基于对煤巷掘进过断层及进尺的研究

陈锦

摘要：在煤矿掘进过程中，经常会遇到断层等一些地质情况，针对这些问题，提出了两种过断层的方法，即后退铲底和调整坡度上下山破顶施工，这样可以解决断层的情况。本文经过查阅资料、现场实践，并且结合了中煤新集刘庄煤矿151105胶带顺槽巷道施工的实例，对煤巷过断层的情况进行了分析和總结，这样能够解决煤巷掘进过断层支护困难的问题，对提高煤巷掘进过断层的速度起到了很重要的作用，并且带来了很丰厚的经济效益，对矿井安全生产和巷道的布置与施工有很大参考意义。本文分析了落差较大的断层对煤巷掘进施工的影响，并介绍了两种工艺简单、安全快速过较大断层的方法，并且也介绍了提高煤巷掘进的进尺方法，实践证明，这两种方法的实施对煤矿的生产具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：煤巷;掘进;过断层;进尺方法;施工

0 引言

刘庄煤矿坐落在安徽阜阳市颍上县境内，矿区南距县城约20公里，西至阜阳市40公里，东临谢桥镇，西靠江口镇，南接古城镇、黄桥镇，北边是陈桥镇。位于淮河北部，淮南矿区东部，井田走向长约12公里，倾斜宽2.50公里，面积35平方公里。煤层自然发火期为3～6个月，主要可采煤层的顶底板以泥岩、砂质泥岩为主，岩石抗压强度中等，一般情况下岩体较稳定，局部存在岩体破碎，顶板管理难度增大。而且地质条件复杂，断层较多。特别是煤巷掘进时，经常会遇到断层。在煤矿掘进过程中，经常会遇到断层等一些地质情况，针对这些问题，提出了两种过断层的方法，即后退铲底和调整坡度上下山破顶施工，这样可以解决断层的情况。本文经过查阅相关资料，并且结合了中煤新集刘庄煤矿151105胶带顺槽巷道施工的实例，对煤巷过断层的情况进行了分析和总结，这样能够解决煤巷掘进过断层支护困难的问题，对提高煤巷掘进过断层的速度起到了很重要的作用，并且带来了很丰厚的经济以及社会效益，同时也能够促进煤矿企业的生产效益大大的提高，这样对煤矿的安全生产，巷道的合理布置以及对于煤巷掘进施工的效率都有很重要的作用，并且还能够对同行的施工建设具有很大的参考价值和参考意义。

1 断层对掘进施工的影响

1.1 支护困难 当巷道掘进施工遇到不同程度的困难的时候，特别是对于煤巷掘进工作面遇到有比较难过的断层时，这样会对后期回采工作面有很大影响，最终使得工作面的回采方向发生很大的偏移，这时候必须对工作面按照上山进行找煤。众所周知，锚杆支护是一种主动支护，它是煤矿用于巷道支护的最有效的方式之一，在煤矿中得到广泛的使用，锚杆支护的主要作用有利用悬吊理论，将直接顶较为软弱的岩层能够悬挂在相对坚硬的基本顶上，这样能够使得更加稳定坚硬，锚杆顶部用锚固剂锚固好，增强下面软弱岩层的稳定性，从而起到有效的支护作用。如果上部岩层的基本顶破碎，这样会使得悬吊理论失效，同时失去锚杆支护的作用，不能够起到很好的支护作用。巷道顶部得不到安全有效的支护。

1.2 影响施工进度及安全 沿掘进施工方向断层造成煤层下移时，必须以下山角度铲底施工找煤掘进。巷道底部容易存在积水，造成底部钻孔易进水，如果断层造成煤层上移时，必须平巷或者小角度上山施工进行找到煤层，另外，下山施工由容易造成掘进工作面积水，给施工带来不便，综掘机退后困难，固定输送机尾部的地锚锚固效果变差，不利于施工安全。

2 过断层方法

2.1 调整坡度破顶法 沿掘进施工方向断层造成煤层上移时，待破顶掘至断层面时，下盘煤层顶板，继续向前掘进时，锚杆支护用于煤层顶板。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地支护。

