張寶春

摘 要：隨著近年來煤炭產(chǎn)量的逐年增加，煤礦井下采掘的作業(yè)面逐漸向縱深方向發(fā)展，在礦井巷道的掘進過程中難免會遇到斷層，從而對掘進工作產(chǎn)生影響。因此，過斷層需要采取一定的措施，確保煤炭生產(chǎn)作業(yè)的高效性與安全性。本文就煤礦掘進迎頭過斷層錨網(wǎng)支護技術(shù)的應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進；迎頭過斷層；錨網(wǎng)支護技術(shù)

中圖分類號：TD353.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2017）06-0102-02

Application of Bolt Mesh Support Technology in Coal Mine

Driving Head Through Fault

Zhang Baochun

（Pingdingshan Eight Coal Mine，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： Along with the increasing of coal production in recent years， the coal mine underground mining work surface gradually to develop in depth， it is difficult to avoid in the excavation of mine roadway will encounter faults， which have an impact on the tunneling work. Therefore， some measures should be taken to ensure the efficiency and safety of coal production operation. In this paper， the application of bolt mesh support technology in coal mine driving head through fault was discussed.

Keywords： coal mine tunneling；head through fault；bolt mesh support technology

我國擁有豐富的煤炭資源，隨著煤礦業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦開采技術(shù)在不斷進步，但對于過斷層技術(shù)仍不成熟，在生產(chǎn)作業(yè)的過程中難免會遇到一些技術(shù)性問題，從而容易導(dǎo)致安全事故，對煤炭生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生影響[1]。為提高煤炭生產(chǎn)作業(yè)的安全性，原過斷層多采用架棚支護，現(xiàn)為采煤安全高效回采，在煤礦掘進迎頭過斷層過程中采用錨網(wǎng)支護技術(shù)，確保煤炭巷道的使用安全，提高支護系統(tǒng)穩(wěn)定。

1 煤礦井下斷層的形成機理及其影響

1.1 煤礦井下斷層的形成機理

一般來說，礦井的圍巖受力超過了礦井圍巖自身強度時，巖體會逐漸發(fā)生破裂現(xiàn)象，初始過程中這種破裂會呈現(xiàn)出一些細小的裂痕或裂隙。隨著時間推移與外力作用下，裂痕會逐漸擴大，并逐漸聯(lián)合，從而在巖體中形成破裂面，破裂面兩盤的相互滑動下會形成斷層面。斷層主要分為正斷層與逆斷層兩種，其中正斷層是指斷層的上盤面沿著斷層面向上滑動，正斷層的破碎程度并不強烈，一般在60°～70°的位置較為常見，且形成速度較慢，斷層帶發(fā)育狹窄；而逆斷層是上盤上升、下盤下降的一種斷層，一般在30°左右較為常見，其破碎狀態(tài)往往伴隨有強烈擠壓，斷層帶發(fā)育較寬[2]。

1.2 煤礦井下巷道斷層應(yīng)用

煤礦井下掘進過程中，斷層會對采掘工作及巷道布置產(chǎn)生影響，一般采取邊界會以落差大的斷層為主。但在采區(qū)范圍內(nèi)，斷層落差相對較小，斷層也會對采掘工作面與回采巷道穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斷層在采掘過程中極易出現(xiàn)活化現(xiàn)象，煤層的頂板巖層在控制中存在一定難度，在采區(qū)的斷層發(fā)育特征較明顯的情況下，會對礦壓的分布規(guī)律產(chǎn)生明顯影響。一般情況下，在巷道掘進與維護過程中，斷層的下盤面在接近斷層面時，容易出現(xiàn)冒頂?shù)默F(xiàn)象，當煤炭掘進到斷層的影響帶時，可能會造成圍巖出現(xiàn)較大變形，從而增加了支護難度。為了確保井下的安全生產(chǎn)作業(yè)，施工人員要對斷層需要采取一定的措施確保安全通過，對煤炭生產(chǎn)來說具有重要意義。

2 煤礦掘進迎頭過斷層技術(shù)研究

2.1 斷層判斷方法

第一，利用煤巖層對比法對斷層進行尋找，并對斷層的產(chǎn)狀進行分析與判定；第二，利用標志層法對斷層位置及產(chǎn)狀進行判斷；第三，利用標高對比法將巷道前方與迎頭標高、周圍標高的對比來判斷出斷層的位置及產(chǎn)狀；第四，利用鉆探法對巷道底板或頂板鉆探，從而對斷層位置及產(chǎn)狀進行探查。

2.2 巷道過斷層施工技術(shù)

