探析煤礦掘進(jìn)巷道過(guò)斷層漏頂區(qū)域的施工技術(shù)

摘 要：煤礦企業(yè)的狀況是否良好直接影響中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它作為基本的能源單位對(duì)工業(yè)的能源需求量具有重要的作用。礦藏分布情況不同導(dǎo)致所需的開(kāi)采技術(shù)也不相同，同時(shí)開(kāi)采的難度也不相同，提高煤礦的開(kāi)采技術(shù)可以提高對(duì)煤炭資源的有效利用。全球能源的緊缺，使得煤礦企業(yè)的挖掘技術(shù)日益緊張，不斷的提高挖掘技術(shù)是繼續(xù)解決的首要問(wèn)題。本文就煤礦掘進(jìn)巷道過(guò)斷層漏頂區(qū)域的施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TD263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0221-02

引 言

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源消耗巨大的國(guó)家，煤炭企業(yè)的發(fā)展好壞直接關(guān)乎到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。煤礦企業(yè)是高危企業(yè)，為了增加煤礦企業(yè)的產(chǎn)煤量，工程量逐漸繁重是必不可免的，相應(yīng)的事故發(fā)生的頻率也逐漸變大。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，斷層結(jié)構(gòu)的奇異性，會(huì)引起兩側(cè)的土壤極易受到干擾，因此在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，保證施工人員的安全性是至關(guān)重要的任務(wù)。煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，為了增加開(kāi)采量，需要實(shí)施深度開(kāi)采，此時(shí)遇到斷層結(jié)構(gòu)是非常容易的，所以開(kāi)采過(guò)程中的安全隱患是必然存在的。

1 斷層產(chǎn)生的原因以及影響

地殼的變動(dòng)會(huì)引起土層結(jié)構(gòu)的改變，不同的地層產(chǎn)生的斷層也是不同的，其中煤炭層是一個(gè)重要的組成部分。土層經(jīng)過(guò)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)之后會(huì)經(jīng)過(guò)擠壓運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象，主要分為地下斷層和地上斷層。斷層的產(chǎn)生一般都會(huì)有征兆，一般在巷頂板會(huì)出現(xiàn)節(jié)理化的現(xiàn)象，其中現(xiàn)象越明顯，出現(xiàn)的概率就越高。如果在頂板標(biāo)高的地方產(chǎn)生很大的變化，這就表明斷層已經(jīng)出現(xiàn)；另外，煤礦出現(xiàn)斷層的地方附近會(huì)出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。

2 過(guò)斷層的技術(shù)手段

通過(guò)斷層的技術(shù)包括兩種情況，即通過(guò)小型斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)和通過(guò)大型斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)。小型的斷層結(jié)構(gòu)是指巷道掘進(jìn)作業(yè)中遇到的小于35m的掘進(jìn)進(jìn)度，相反，大于35m的即為大型的斷層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。使用斷層作業(yè)技術(shù)可以有效的促進(jìn)煤礦掘進(jìn)速度，但是采用斷層技術(shù)會(huì)消耗大量的資金。而對(duì)于小型的斷層一般有兩種方法，即后退臥底法和后退挑定法。后退臥底法需要向下延伸巷道，對(duì)巷道進(jìn)行穩(wěn)固處理；而后退挑定法需要將開(kāi)采的煤層向上移動(dòng)，以便穩(wěn)定支護(hù)結(jié)構(gòu)，保證掘進(jìn)的速度。

煤礦掘進(jìn)進(jìn)度中，要順利的通過(guò)大型的斷層結(jié)構(gòu)，必須采用相應(yīng)的技術(shù)手段。參考巷道成型之后的1.5m距離進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使巷道內(nèi)的距離超過(guò)2m，此種情況下便可以進(jìn)行鉆孔注漿技術(shù)?；炷林?jié){墊需要安裝在斷層附近約10m的位置，采用噴漿技術(shù)做好封閉工作，根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固程度進(jìn)行處理。

3 案例分析

在主斜井和回風(fēng)井井底掘進(jìn)到一定位置的時(shí)候，出現(xiàn)了斷層，據(jù)地質(zhì)資料判斷一共有兩條斷層，分別為DF2、DF4斷層。這兩條斷層的高度差約為3m，在挖掘過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)，注意斷層處的防水排水工作。DF2斷層位于井田西北部，傾斜角度大約為70°；DF4斷層也位于井田西北部?jī)A斜角度大約為60°。為了確定斷層的結(jié)構(gòu)，必須采用鉆探技術(shù)，保證施工安全順利的進(jìn)行。

本工程的施工方法采用放小炮掘進(jìn)的方式，規(guī)定小炮的掘進(jìn)尺寸應(yīng)控制在1000mm以?xún)?nèi)。施工過(guò)程中，采用臨時(shí)支護(hù)防止頂板巖石的破壞危及施工人員的生命安全。頂板采用錨網(wǎng)梯配合錨索鋼帶支護(hù)，并采用錨網(wǎng)梯護(hù)幫，同時(shí)做好防水、排水工作。頂板支護(hù)時(shí)，應(yīng)該先將吊環(huán)連接在錨桿外面，對(duì)于爆破工作應(yīng)該采用短掘的方式，保證作業(yè)面不空頂，從而有效保證施工過(guò)程中的人員安全。前探梁采用臨時(shí)支護(hù)的方法，掘進(jìn)之前應(yīng)該先進(jìn)行“五前兩后”的敲幫問(wèn)頂工作，由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員指揮裝煤巖工作。臨時(shí)支護(hù)的使用必須嚴(yán)格遵循敲幫問(wèn)頂?shù)闹贫?，工作人員必須在可靠的支護(hù)環(huán)境下，按照規(guī)定每隔一定的距離摘除活石浮煤，同時(shí)做好清理工作。班長(zhǎng)親自指揮每一次的支設(shè)，監(jiān)督每一次的回撤前探梁作業(yè)是否在永久的支護(hù)環(huán)境下進(jìn)行。在施工過(guò)程中難免會(huì)使頂板的條件變差，面對(duì)這種情況必須縮小循環(huán)進(jìn)度、淺打眼，并及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。

