淺議煤巷掘進(jìn)工作面過(guò)斷層技術(shù)及安全措施

賀永平

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)公司曙光煤礦，山西 孝義 032300)

淺議煤巷掘進(jìn)工作面過(guò)斷層技術(shù)及安全措施

賀永平

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)公司曙光煤礦，山西 孝義 032300)

以淺議煤巷掘進(jìn)工作面過(guò)斷層技術(shù)及安全措施為題展開(kāi)相關(guān)論述，結(jié)合某地實(shí)例，以綜合化掘進(jìn)快速過(guò)斷層技術(shù)進(jìn)行討論，分別從掘進(jìn)的地質(zhì)條件、斷層預(yù)測(cè)技術(shù)、快速過(guò)斷層技術(shù)、配套安全措施以及斷層帶支護(hù)技術(shù)等方面進(jìn)行具體分析。希望通過(guò)實(shí)例分析，對(duì)其有一個(gè)較明晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也希望通過(guò)對(duì)該方面技術(shù)與安全措施的討論可以為提高煤巷掘進(jìn)工作提供一些可利用的信息。

煤巷掘進(jìn);工作面;過(guò)斷層;技術(shù)與安全

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在提高掘進(jìn)機(jī)械化裝備水平方面，已經(jīng)出現(xiàn)了更好的選擇。但是以本文所討論的某地為例，它首先在布置巷道時(shí)盡可能地避開(kāi)斷層構(gòu)造，其次，對(duì)掘進(jìn)工作面過(guò)下壓正斷層采取一些具有針對(duì)性的措施［1］，能夠達(dá)到技術(shù)的到位與安全高效生產(chǎn)的目的。以下對(duì)各方面的斷層掘進(jìn)進(jìn)行具體說(shuō)明與探討。

1 工況概述

以某煤礦為例，向斜中段軸部，四周存在斷層，勘測(cè)結(jié)果顯示為褶曲和斷層內(nèi)部構(gòu)造，在經(jīng)過(guò)對(duì)具體的數(shù)據(jù)分析后確定了其中巖石普氏系數(shù)較大的問(wèn)題。此次掘進(jìn)工作設(shè)備方面，掘進(jìn)機(jī)器以德國(guó)阿爾法公司生產(chǎn)的 EBZ－160型綜掘機(jī)割煤裝載機(jī)為主;運(yùn)輸方式，則選擇我國(guó)生產(chǎn)的SSJ－800型輸送機(jī)運(yùn)煤;在后路運(yùn)輸中，通過(guò)DXP40防爆蓄電池單軌吊車(chē)完成具體工作。

在掘進(jìn)過(guò)程中，斷層較多，在全長(zhǎng)為1 603 m的中間巷道中，困難較大。其具體情況包括偽頂、直接頂、基本頂3個(gè)方面，因?yàn)檫@3部分構(gòu)成中，分別是灰黑色粉砂巖、灰黑色粉砂巖和灰白色細(xì)砂巖。

從水文地質(zhì)方面看問(wèn)題較大，這主要是地質(zhì)構(gòu)造所致，具體如表1所示。

表1 地質(zhì)構(gòu)造、斷層基本頂?shù)装寤厩闆r

2 從技術(shù)方面分析

掘進(jìn)過(guò)程中往往由于斷層落差大可能會(huì)因隱伏斷層造成對(duì)失翼斷層的誤斷，所以，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)。其具體有5種方法可以采用，有煤巖層層位對(duì)比法、斷層面構(gòu)造特征法、規(guī)律類(lèi)推法、做圖分析法、生產(chǎn)勘探法，幾種方法聯(lián)用，其效果更為顯著，因此，需要增加對(duì)這方面的注意力，推動(dòng)對(duì)其方法聯(lián)用的嘗試，從而通過(guò)綜合分析，互相輔助，進(jìn)一步探索出最為有效的解決方法，提高工作效率，降低掘進(jìn)成本。

