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)乎中國國民經(jīng)濟的發(fā)展。工業(yè)能源需求量的增加,對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程中,由于礦藏的分布情況不同,煤礦掘進的難度也會有所不同。特別是煤礦掘進過程中所采用的巷道過斷層技術(shù),是需要重點關(guān)注的問題。本論文針對掘進巷道過斷層技術(shù)方面的問題進行研究。
關(guān)鍵詞:煤礦;掘進技術(shù);巷道;過斷層
中圖分類號:TD792 文獻標(biāo)識碼:A
煤礦掘進行業(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,也會因此導(dǎo)致安全事故的。近年來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)的時候,就必然會在開采作業(yè)中存在諸多的安全隱患。這就需要采用合適的掘進技術(shù)通過斷層區(qū),不僅可以提高開采效率,避免礦藏資源浪費,而且還要提高巷道掘進的安全系數(shù),對促進中國企業(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)貧ぷ儎又?,土層結(jié)構(gòu)就會相應(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重要組成部分,當(dāng)然也會存在斷層的問題。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動的過程中,土層經(jīng)過擠壓運動之后看煤炭層就會產(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討論的問題。
二、產(chǎn)生斷層的征兆
在開采煤礦的過程中,掘進作業(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,必然會存在產(chǎn)生的征兆。
其一,當(dāng)有斷層產(chǎn)生的時候,在巷頂板底板就會存在節(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,通過觀察煤層頂板的變化和煤層底板的變化也可以對斷層進行斷定。如果頂板和底板的標(biāo)高有很大的變化的時候,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,就說明距離斷層已經(jīng)很近了。
其四,通常煤礦出現(xiàn)斷層的時候,在其附近的底層會有褶皺。巷道掘進工作人員如果發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象,就要注意距離斷層已經(jīng)非常近了。
三、通過斷層的技術(shù)
(一)通過小型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)
巷道掘進作業(yè)中所遇到的斷層結(jié)構(gòu),如果超過35m則屬于是大型的斷層結(jié)構(gòu),沒有超過35m則屬于是小型的斷層結(jié)構(gòu)。對于小型的斷層結(jié)構(gòu),如果采用斷層作業(yè)方法就會消耗大量的資金,得不償失。如果不采用斷層作業(yè)技術(shù),就會使煤礦掘進無法通過。對于小型的斷層結(jié)構(gòu),要通過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,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,以使支護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。之后就可以繼續(xù)掘進了。
所謂的“后退臥底法”,就是當(dāng)掘進挖掘到斷層之下的時候,需要向下延伸巷道,使底板延伸到煤層的上層,對巷道進行穩(wěn)固處理,之后就可以繼續(xù)掘進了。
(二)通過大型的斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)
煤礦掘進中,如果巷道掘進已經(jīng)超過了35m,即為大型的斷層結(jié)構(gòu)。要順利地通過大型的斷層結(jié)構(gòu),就需要采取相應(yīng)的技術(shù)處理措施,即先導(dǎo)硐,之后進行注漿處理。對于斷面的輪廓線進行設(shè)計,可以參考巷道成型之后的1.5m距離進行設(shè)計。采用這種設(shè)計方式,可以使得巷道內(nèi)的距離超過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)進行加固處理。
當(dāng)施工完成之后,就可以進行混凝土止?jié){墊安裝了。通常混凝土止?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,就要進行打孔注漿作業(yè),對于噴漿的密度以及深度都需要根據(jù)斷層結(jié)構(gòu)的堅固程度精心處理。
四、煤礦巷道掘進的過程中通過過斷層所采用的技術(shù)
(一)做好前期準(zhǔn)備工作
其一,做好作業(yè)現(xiàn)場的勘察工作,將工作方案制定出來。對于專業(yè)技術(shù)人員和作業(yè)人員合理安排,專業(yè)技術(shù)人員針對勘察中所獲得的信息將具體的作業(yè)方案制定出來,交由審核部門,經(jīng)過審核確認(rèn)之后,就可以組織施工,并做好施工監(jiān)督工作。
其二,當(dāng)巷道掘進作業(yè)的位置距離斷層大約20m的時候,掘進的速度就要降低,并在掘進的過程中還要對作業(yè)環(huán)境進行勘察,根據(jù)勘察所獲得的結(jié)果對作業(yè)的技術(shù)細節(jié)進行調(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斷層的情況做出分析,以調(diào)整作業(yè)方案,對施工進度做出新的要求,保證作業(yè)安全。
其三,掘進作業(yè)中,要對斷層的厚度予以關(guān)注。如果發(fā)現(xiàn)斷層的厚度存在異常,要立即停止掘進作業(yè),對作業(yè)現(xiàn)場進行勘察,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。
其四,掘進巷道之前要開展探孔和卸壓孔工作,由經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術(shù)人員對整個的工作過程都要進行檢查并詳細記錄檢查中所獲得的數(shù)據(jù)信息,特別要對巷道的變化詳細記錄。對于礦石層所具備的特性以及煤層的特性都要上報給有關(guān)部門,同時還要做好通風(fēng)工作,防治突發(fā)性事件發(fā)生。進行鉆孔挖掘中,要嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行,以防止由于質(zhì)量問題導(dǎo)致風(fēng)險。鉆孔作業(yè)中如果有水產(chǎn)生,就要記錄好出水的部位,將詳細的信息向有關(guān)部門報告,以采取有效的技術(shù)措施。
(二)掘進作業(yè)中需要采取的技術(shù)措施
其一,在斷層面進行巷道掘進作業(yè)中,要做到一邊施工,以便勘探。在鉆井勘探的過程只能過,所探測的部位為作業(yè)面前面的2m以外。如果所探測到的煤層的厚度已經(jīng)超過2m,就要將掘進作業(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5m,鉆孔作業(yè)就要立即停止,采用通過斷層的技術(shù)措施。
其二,對于超過煤層厚度一半的斷層,而沒有達到斷層的一倍厚度,需要進行卸壓鉆孔。鉆孔的方法是在煤層頂板的0.5m之處向另一個煤層鉆孔。鉆孔的深度為20m,鉆孔的數(shù)量為8個,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。
其三,如果斷層的落差非常大,已經(jīng)達到煤層厚度的一倍,就要在鉆孔卸壓的過程中改變作業(yè)的傾斜角。卸壓鉆孔的位置要與斷層面的距離超過3m以上,當(dāng)然還要根據(jù)鉆孔的實際對其數(shù)量加以確定。
結(jié)語
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,就要進行深入開采。這不僅對掘進技術(shù)水平的要求很高,而且開采的速度也要增加,作業(yè)的危險系數(shù)也會相應(yīng)地增加。特別是在煤礦掘進過程中遇到斷層的時候,就更需要采用科學(xué)的方法通過斷層,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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