■赵镇源 田强 刘成亮

（山东能源枣矿集团新安煤业公司 山东济宁 277642）

煤巷掘进过断层方法研究

■赵镇源 田强 刘成亮

（山东能源枣矿集团新安煤业公司 山东济宁 277642）

煤矿企业的煤巷掘进生产是一项复杂的系统工程，目前，煤巷已经基本采用了综合机械化掘进。但较长时间以来，综掘工作面单产和效率水平较低，巷道掘进正在成为煤矿高效安全集约化生产的技术瓶颈。新安煤矿3306材料巷沿煤层掘进过程中，30m巷道范围连续揭露多条断层，其中超过2.5m的大断层2条，由于断层构造发育、落差大、断层带破碎，应力集中等，使得巷道掘进工作进展缓慢，严重影响了矿井的生产接替。通过不断探索和论证，总结出一套高应力复杂地段煤巷快速过断层技术方案，实践表明该套技术方案保证了煤巷快速安全的穿越断层，取得了显著的经济和社会效益。

煤巷掘进过断层方法

1 导言

在煤巷掘进过程中，遇到断层后如果决定不改变巷道施工方向继续掘进，则应及时改变巷道施工坡度施工。过落差较小的断层可以采用在施工迎头变坡施工上下山，若断层落差较大则可以采用后退卧底和后退挑顶两种过断层的方法。

2 过断层的方法

2.1 上山施工法

沿掘进施工方向断层造成煤层上移时，如果断层落差较小，可以在施工迎头直接改为上山施工，直至跟上煤层。

2.2 后退挑顶法

沿掘进施工方向断层造成煤层上移时，采取后退挑顶法过断层。待挑顶掘至断层面时，巷道顶部将恰好达到断层面下盘煤层顶板。继续向前掘进时，锚杆支护正常应用于煤层顶板，从而使锚杆起到应有的支护作用，使断层面附近顶板得以有效可靠的支护。

2.3 下山施工法

沿掘进施工方向断层造成煤层下移时，如果断层落差较小，可以在施工迎头直接改为下山施工，直至跟上煤层。

2.4 后退卧底法

沿掘进施工方向，断层造成煤层下移时，采取后退卧底法过断层。待卧底掘至断层面时，巷道顶部将恰好达到断层面上盘煤层顶板。继续向前掘进时，锚杆支护正常应用于煤层顶板，从而使锚杆起到应有的支护作用，使断层面附近顶板得以有效可靠地支护。

3 断层与巷道夹角对巷道围岩的影响

断层破碎带围岩压力的分布与其产状是密切相关的。在断层破碎带中，其充填物为松散、破碎或完整性差的碎块岩体、泥岩或煤块组成，可用松散岩体力学理论进行地压计算，即:

式中:q-作用在巷道或硐室上的垂直地层压力，本文作为断层破碎带产生的垂直地层压力;γ-断层破碎带充填物容重;H-巷道或硐室浅埋时为埋深，深埋时为压力拱高度。

实际上断层与巷道夹角不同，对围岩压力分布影响很大。沿断层面q可分解为:垂直压力q1=γHcosα及平行压力q2=γHsinα，其中α为断层破碎带与巷道的夹角。

4 过断层的技术措施

4.1 前期准备中的技术措施

（1）根据前期技术资料，当施工巷道接近断层时，地质科技术人员应及时向施工单位下达通知，将断层的详细资料交于施工单位，提升施工单位及时制定过断层施工措施。

（2）根据巷道施工进度和断层情况由单位技术人员与生产科制定出全面的切实可行的过断层安全技术措施，并向施工单位所有施工人员传达，落实现场严格执行。

（3）在与断层预计揭露位置相距大约20m的地方，采用边探边掘的方法，根据断层的产状对断层落差的实际情况进行初步判断，把相关资料整理后交与生产科，便于对断层实际落差准确判断。

（4）若出现煤层或断层厚度变化等异常，首先要做的就是钻探作业，探瓦斯探水，对瓦斯和水赋予情况进行认真分析，并对掘进制定出专项措施。

（5）预测钻孔倾角的施工必须符合巷道煤层倾角的要求，施工必须穿过岩层，进入另一盘煤层，对煤层的顶底板进行判断，同时预测另一盘煤的瓦斯和水的情况。

（6）预测中，若有涌水的现象在钻孔内出现，必须准确记录钻出水的深度，并在第一时间向有关部门和负责人汇报，便于有关部门制定相关措施。

（7）如果施工中出现喷孔、顶钻等异常情况，要第一时间将情况通报给通风调度，通风工区应立即赶到现场确认，若情况属实，则要立即停头，采取其他具体措施保证安全。

4.2 施工期间的技术措施

（1）掘进工作面在断层面内施工时，必须按边探边掘的措施严格进行。预测过程中，每次探测都必须达到工作面前方两米以后的煤层。

（2）当断层另一盘煤上升，如果断层不足一半巷道高度的落差，应采用施工迎头及时施工上山。

（3）当断层另一盘煤上升时，若断层具有超过一半巷道高度的落差，则应根据煤层倾角和煤层厚度情况，及时后退掘进机挑顶上山施工。

（4）当断层另一盘下降时，如果断层不足一半巷道高度的落差，应采用施工迎头及时施工下山。

（5）当正断层另一盘煤下降，若断层具有超过一倍巷道高度的落差，则应根据煤层倾角和煤层厚度情况，及时后退掘进机卧底下山施工。

（6）如果工作面断层情况因比较复杂而导致很难准确判断，则应继续施工探眼判断断层具体情况，或按原施工方案继续施工每隔5m的距离进行边探边掘。

（7）巷道施工过断层期间，应严格控制巷道施工腰线，严格按照过断层施工措施规定的坡度施工，严禁擅自改变施工坡度。

5 结论

在煤巷掘进断层的施工过程中，为更好地维护和支护巷道，就必须采取有效措施增大断层和下巷道之间的夹角，缩小对巷道影响的范围，充分发挥巷道顶板的支撑作用。在掘进过断层的施工中，及时改变巷道施工坡度或者采用后退卧底法和后退挑顶法，大大降低了过断层期间半煤岩或者全岩的施工工程量，提高了出煤率。管理措施必须贯穿于掘进施工的全过程，以确保施工进程的安全和高效。

[1]牟永光.掘进巷道时断层的综合处理技术分析 [J].黑龙江科技信息,2013,22:13.

[2]王刚.试析煤矿掘进过断层技术中常见的问题与对策 [J].科技创业家,2013,20:71.

[3]吴丙辉,关卫华.综采工作面过断层技术探讨 [J].企业导报,2013,09:284.

[4]温思南.巷道掘进过小断方法及措施 [J].科技视界,2013,04:166-167.

[5]任建辉.煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究 [J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,05:237-238.

[6]沈明柱.煤岩巷道掘进过大断层群的围岩控制实践 [J].科技创新导报,2013,23:21.

TD82[文献码]B

1000-405X（2015）-10-372-1