以煤巖層層位對(duì)比法為例，要求細(xì)致分析其各方面的具體表現(xiàn)，即，對(duì)其特征進(jìn)行全面分析。通常情況下，這種對(duì)比法應(yīng)用于斷層兩盤(pán)煤巖層，在這種方法作用下，能夠明確斷層性質(zhì)、判斷其間的距離，從而對(duì)失翼煤層加以推測(cè)，另一方面，因?yàn)槊簩佣嘣趦?nèi)層，因此，還應(yīng)該從技術(shù)的角度，應(yīng)用一些先進(jìn)的探測(cè)方法，分析其中的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、類(lèi)型等，在確定了方位、范圍等具體的情況之下，開(kāi)展行之有效的掘進(jìn)工作;在斷層面構(gòu)造特征法方面，主要是通過(guò)對(duì)特征的分析來(lái)確定斷層的情況，然后進(jìn)行相關(guān)的方向推測(cè)，其間，應(yīng)該注重對(duì)于規(guī)律類(lèi)推法的具體應(yīng)用，因?yàn)槭б砻簩拥膶ふ叶嘤衅湟?guī)律可尋;做圖分析法的應(yīng)用能夠透過(guò)圖層讓所有的情況具象化、直觀化地呈現(xiàn)出來(lái)，從而可以明確的觀察，再進(jìn)行連接情況的判斷;至于生產(chǎn)勘探法方面，主要是為了達(dá)到直接、有效的目的，其中，數(shù)據(jù)最為基礎(chǔ)，也非常重要，開(kāi)展具體的鉆探工作等后，再實(shí)現(xiàn)對(duì)比性的評(píng)估。

3 過(guò)斷層方法說(shuō)明

本研究中，采用一次過(guò)斷層法，分為上坡過(guò)斷層和下坡過(guò)斷層。具體的操作見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 綜掘機(jī)上坡過(guò)斷層

圖2 綜掘機(jī)下坡過(guò)斷層

在此方法下，需要注意的方面主要集中體現(xiàn)在掘進(jìn)工作面上。需要對(duì)跳斷層階段加強(qiáng)分析，通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)夭捎弥苯痈铐敺ǖ姆治?，從而選擇了上盤(pán)頂板或下盤(pán)煤的形式，從而有效地避免煤層因冒頂在冒落時(shí)發(fā)生安全事故。從結(jié)果來(lái)看，該方法效果較好，值得進(jìn)一步加強(qiáng)研究，從而使之完善化，并得到更大范圍的應(yīng)用推廣［2－3］。

4 配套工藝設(shè)置

煤巷道掘進(jìn)工作面過(guò)斷層技術(shù)及安全措施離不開(kāi)對(duì)工藝的研究與科學(xué)合理應(yīng)用，因?yàn)樵诩夹g(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要一系列配套的安全技術(shù)或安全措施來(lái)支撐整個(gè)掘進(jìn)工作的安全生產(chǎn)，所以，應(yīng)該對(duì)其中的配套工藝設(shè)置加以探討。

首先，在綜掘機(jī)的截齒強(qiáng)度與能力上進(jìn)行增強(qiáng)，減少截割頭的截割面積，并利用截齒加耐磨層的方法。這樣做，有利于增加其壽命，減少事故發(fā)生率，并提高利用率，保證其在巷道單進(jìn)方面的水平。

其次，在過(guò)堅(jiān)硬斷層時(shí)，利用深孔靜態(tài)破碎劑爆破法、膨脹破碎劑裂隙法，從而保證切割難度降低，減少過(guò)斷層時(shí)間、降低機(jī)器承載負(fù)荷。

第三，對(duì)工作環(huán)境的安全措施設(shè)置。研制除塵添加劑，降塵率可達(dá)63%以上。

5 安全措施

通常情況下，安全措施應(yīng)該注重加強(qiáng)巷道掘進(jìn)工作地點(diǎn)的質(zhì)量調(diào)查，嚴(yán)格執(zhí)行操作遠(yuǎn)程，交接班、安全檢查需到位，隨時(shí)觀察周邊圍巖的穩(wěn)定狀況及變化;多打眼，減少放炮裝藥量，降低放炮可能對(duì)斷層帶附近頂板的破壞;減少空頂距，支設(shè)臨時(shí)支架、永久支架，保證其滯后距離在2 m～4 m之內(nèi)。從臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)2個(gè)方面展開(kāi)具體說(shuō)明。

