巷道掘进过小型地质构造顶板管理及防范技术研究

钱明星 赵镇

摘 要：煤矿井下小型地质构造是受大型地质构造控制的次一级构造，常伴生、次生、派生于大、中型地质构造附近，主要为小断层、小褶皱、复合顶板、节理发育等，受地质条件变化，巷道掘进过程中会出现煤岩层（标志层）缺失、错位，产状异常变化、层间滑动、揉皱、挤压，围岩破碎等现象，造成顶板管理困难，并面临瓦斯、水、有毒有害气体威胁。本文主要阐述巷道在过小型地质构造期间顶板管理及防范其它灾害因素的技术研究，确保巷道在过小型地质构造时施工安全、快速掘进。

关键词：地质构造；顶板管理；技术研究

一、常见小型地质构造简述

煤矿井下地质构造主要为褶皱、断层、节理、劈理、线理及其它构造型态，常见小型地质构造型态及特点：

1、小褶皱：褶皱的形成方式与其受力状态、变形环境及岩层的变形行为密切相关，常见的有顶板挠曲构造、小型向斜和小型背斜，挠曲构造具有不规则特点，通常呈现巷道围岩塑性变形且具有连续性，揉皱、挤压，局部岩层突变等特点。

2、小断层：通常将落差小于5m的断层称为小断层，断层是一种面状构造，断层面是将岩块或岩层断开成两部分并借以滑动的破裂面，断盘是断层面两侧沿断层面发生位移的岩块，按照断层两盘的相对运动可分为：正断层、逆断层、；平移断层。

3、节理：节理是岩石中的裂隙，没有明显位移的破裂，节理发育是浅层次的构造，常有规律性，通常呈现巷道围岩脆性变形，节理的性质、产状和分布规律常与褶皱、断层和区域构造有着成因联系。

二、过小型地质构造层位控制及顶板管理

1、超前层位探测及层位控制

（1）巷道在掘进期间，要严格执行循环超前探测，对岩层产状明显变化地段进行初判，邻近该地段时要进行地质观测，判断小型地质构造性质、型态，分析研判对巷道掘进的影响程度，给出具体的指导性意见。

（2）施工过程中，严格执行小钻补探进行层位控制，验证标志层层位变化情况，及时收集并分析揭露构造的岩层（含岩性、倾角、厚度）情况，发现异常时及时采取针对性措施。

2、顶板管理

（1）严格执行短掘短支，控制循环允掘距离，做到一次成巷，尽可能缩短围岩暴露时间，减少顶板暴露后出现扰曲离层，提高顶板稳定性。

（2）采取可靠有效的超前支护，如使用超前探梁、超前注浆加固、超前打设管棚等措施，做好顶板支护。

（3）严格执行动态敲帮问顶，对活矸危岩进行及时处理，稳定的伞檐状危岩及时打撑柱加固，并采取及时打设锚杆（架棚）喷浆封闭支护，严禁空顶作业。

（4）减少爆破装药量，降低爆破对过构造期间巷道围岩的震动，当巷道围岩因爆破难以控制时，应改变掘进作业方式，可采取手镐掘进。

（5）巷道掘进后及时采取补强加固支护，提高支护强度，确保巷道服务年限。

三、过小型地质构造常见其它灾害防范技术研究

1、水害管理

（1）过构造施工期间，要建立排水阵地，包含沉淀池（泵坑）、排水泵（一备一用），排水管路等，并且能正常使用。

（2）加强掘进工作面沿线排水泵检修、排水管路巡查及水沟清挖管理，保障排水泵正常使用，水沟排水顺畅，水沟不得出现淤煤（岩）。

（3）迎头发现突水预兆时，瓦检工、班组长必须立即组织人员按照避水灾路线进行撤离，撤离后并在确保安全的情况下向矿主管业务部门进行汇报。

2、有毒有害气体管理

（1）过构造施工期间，发现有毒有害气体异常时，由施工区队负责向主管部门汇报，主管部门负责通知矿救护队下井对有毒有害气体进行检测，并负责制定措施下发给施工区队，施工区队严格按照措施执行。

（2）过构造施工期间，掘进工作面压风自救（不少于最大作业人数）距迎头距离不大于50m，并随着掘进距离超过50m时及时把迎头压风自救向迎头进行挪移。

3、瓦斯管理

（1）过构造施工期间，每班由专职瓦检工对瓦斯情况进行实时监测，打眼后由专职瓦检工负责对每个炮眼瓦斯浓度进行测量，孔口瓦斯浓度超过规定或者急剧变化时必须立即停掘并及时汇报给相关主管业务部门，由主管部门负责对照打钻资料进行分析并制定措施后下发施工区队，施工区队必须严格按照措施执行。

（2）对爆破前、爆破后瓦斯情况和孔口瓦斯情况由专职瓦检工负责向通风调度进行汇报，发现瓦斯异常时必须立即组织人员进行撤离。

四、结语

矿井在巷道掘进过程中，过地质构造是一个复杂的系统工程，对于不同的构造型态，采取的措施及防范技术也不同，因此，对地质构造的超前探测、分析及研判为指导现场施工显得尤为重要，同时，在掘进过程中，采取可靠有效的支护方式及开展防范其它灾害发生的技术研究，对确保现场安全施工具有良好的指导意义。

參考文献：

[1]曾佐勋，樊光明，王国灿.构造地质学.中国地质大学出版社，2008，03.

[2]曹运江，蒋建华，资 锋.煤矿地质学.中国矿业大学出版社，2014，09.

[3]刘 刚，东兆星.井巷工程.中国矿业大学出版社，2016，09.

[4]李保方，张遵海，李永刚.郑煤集团公司生产技术管理规定（内部），2012，03.

作者简介：

钱明星（1984-），男，河南新密人，本科学历，现就职于郑煤集团（河南）白坪煤业有限公司开拓掘进科。

赵镇（1984-），男，河南周口人，大专学历，现就职于郑煤集团（河南）白坪煤业有限公司开拓掘进科。