巷道掘進(jìn)應(yīng)該嚴(yán)格按照炮眼布置圖以及圖表進(jìn)行作業(yè)，采取多打眼少裝藥的方法。施工過(guò)程中架棚應(yīng)該將中、腰線延長(zhǎng)到一定的位置，中線至棚腿的位置為1400mm；架棚工作每一個(gè)小組應(yīng)該至少6個(gè)人，拱架必須接頂嚴(yán)密，棚與棚的距離應(yīng)該控制在800mm以?xún)?nèi)。架棚完成后應(yīng)該檢查其梁與柱腿接口是否嚴(yán)密。支架是否有前傾后仰的現(xiàn)象，頂部和兩幫的背板能否與巷道中線平行。對(duì)于工藝要求，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照中腰線畫(huà)輪廓線，保證巷道質(zhì)量；另外要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行永久支護(hù)，按照規(guī)定進(jìn)行架設(shè)拱架，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。支架斷面的高度測(cè)量腰線上下數(shù)值應(yīng)該在規(guī)定范圍值內(nèi)，支架與頂幫的連接應(yīng)該避免支架點(diǎn)荷載工作。煤礦掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)通風(fēng)管理，瓦斯檢查員檢查次數(shù)不能少于3次，空氣中的甲烷濃度超過(guò)1%的時(shí)候，應(yīng)該立即停止工作并安全撤離。作業(yè)人員必須對(duì)自己崗位的安全負(fù)責(zé)，做到安全生產(chǎn)。地質(zhì)測(cè)量人員應(yīng)該實(shí)地勘探，并做好詳細(xì)的記錄。

4 煤礦掘進(jìn)巷道過(guò)斷層漏頂區(qū)域的施工技術(shù)

4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

煤礦掘進(jìn)巷道前應(yīng)該做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，制定出合理的作業(yè)方案，并交給審核部門(mén)審查，同時(shí)做好監(jiān)督工作。巷道掘進(jìn)過(guò)程中要定期測(cè)量掘進(jìn)的距離，當(dāng)距離大于20m時(shí)要適當(dāng)降低掘進(jìn)的速度，并對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行監(jiān)察。不同的地質(zhì)情況對(duì)應(yīng)的巷道掘進(jìn)情況不同，應(yīng)該根據(jù)勘察的情況對(duì)作業(yè)的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證施工進(jìn)度，提高作業(yè)的安全性。掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，要著重關(guān)注斷層部位，斷層的異常關(guān)系到掘進(jìn)作業(yè)的安全，其中要特別關(guān)注瓦斯以及地下水存在的情況。

4.2 煤礦掘進(jìn)作業(yè)中需要采取的相關(guān)技術(shù)措施

在斷層面進(jìn)行巷道掘進(jìn)過(guò)程中，要做到一邊掘進(jìn)、一邊勘探，如果所探測(cè)的煤層厚度超過(guò)2m，必須停止掘進(jìn)作業(yè)，并做好下一步的施工方案。如果作業(yè)位置與斷層之間的距離不超過(guò)5m，一定要停止鉆孔作業(yè)，改用通過(guò)斷層的技術(shù)手段。總之，根據(jù)情況而定，不同的情況采用的技術(shù)手段不同。當(dāng)斷層超過(guò)煤層厚度的一半時(shí)，將進(jìn)行卸壓鉆孔，鉆孔的深度要達(dá)到20m，數(shù)量不應(yīng)該少于8個(gè)，保證斷層面的煤炭層得到有效的控制。當(dāng)斷層的落差非常大的時(shí)候，要根據(jù)鉆孔的實(shí)際情況對(duì)數(shù)量進(jìn)行確定。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤礦企業(yè)是高危企業(yè)，為了增加煤礦企業(yè)的產(chǎn)煤量，工程量逐漸繁重是必不可免的，相應(yīng)的事故發(fā)生的頻率也逐漸變大。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，斷層過(guò)頂導(dǎo)致的事故比較多，因?yàn)閿鄬咏Y(jié)構(gòu)的奇異性，其兩側(cè)的土壤極易受到干擾，因此在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，保證施工人員的安全性是至關(guān)重要的任務(wù)。通過(guò)斷層的技術(shù)包括兩種情況，即通過(guò)小型斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)和通過(guò)大型斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)。對(duì)于安全技術(shù)措施，應(yīng)該由專(zhuān)業(yè)的作業(yè)人員向技術(shù)員傳授相關(guān)知識(shí)，并以考試的方式辦法上崗證書(shū)。對(duì)于工藝要求，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照中腰線畫(huà)輪廓線，保證巷道質(zhì)量；另外要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行永久支護(hù)，按照規(guī)定進(jìn)行架設(shè)拱架，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。煤礦掘進(jìn)巷道前應(yīng)該做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，制定出合理的作業(yè)方案，并交給審核部門(mén)審查，同時(shí)做好監(jiān)督工作。

參考文獻(xiàn)

[1]申家志.巷道掘進(jìn)過(guò)斷層方法以及技術(shù)措施研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014，8（9）：129～130.

[2]王齊泉，閆國(guó)虎.煤礦掘進(jìn)巷道過(guò)斷層技術(shù)措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，3（5）：104.

收稿日期：2018-8-12

作者簡(jiǎn)介：鄧運(yùn)喜（1987-），男，漢族，助理工程師，本科，主要從事煤礦井下采煤掘進(jìn)安全管理工作。