煤礦近斷層巷道支護(hù)方式探究

牛貴芝　趙君猛　曾柯植

摘 要：煤礦工程的開采過程中，存在較多不穩(wěn)定的安全因素的影響，尤其是在近斷層位置的開采施工，其本身就存在較大的危險(xiǎn)，在多次擾動的情況下，如果不具備良好的支護(hù)和預(yù)防措施手段，可能會引發(fā)各種安全事故。在進(jìn)行掘進(jìn)的過程中，要充分保障能夠采取安全、有效的技術(shù)手段，并且要充分做好必要的支護(hù)。依靠支護(hù)結(jié)構(gòu)，有效地保障煤礦開采過程的安全性。

關(guān)鍵詞：煤礦;近斷層巷道;支護(hù)方式

煤礦開采因?yàn)榫哂袑υ型翆恿W(xué)平衡的破壞性，其本身就會存在較多的安全隱患，在特殊不良地質(zhì)條件下的采礦工作更是存在更多的安全隱患問題，比如在斷層位置的開采作業(yè)工作。因此，要充分做好支護(hù)結(jié)構(gòu)，做好開采位置的預(yù)加固，充分執(zhí)行好有關(guān)的安全保障措施。

1 ? ?工程地質(zhì)概況

3302軌順采用錨網(wǎng)帶與錨索聯(lián)合支護(hù)，巷道設(shè)計(jì)凈高3 800 mm，設(shè)計(jì)中凈寬5 200 mm，巷道已掘進(jìn)897 m，距3F45逆斷層（H=4.0 m）預(yù)計(jì)位置約63 m，距FS45正斷層（H=14.6～17.0 m）預(yù)計(jì)位置約78 m。

2 ? ?斷層對巷道的影響機(jī)理分析

巷道的建立無疑會對原有的土層地質(zhì)平衡造成破壞，而這種破壞必然會引起周圍地質(zhì)圍巖的移動趨勢，在圍巖中出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。如果集中應(yīng)力小于巖體強(qiáng)度，圍巖將處于彈塑性狀態(tài)，當(dāng)圍巖應(yīng)力超過圍巖強(qiáng)度后，巷道周邊將首先被破壞，并逐漸向深部擴(kuò)展，直至達(dá)到一定深度取得三向應(yīng)力平衡為止。在巷道周圍圍巖的一定深度范圍內(nèi)，存在一個(gè)能承受較大切向應(yīng)力的“巖石圈”。該“巖石圈”處于應(yīng)力平衡狀態(tài)，但是巷道不斷地經(jīng)受采動影響之后 圍巖的破壞范圍會逐漸擴(kuò)大，架棚支護(hù)形成的“次生關(guān)鍵承載圈”不能完全承載圍巖應(yīng)力，容易導(dǎo)致不安全問題的發(fā)生。而在斷層位置，其不穩(wěn)定的隱患更加突出，這種底層位置的延性較差，破壞通常是突發(fā)性的，如果不具備良好的預(yù)防和應(yīng)對措施，會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

3 ? ?巷道掘進(jìn)工藝及支護(hù)

3.1 ?掘進(jìn)工藝

采煤工作面設(shè)計(jì)要考慮地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度。結(jié)合采區(qū)布局、主要斷層產(chǎn)狀綜合考慮，斷層數(shù)量多、落差大、預(yù)計(jì)對采煤工作面開采造成重大影響時(shí)，應(yīng)合理選擇采煤工作面的推進(jìn)方向，過斷層原則上“下壓式”開采，盡量避免“上仰式”開采。

