煤礦掘進(jìn)巷道過(guò)斷層技術(shù)探析

高雷

摘 要：煤礦企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，其狀況直接關(guān)乎中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工業(yè)能源需求量的增加，對(duì)煤炭資源的需求量有所增多，就需要煤炭企業(yè)增加開采量，相應(yīng)地，也要提高開采技術(shù)水平。在煤炭資源開采的過(guò)程中，由于礦藏的分布情況不同，煤礦掘進(jìn)的難度也會(huì)有所不同。特別是煤礦掘進(jìn)過(guò)程中所采用的巷道過(guò)斷層技術(shù)，是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本論文針對(duì)掘進(jìn)巷道過(guò)斷層技術(shù)方面的問(wèn)題進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；巷道；過(guò)斷層

中圖分類號(hào)：TD792 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

煤礦掘進(jìn)行業(yè)中，在礦藏區(qū)域遇到斷層結(jié)構(gòu)是非常常見的。由于斷層區(qū)域在礦藏的分布上存在著復(fù)雜性，也會(huì)因此導(dǎo)致安全事故的。近年來(lái)的露天煤炭資源開采工作中，開采作業(yè)量增加，但是，資源量逐漸減少。為了增加開采量，就需要實(shí)施深度開采，煤礦開采環(huán)境區(qū)域復(fù)雜。當(dāng)遇到斷層結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就必然會(huì)在開采作業(yè)中存在諸多的安全隱患。這就需要采用合適的掘進(jìn)技術(shù)通過(guò)斷層區(qū)，不僅可以提高開采效率，避免礦藏資源浪費(fèi)，而且還要提高巷道掘進(jìn)的安全系數(shù)，對(duì)促進(jìn)中國(guó)企業(yè)的發(fā)展意義重大。

一、產(chǎn)生斷層的原因

在地層中產(chǎn)生斷層是較為常見的。不同的地質(zhì)環(huán)境，地層的結(jié)構(gòu)是有所不同的。當(dāng)?shù)貧ぷ儎?dòng)中，土層結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，斷層也是一種土層結(jié)構(gòu)。在地質(zhì)環(huán)境中，煤炭層是其中的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)然也會(huì)存在斷層的問(wèn)題。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)的過(guò)程中，土層經(jīng)過(guò)擠壓運(yùn)動(dòng)之后看煤炭層就會(huì)產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象。斷層的煤礦包括有兩種，即地上斷層和地下斷層。露天煤礦即為地上斷層，地下的煤礦層是本論文重點(diǎn)討論的問(wèn)題。

二、產(chǎn)生斷層的征兆

在開采煤礦的過(guò)程中，掘進(jìn)作業(yè)得到很深之處，能夠遇到斷層是較為常見的。任何事物都有其產(chǎn)生的規(guī)律，斷層的產(chǎn)生亦是如此，必然會(huì)存在產(chǎn)生的征兆。

其一，當(dāng)有斷層產(chǎn)生的時(shí)候，在巷頂板底板就會(huì)存在節(jié)理化的現(xiàn)象，而且非常明顯。這種現(xiàn)象越是顯著，就越可以證明距離斷層已經(jīng)非常近了。

其二，通過(guò)觀察煤層頂板的變化和煤層底板的變化也可以對(duì)斷層進(jìn)行斷定。如果頂板和底板的標(biāo)高有很大的變化的時(shí)候，就意味著煤層有斷層產(chǎn)生。

其三，如果煤體逐漸柔軟而且有破碎的現(xiàn)象，伴隨有滑面，就說(shuō)明距離斷層已經(jīng)很近了。

其四，通常煤礦出現(xiàn)斷層的時(shí)候，在其附近的底層會(huì)有褶皺。巷道掘進(jìn)工作人員如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，就要注意距離斷層已經(jīng)非常近了。

三、通過(guò)斷層的技術(shù)

（一）通過(guò)小型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

巷道掘進(jìn)作業(yè)中所遇到的斷層結(jié)構(gòu)，如果超過(guò)35m則屬于是大型的斷層結(jié)構(gòu)，沒(méi)有超過(guò)35m則屬于是小型的斷層結(jié)構(gòu)。對(duì)于小型的斷層結(jié)構(gòu)，如果采用斷層作業(yè)方法就會(huì)消耗大量的資金，得不償失。如果不采用斷層作業(yè)技術(shù)，就會(huì)使煤礦掘進(jìn)無(wú)法通過(guò)。對(duì)于小型的斷層結(jié)構(gòu)，要通過(guò)可以采用后退挑定法和后退臥底法。

所謂的“后退挑定法”，是將開采的煤層向上移動(dòng)，后退一段距離之后將頂板挑到斷層的頂面，是斷層的頂板處于巷道的底部，以使支護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。之后就可以繼續(xù)掘進(jìn)了。

所謂的“后退臥底法”，就是當(dāng)掘進(jìn)挖掘到斷層之下的時(shí)候，需要向下延伸巷道，使底板延伸到煤層的上層，對(duì)巷道進(jìn)行穩(wěn)固處理，之后就可以繼續(xù)掘進(jìn)了。

（二）通過(guò)大型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)