在臨時(shí)支護(hù)方面，應(yīng)該先對(duì)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行工作方面的具體事宜安排。具體來(lái)看，包括臨時(shí)支護(hù)托梁器的研究與應(yīng)用，比如，在臨時(shí)支護(hù)作用的發(fā)揮方面，就可以透過(guò)托梁托鋼帶、截割頭之間的相連來(lái)具體的實(shí)現(xiàn);再如，在運(yùn)作方面，應(yīng)該注重液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，具體可以將電控雙閉鎖裝置的功能盡量發(fā)揮，從而通過(guò)設(shè)備、合理的安排，保障掘進(jìn)工作的安全性、有效性。另一方面，也可以更為合理地減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

在永久支護(hù)方面，需要從巷道本身著手進(jìn)行研究，比如，對(duì)其寬度、高度的具體計(jì)算等。在本次研究中的數(shù)值分別是3.6 m與2.5 m(均為凈值)。具體的操作，應(yīng)該采用錨桿支護(hù)。其中，需要進(jìn)行具體安排的要素包括頂板錨桿間距、幫間排距、錨固方式，以及對(duì)于鋼帶、托盤(pán)、錨索布置、多屬網(wǎng)分布等。在此次研究中建議，選擇全螺紋錨桿，樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固法，而鋼帶均以專(zhuān)用型的M型為主;其排距、規(guī)格方面的選擇全部以實(shí)際的巷道情況為準(zhǔn)。然后，再采用相關(guān)的軟件進(jìn)行模擬分析，最后，在確定的數(shù)據(jù)支持與論證之下完成永久支護(hù)工作。此次計(jì)算中應(yīng)用FLAC模擬軟件，需要注意的是對(duì)于水平、垂直方面的移場(chǎng)應(yīng)該加大分析力度，以確保支護(hù)的有效性。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以面的分析可以認(rèn)識(shí)到，掘進(jìn)工作面過(guò)斷層技術(shù)與安全措施方面需要綜合考量，全面分析，才能更好地保障生產(chǎn)。另一方面，筆者通過(guò)對(duì)巖巷掘進(jìn)中技術(shù)的分析認(rèn)為，我國(guó)在該方面的機(jī)械化裝備水平還處在較低的階段，施工工藝有待改時(shí)，而且地質(zhì)條件的限制較大，因而針對(duì)這些具體的影響因素，應(yīng)該注重可行性強(qiáng)、具有超前地質(zhì)探測(cè)方面的技術(shù)研究，加強(qiáng)勞動(dòng)組織管理，實(shí)現(xiàn)多工序平行交叉作業(yè)等方法來(lái)改進(jìn)方法，建立具有激勵(lì)性的評(píng)估體系，從而提升我國(guó)的煤礦巖巷掘進(jìn)水平，進(jìn)而更好地提供煤炭能源，滿(mǎn)足廣大人民的能源需求。

［1］張繼遠(yuǎn)，張長(zhǎng)合.回采巷道掘進(jìn)過(guò)斷層施工方法［J］.中州煤炭，2012(2):23－25.

［2］冀貞文，王懷新，王同吉.深井巷道圍巖變形破壞規(guī)律及其控制技術(shù)［J］.煤炭工程，2012，44(2):56－57.

［3］ 何勇.高突煤層保護(hù)層瓦斯綜合治理技術(shù)［J］.煤炭技術(shù)，2012，31(11):26－27.

Discussion on the technique of passing fault in coal roadway tunneling working face and its safety measures

HE Yongping

(Shuguang Coal Mine，Shanxi Coking Coal Fenxi Mining Industry Company，Xiaoyi Shanxi 032300，China)

In this paper，the coal roadway tunneling working face on passing fault technology and safety measures are discussed，is mainly a combination of a case，fast through fault to discuss integrated technology in tunneling，respectively from the geological conditions，excavation fault forecast technology，a few quick off layer technology，supporting security measures，and the fault with the supporting technique of concrete analysis.Hope that through the analysis of the case or instance，have a more clear understanding of it，but also hope that through the discussion on the aspects of technology and safety measures can provide some useful information for improving the coal roadway drivage，for reference.

coal roadway tunneling;working face;passing fault;technology and safety

TD823.3

A

1004－7050(2016)06－0106－03

10.16525/j.cnki.cn14－1109/tq.2016.06.34

2016－06－21

賀永平，男，1967年出生，2013年畢業(yè)于東北大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè)，工程師，現(xiàn)從事采礦技術(shù)管理工作。