近水平煤層過斷層時(shí)角度控制在-15°～+12°。過斷層區(qū)域的巷道層位要盡量沿煤層布置;當(dāng)斷層落差較大，需要截割頂（底）板巖石時(shí)必須控制割巖厚度，割巖厚度不大于2.5 m。過斷層區(qū)域的巷道坡度要平緩，以不大于10°為宜。當(dāng)掘進(jìn)過程中揭露隱伏斷層或探測的斷層實(shí)際落差與預(yù)測不一致時(shí)，要充分考慮工作面回采要求，掘進(jìn)迎頭需要后退下扎或后退上挑;重新掘進(jìn)時(shí)必須后退，并合理確定后退距離和施工坡度。過斷層區(qū)域的巷道高度不低于正常段的巷道設(shè)計(jì)高度;巷道變坡點(diǎn)前后10 m巷道高度應(yīng)適當(dāng)加大。施工過程中，如果探測到斷層，及時(shí)匯報(bào)礦分管領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)科室，按要求采取加密探孔、調(diào)整探孔角度等方式探明斷層準(zhǔn)確的落差、產(chǎn)狀。斷層與預(yù)計(jì)產(chǎn)狀懸殊較大時(shí)，根據(jù)實(shí)際斷層產(chǎn)狀，確定前掘坡度。斷層位置的掘進(jìn)工作要充分加強(qiáng)對周圍有關(guān)安全環(huán)境的觀察，施工過程要平穩(wěn)，每次掘進(jìn)循環(huán)結(jié)束之后都要做好必要的平整工作，保障下一次掘進(jìn)循環(huán)工作的順利開展。

3.2 ?支護(hù)設(shè)計(jì)

（1）破碎帶注漿。對于斷層地區(qū)的巷道施工來說，該位置地層在多次開采擾動的過程中會形成巖層的裂縫縫隙發(fā)展，空隙率會明顯增加，同時(shí)圍巖的不穩(wěn)定性也在不斷的增加，通過向圍巖破碎帶注漿的方式能夠充分保障圍巖整體穩(wěn)定性的提高，保障開采過程的安全性，且存在的發(fā)展縫隙給注漿施工帶來了一定的技術(shù)保障。施工中要注意注漿材料的質(zhì)量控制，做好注漿工作的技術(shù)工藝控制，一般要重點(diǎn)控制注漿壓力和注漿量，注漿設(shè)備要穩(wěn)定、可靠。在施工中采取緩慢的注漿方式，保障注漿材料能夠充分深入破碎帶。注漿完成后，對注漿以及可能存在漏漿的位置進(jìn)行充分、有效的封堵。

（2）錨桿支護(hù)體系。要重點(diǎn)控制錨桿設(shè)計(jì)的位置以及錨桿的間距，保障錨桿能夠提供穩(wěn)定、可靠的支護(hù)作用。要充分保障錨桿施工的有效性，一般要保障錨桿具備足夠的錨固深度，對于未緊固的錨桿要在質(zhì)量檢測的過程中，重新進(jìn)行二次錨固施工，充分保障錨桿具備良好的錨固能力。巷道頂板巖石厚度大于1 000 mm時(shí)，頂部鋼帶排距可以縮短到1 000 mm。若頂板破碎，及時(shí)縮小支護(hù)排距并使用雙層金屬網(wǎng)。檢查固定鋼絲繩錨桿，發(fā)現(xiàn)松動及時(shí)緊固，失效進(jìn)行補(bǔ)打。在過斷層區(qū)域要采取加密錨桿（索）、縮小棚距、錨架聯(lián)合支護(hù)、頂部鋪雙層金屬網(wǎng)等加強(qiáng)支護(hù)措施，確保頂板支護(hù)可靠。對于錨桿與鉆孔的接觸間隙位置也要充分地做好必要的注漿工作，尤其是要做好鉆孔孔口位置的封堵，避免注入漿液的不斷流失，充分保障錨桿系統(tǒng)的支護(hù)能力可靠、穩(wěn)定。

（3）小導(dǎo)管超前預(yù)注漿。對于注漿法無法深入的破碎斷層，可以充分借助小導(dǎo)管注漿的漿液輸送能力，充分保障注漿液深入土層的深處，充分保障有關(guān)注漿材料能夠達(dá)到既定的注漿位置。導(dǎo)管要具備一定的強(qiáng)度和剛度要求，管徑在40 mm，左右長度一般在3～5 m左右，要控制導(dǎo)管的外插角度，一般控制在15°左右，導(dǎo)管的搭接長度要充分控制，要充分保障注漿完成后的管口封堵。

4 ? ?結(jié)語

煤礦在近斷層位置的開采施工作業(yè)要通過科學(xué)的支護(hù)設(shè)計(jì)方案以及穩(wěn)定、可靠的掘進(jìn)方式進(jìn)行保障，要避免在施工中存在冒進(jìn)行為，一切以安全為進(jìn)行施工工作的指導(dǎo)和必要開展前提。

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