煤礦掘進(jìn)中，如果巷道掘進(jìn)已經(jīng)超過(guò)了35m，即為大型的斷層結(jié)構(gòu)。要順利地通過(guò)大型的斷層結(jié)構(gòu)，就需要采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施，即先導(dǎo)硐，之后進(jìn)行注漿處理。對(duì)于斷面的輪廓線進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以參考巷道成型之后的1.5m距離進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種設(shè)計(jì)方式，可以使得巷道內(nèi)的距離超過(guò)2m。當(dāng)所有的這些工作完成之后，就可以采用鉆孔注漿技術(shù)進(jìn)行加固處理。

當(dāng)施工完成之后，就可以進(jìn)行混凝土止?jié){墊安裝了。通?；炷林?jié){墊需要安裝在距離斷層大約10m的位置。在巷道內(nèi)還要在10m以內(nèi)采用噴漿技術(shù)做好封閉工作。當(dāng)所有的這些工作完成后，就要進(jìn)行打孔注漿作業(yè)，對(duì)于噴漿的密度以及深度都需要根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固程度精心處理。

四、煤礦巷道掘進(jìn)的過(guò)程中通過(guò)過(guò)斷層所采用的技術(shù)

（一）做好前期準(zhǔn)備工作

其一，做好作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，將工作方案制定出來(lái)。對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員和作業(yè)人員合理安排，專業(yè)技術(shù)人員針對(duì)勘察中所獲得的信息將具體的作業(yè)方案制定出來(lái)，交由審核部門，經(jīng)過(guò)審核確認(rèn)之后，就可以組織施工，并做好施工監(jiān)督工作。

其二，當(dāng)巷道掘進(jìn)作業(yè)的位置距離斷層大約20m的時(shí)候，掘進(jìn)的速度就要降低，并在掘進(jìn)的過(guò)程中還要對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行勘察，根據(jù)勘察所獲得的結(jié)果對(duì)作業(yè)的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)，還要將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸給有關(guān)部門，使部門的工作人員對(duì)斷層的情況做出分析，以調(diào)整作業(yè)方案，對(duì)施工進(jìn)度做出新的要求，保證作業(yè)安全。

其三，掘進(jìn)作業(yè)中，要對(duì)斷層的厚度予以關(guān)注。如果發(fā)現(xiàn)斷層的厚度存在異常，要立即停止掘進(jìn)作業(yè)，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，特別要考察瓦斯情況以及地下水的情況，根據(jù)考察所獲得的結(jié)果將解決方案制定出來(lái)。

其四，掘進(jìn)巷道之前要開展探孔和卸壓孔工作，由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)整個(gè)的工作過(guò)程都要進(jìn)行檢查并詳細(xì)記錄檢查中所獲得的數(shù)據(jù)信息，特別要對(duì)巷道的變化詳細(xì)記錄。對(duì)于礦石層所具備的特性以及煤層的特性都要上報(bào)給有關(guān)部門，同時(shí)還要做好通風(fēng)工作，防治突發(fā)性事件發(fā)生。進(jìn)行鉆孔挖掘中，要嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行，以防止由于質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)。鉆孔作業(yè)中如果有水產(chǎn)生，就要記錄好出水的部位，將詳細(xì)的信息向有關(guān)部門報(bào)告，以采取有效的技術(shù)措施。

（二）掘進(jìn)作業(yè)中需要采取的技術(shù)措施

其一，在斷層面進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)中，要做到一邊施工，以便勘探。在鉆井勘探的過(guò)程只能過(guò)，所探測(cè)的部位為作業(yè)面前面的2m以外。如果所探測(cè)到的煤層的厚度已經(jīng)超過(guò)2m，就要將掘進(jìn)作業(yè)停止，采用鉆孔的方式卸壓。如果在作業(yè)所在位置與斷層之間的距離不超過(guò)5m，鉆孔作業(yè)就要立即停止，采用通過(guò)斷層的技術(shù)措施。

其二，對(duì)于超過(guò)煤層厚度一半的斷層，而沒(méi)有達(dá)到斷層的一倍厚度，需要進(jìn)行卸壓鉆孔。鉆孔的方法是在煤層頂板的0.5m之處向另一個(gè)煤層鉆孔。鉆孔的深度為20m，鉆孔的數(shù)量為8個(gè)，還要從斷層處煤的厚度挖鉆孔，保證斷層面后的8m左右的煤巖層得到控制。鉆孔之間的距離為2.5m，平均每一排鉆孔為3個(gè)。

其三，如果斷層的落差非常大，已經(jīng)達(dá)到煤層厚度的一倍，就要在鉆孔卸壓的過(guò)程中改變作業(yè)的傾斜角。卸壓鉆孔的位置要與斷層面的距離超過(guò)3m以上，當(dāng)然還要根據(jù)鉆孔的實(shí)際對(duì)其數(shù)量加以確定。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦企業(yè)要增加煤炭資源的供應(yīng)量，以滿足各方面需求，就要進(jìn)行深入開采。這不僅對(duì)掘進(jìn)技術(shù)水平的要求很高，而且開采的速度也要增加，作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)也會(huì)相應(yīng)地增加。特別是在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中遇到斷層的時(shí)候，就更需要采用科學(xué)的方法通過(guò)斷層，不僅可以提高煤炭資源的開采量，還可以確保作業(yè)安全。

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