2.2 后退铲底法 沿掘进施工方向，断层造成煤层下移时，采取后退铲底法过断层，待铲底掘至断层面时，巷道顶部将恰好达到断层面上盘煤层顶板，锚杆支护用于煤层顶板，从而使锚杆起到应有的支护作用。

2.3 151105胶带顺槽设计长度1242.3m（平距），巷道沿11-2煤施工，11-2煤倾角14°—21°、平均倾角17°。巷道掘进至510m处揭露F24断层，断层落差20m，迎头全岩。受断层影响，煤层断至上盘，巷道调整为平巷破顶施工进行找煤。过断层期间，采用“边探边掘”的方式掘进，后期根据实际探测断层走向及煤层位置，及时调整为6°上山施工，实际过断层距离110m。大大减少了经济损失，提高了掘进进尺效率，为后期工作面回采奠定了扎实的基础。

3 提高煤巷掘进进尺

3.1 综掘 要提高综合机械化掘进法掘进进尺，形成一条机械化生产的掘进系统。同时还要抓好以下两点关键因素：

3.1.1 选好用好性能优良的掘进机设备 通过国产化合作，使用已有了较大发展，但我们还要与掘进机的发展趋势有效结合起来。我们应当注意到，当前掘进机发展的趋势是：扩大增加切割能力、提高采用高压水射流、发展自动控制，发展掘锚联合掘进机等。

3.1.2 选好转载运输系统 根据综掘机械化作业线主要类型有以下3种：一是掘进机+刮板输送机的作业线;三是掘进机+胶带输送机的作业线;四是掘进机+矿车的作业线。前两种用胶带输送机时运输能力大。而用刮板输送机时变化大、长度较短的条件，两种输送机各有优缺点，要根据实际情况仔细分析论证，不能盲目选用。后两种矿车使用在主要运输大巷、石门或在没有运煤系统的巷道。连续运输同样要根据实际情况，科学论证，要重视决策的重要性。

3.1.3 炮掘进尺 我国目前半煤岩巷、岩巷仍多数使用钻眼爆破掘进法。正是由于这种掘进技术前期见效快，技术含量又不高，具体的操作工人又较容易掌握，所以，在许多煤矿比较受欢迎。因此，如何有效提高炮掘进尺是实现高产高效矿井一项值得重视和研究的技术，具有进一步推广的价值。目前遇到特殊地质构造，岩石裂隙较多，为了赶进度很多时候现场采用干式钻眼，这样危害很大，要针对这样的岩性在钻眼爆破的设备和器材上加以改进，目前为减少钻眼产生的煤尘，应加强湿式钻眼，现场环境好对提高效率和减少人的不安全行为也有益处。这样就可以提高工作效率。

4 结语

综上所述，由于煤矿的生产条件极为复杂，特别是地质构造中存在着大量的断层，这些断层的存在，极大程度上影响了煤矿的生产和掘进的速度，我们经过大量的实践经验，总结出了以上所介绍的几种过断层的方法。后退挑顶、后退卧底等过断层方法。后退挑顶法过断层，这种方法能够利用锚杆的悬吊理论使得巷道顶板岩层稳定，这也使得锚杆理论得到很充分的发挥。因此，对于煤巷掘进时，遇到断层时所采取的施工方法主要是后退挑顶、后退卧底，这两种施工方法具有很好的安全性、经济性，并且还能够实现高产高效的快速掘进的目标，给煤矿企业的生产带来了极大的便利，并且为煤矿企业获得了丰厚的经济效益和骄人的社会效益。煤巷掘进进尺的提高对确保采区采掘衔接奠定了很好的基础，并且它的顺利完成也对生产实践具有十分重要的意义。

参考文献：

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[2] 刘志勇，秦荣宏，高厚明，陈创业.煤巷掘进过断层方法[j]，煤矿安全，2002.

[3] 宋建民，李保同.如何提高煤巷掘进进尺[j]，科技情报开发与经济，2008.

[4] 冯朝旭.机掘巷道锚杆支护技术现状分析[j]煤矿机械，2002.

（作者单位：中煤新集刘庄煤矿）