。而对于综合采煤工程，所遇断层需通过回采技术来解决，但是，如何布置回采巷道，是实现煤炭资源开采最优化最大化的主要体现。同时，针对回采技术在巷道布置阶段中存在的技术问题进行探讨和总结，将推动整个工程向前发展。巷道掘进遇断层后，通过完善巷道布置方法和提高回采技术来为煤炭开采行业提供更丰富的经济效益，在复杂的地质环境下，为机械化发展提供实验数据。

1　断层地质构造对综采活动的影响

断层作为地理结构中重要的组成部分，也是煤矿开采过程中最为常见的部分。而在对地质进行煤炭勘探阶段，较大的断层可以通过一般手段就可以勘探出来，但对于较小的断层而言，就不是那么容易勘探。因此，巷道掘进工程是揭露断层的另外一种形式。而不同的开采技术针对断层所选择的处理方法是不一样的。例如，当综采遇到断层的时候，当采高的高度是断层落差的1.5倍时，则通过回采技术来处理断层。而当采高的高度是断层落差的2倍时[1]，采掘工作可以不受影响地接替，但对于回采技术而言，则是一大难题，如果回采阶段的工作面长度足够，则可以直接在断层的周围重新选点进行开采。而因断层放弃该段煤层的主要因素取决于回采巷道的走向是否够长，如果不长，则重新选择切口，重新布置回采巷道。当然，这必然会对煤炭资源造成极大地浪费，甚至还会造成煤炭掘进接替工作紧张，甚至会造成接替脱节的问题。

2　回采巷道掘进遇断层后巷道的布置方法及回采技术

2.1　运输顺槽遇断层后巷道的布置方法和回采技术

2.1.1总体思维架构

当运输顺槽掘进工程遇到断层后，通常会使用缩减工作面长度的方法来解决回采技术难题，并针对具体的实施工作案例安装关键技术设备，从而确保回采工作在大小工作面上的工作接替，以此降低煤矿开采阶段对煤矿资源浪费的问题，从而提高工程的经济收益。

2.1.2具体案例分析（见图1）

图1　运输顺槽遇断层后巷道布置图

2.1.3技术解决方案

1）工作面缩减长度的确定问题。在运输顺槽挖掘的阶段，对断层测量的关键因素有三点。分别是依据断层结构进行技术解析，以解决断层和煤层两者交线的方向，依据断层和煤层的交线方向来确定小工作面的布置方法。而小工作面缩短长度的标准要以实现开采煤矿效益最大为主。而如果再遇到断层，则可通过对小工作面实施布置方法来实现针对断层的技术解决方案。

2）辅助运输巷和大工作面切眼的工程布局方案。大工作面和小工作面不同，即大工作面的切眼位置要处在运输顺槽与断层的交线处，切眼则依据刮板机在煤层倾角中机头所处的位置来决定，从而确保工作面的煤壁和切眼的煤壁能连成直线。同时，工作面上部的切眼问题主要解决下部切眼阶段对运输通道的安装，而前提是工程时间足够，则巷道的安排布局就可以略去。当切眼被贯通后，就需要对辅助运输巷和运输联络巷进行布置，这里对辅助运输巷的长度有明确规定，最小长度为45 m[2]，当掘进工作达到要求后，则通过垂直或者斜交的方法来实现运输联络巷和顺槽进行关联，以此作为小工作面回采工程的运输廊道。

3）对接方法实施布局工程。首先，在大工作面对接处理中，要支架和刮板机中部槽安装在下部切眼的位置。其次，小工作面出煤的主要运输途径是辅助运输巷，当回采的工作面接近大工作面时，就需要辅助运输巷通过转载机实现对液压支架的推进，推进的位置则需要与切眼平行，当支架与下部切眼的煤壁水平时，则转载机就停止工作。再者，将辅助运输巷以及所连带的皮带机实施拆除作业，转移转载机至大工作面下切口处进行安装作业，再将大工作面下切眼的刮板槽往上平移，确保与工作面的支架形成完美的衔接，以此来进入大工作面的调试阶段，满足大小工作面整个对接工程的作业需要，检验是否对接成功。

2.2　回风巷掘进遇断层后巷道布置方法与回采技术

2.2.1总体思维架构

回风巷掘进工程遇到断层后，就要通过缩短工作面的方式来组建一个小的工作面，然后通过回采技术实现小工作面和大工作面的衔接，以此来检验小工作面和大工作面衔接技术是否可行和回采工艺是否可操作，从而降低煤炭开采过程中资源浪费的问题，降低经济损失，实现煤炭开采最大化。

2.2.2具体的实施案例（见图2）

2.2.3技术解决方案

解决该项技术的难点在于缩减回风巷工作面的长度，从而形成大小两个工作面，而且这两个工作面是以相互平行的方式存在，并于现在上部切眼的位置上安装支架和刮板槽，从而实现大小工作面的完美衔接。此技术解决方案较运输顺槽缩减工作面长度的解决方案相对容易，这是因为整个方案中没有运输机的参与，只是在大工作面上增加了支架和刮板槽。如果小工作面的走向长度不够，则只需要移动变电站至大工作面的回风顺槽的位置，然后通过加长电缆即可解决问题。而如果小工作面的走向长度较长，则只需要将变电站移动至运输顺槽内就好。

图2　回风巷掘进遇断层后巷道布置图

1）工作面缩减长度的确定问题。确定断层的结构，根据断层的走向，结合技术预测，以此推断出断层和煤层交线的方向。而针对小工作面的布置情况则是依据断煤的方向来进行确定，至于工作面的缩减长度则是以三角煤块最大开采程度为标准。在对小工作面预测水平，结合之前的断层就可以实现对切眼的布置作业[2]。

2）大工作面的切眼布置作业。大工作面的切眼布置要比小工作面要简单，切眼依照垂直进出回风巷的准侧，判断出切眼的位置位于工作面变小的地方。

3）对接方法。当小切眼实现贯通后，则就需要对小切眼进行支架、采面三机安装，然后再对大工作面的切眼部位进行刮板槽和支架的安装。然后，当小工作面在作业情况下接近大切眼的时候，就需要通过调整小工作面。当小工作面的煤壁和上部切眼处处于平行的状态时，则工作面就可以停止工作，然后开始大小工作面的对接工程。最后，将小工作面上的刮板机的配套装置放到大切眼部位进行安装，如果小工作面的长度不足，就通过拉长刮板链长度，确保工作面支架的完美对接，最后开始对大工作面实施运行调试。

3　结语

断层是煤矿开采阶段最常见的问题，给巷道布置方法和回采技术带来极大的挑战。而通过对巷道掘进遇断层后巷道布置方法和回采技术的研究，发现可以通过实现大小工作面的对接来解决所遇断层的问题。而在实际应用过程中，将大工作面缩减成小工作面则需要视实际情况采取合适的处理方式，从而确保煤炭资源实现最大化的利用，同时也为小资煤产企业推动机械化发展提供实践经验，以提高对资源的合理利用和机械化回采效率。

[1]徐世国.断层对煤矿生产的影响与处理探讨[J].山西焦煤科技，2011（1）：22-26.

[2]侯守道.煤矿掘进工作面小断层识别及处理[J].煤矿开采，2007，12（2）：19-20.

[3]陈艾.复杂条件下大断面煤巷过断层技术[J].煤炭工程，2011（4）：28-30.