第一，平巷過斷層。在井下水平巷道的掘進過程中遇到斷層時，施工人員一般會采用巷道轉(zhuǎn)彎的方法尋找斷失煤層。水平巷道在掘進時，如果發(fā)現(xiàn)煤層丟失，則需要進行判斷，從而判定出斷層是傾向斷層。如果斷層帶的巖石壓力較小，且無水、瓦斯等威脅的情況下，可以根據(jù)斷層的方向繼續(xù)掘進，直到發(fā)現(xiàn)另一個煤層；如果斷層周圍的巖石破碎情況比較嚴重，且壓力較大，同時也存在水、瓦斯的威脅，則不應(yīng)緊貼著斷層進行施工，應(yīng)該由巷道穿過斷層到達另一巖層后，在距離15～20m的情況下，在平行斷層上通過對石門進行挖掘，從而找到另一煤層。第二，傾斜巷道過斷層。在煤炭巷道掘進中，如在上山或下山時遇到斷層，那么可以改變巷道的坡度，從而找到斷失的煤層。如果斷層的落差較煤層厚度較小時，施工人員一般采用臥底與挑頂向結(jié)合的方式對煤層進行尋找；如果斷層落差較大，為了避免在巷道的挖掘過程中發(fā)生丟煤現(xiàn)象，可以通過短石門進入另一煤層。第三，過大斷層。在掘進過程中遇到大斷層的情況下，如在斷層附近發(fā)現(xiàn)巖石較為松軟或破碎，那么常規(guī)的支護措施和施工方法則難以順利通過大斷層。為了確保順利通過大斷層，施工人員可以通過注漿的形式來加固斷層周圍巖石，將混凝土止?jié){墊安裝在斷層面的15m范圍內(nèi)，在迎頭斷層的15m左右進行噴漿封閉。

3 煤礦掘進迎頭過大斷層錨網(wǎng)支護技術(shù)的應(yīng)用

以平煤股份八礦丁5.6-11030風巷為例，該巷道位于丁一采區(qū)上部，西起丁5.6-11050風巷聯(lián)絡(luò)巷，北部及東部煤田尚未開采。該巷道頂板為深灰色砂質(zhì)泥巖，產(chǎn)植物化石，上夾0.5m白色中粒砂巖，含丁4煤（局部有缺失現(xiàn)象）；底板上部為灰黑色泥巖，富含植物根部化石，中部淺灰色砂質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)細密，下部灰色砂質(zhì)泥巖夾細砂巖。

施工人員在里程127m處遇到斷層的傾角為40°，落差為8.6m，裂隙發(fā)育，原有設(shè)計支護強度已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場施工要求，因此在該巷道中重新設(shè)計錨網(wǎng)索支護，滿足巷道過斷層期間的支護要求。

3.1 施工方法

3.1.1 錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護。施工人員首先將斷層全部揭露出來，將迎頭工作面進行錨網(wǎng)索支護之前，需要通過戴帽點柱對巷道進行臨時支護，然后推算施工坡度。掘進機后退按腰線進行拉底向工作面推進，直至揭露出丁5.6煤層頂板。施工期間，施工人員先采用長度為2 000mm以上的長柄工具進行敲幫問頂，其順序應(yīng)是由外向里、由頂向幫，找凈頂幫活矸危巖。巷道拉底后對兩幫裸露高度超過500mm處，進行補打錨網(wǎng)加強支護，錨桿間排距1 000mm×1 000mm。由于巷道拉底后局部高度達到10～12m，為防止后期兩幫來壓高處煤壁片幫造成頂板事故，故在巷道拉底深度超過2.5m處，每隔1.5m打一排幫錨索，排距1 600mm。點柱為礦用液壓輕型單體，柱帽長為1 800mm，厚50mm，寬300mm；在巷道兩側(cè)進行戴帽點柱，采用2根點柱。

3.1.2 液壓輕型單體點柱的質(zhì)量要求。首先點柱的安設(shè)需要確保其穩(wěn)固、有力，并將其落實在實底中，在點柱的上部用頂板與木楔接實；其次，柱帽需要沿著巷道的走向進行布置，確保單體液壓支柱的完好性，在頂板錨桿支護結(jié)束后，可以將點柱撤出；最后，如頂板松軟破碎，且容易出現(xiàn)掉頂現(xiàn)象，則需要在施工之前進行錨桿支護。超前錨桿的間距為500mm，頂部110°。

3.2 應(yīng)用效果評價

在煤炭掘進迎頭過大斷層中，施工人員通過采用錨網(wǎng)索梁支護技術(shù)，巷道無變形或開裂的情況發(fā)生，圍巖較穩(wěn)定，從而避免對巷道進行反復(fù)維修，具有良好的經(jīng)濟效益。此外，在錨網(wǎng)支護過程中，施工人員通過采用錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護的形式，克服了錨網(wǎng)單獨支護的缺點，使錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護技術(shù)的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，提高了圍巖強度及硬度，確保順利通過大斷層，在施工過程中獲得良好效果。

4 結(jié)語

本文對煤礦掘進迎頭過斷層錨網(wǎng)支護技術(shù)的應(yīng)用進行分析，在過斷層中采用錨網(wǎng)索支護技術(shù)，不僅可以確保煤礦開采及生產(chǎn)工作的安全進行，還能有效提高煤礦開采效率。在井下掘進過程中，錨網(wǎng)索支護技術(shù)的應(yīng)用，能有效控制頂板，提高煤礦開采的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益，實現(xiàn)煤礦開采及生產(chǎn)作業(yè)的高效性及安全性。

參考文獻：

[1]周明，王同吉，張衛(wèi)松，等.煤巷綜合機械化掘進快速過斷層技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009（3）：7-9，50.

[2]陳曉輝，羅銳竹，何尾根，等.錨網(wǎng)索梁噴聯(lián)合支護在巷道過斷層施工中的應(yīng)用[J].中州煤炭，2011（1）：66，94.