过断层组

过断层组（精选3篇）

过断层组 篇1

摘要：断层作为井下巷道掘进中常见的构造形式, 对于掘进工作的安全有着严重威胁。对断层出现的原因、其对矿山生产的影响和断层出现的征兆进行分析总结, 随后结合自身多年实践经验, 从施工准备阶段和施工进行阶段两方面对巷道掘进过断层的技术措施进展开分析, 期望能为井下巷道掘进过断层施工提供一定借鉴。

关键词：巷道掘进,过断层,掘进对策

0 引言

在煤矿井下巷道掘进过程中, 断层一直是最为常见的几种地质构造形式, 依据有关生产调查统计, 因过断层而引发的各类事故一直高居矿山事故前列。特别是近年来随着中国能源需求的不断增大和浅层煤炭资源的日益殆尽, 煤矿开采深度不断加大, 开采地质条件也相应越发复杂, 井下巷道掘进中遭遇断层的几率也不断增多, 为井下生产的顺利进行造成了严重威胁。因此, 如何选择科学、合理的过断层方法就成为了能否实现断层巷道快速、安全掘进的关键所在。同时, 有效的过断层掘进技术在有效保障施工人员人身安全的同时对于提升巷道掘进效率, 延长工作面走向, 增加煤层可采储量也有着积极意义[1]。

1 断层出现的原因及影响

1.1 断层形成原因分析

断层作为地质构造中最为常见、发育最广泛的构造形式, 对于煤岩层的完整与连续有着严重威胁。一般而言, 断层的产生是在地壳运动产生的作用力影响下引起的, 当该作用力大过煤岩层自身应有的强度就会导致煤岩层发生裂错, 随后随着裂错不断发展, 就会出现破裂面, 而破裂面两盘在相互运动时, 若上盘下降且下盘上升就形成了正断层;若上盘上升而下盘下降就形成了逆断层;若破裂面位水平走向, 当两盘相互移动时就会形成平推断层[2]。

1.2 断层对矿山生产的影响

a) 断层对巷道掘进量的影响。在井下巷道掘进中, 断层的出现多会导致掘进工作严重受阻。要对断层发育状况进行辨识, 工作人员必须停止掘进工作而进行断层探测。如此便不可避免地会导致巷道掘进速度的降低, 从而降低掘进效率, 提升掘进成本, 严重的则会使得采掘正常交替受到影响, 从而直接影响矿井经济效益;

b) 断层对生产安全的影响。由断层发育而形成的煤岩破碎带不仅是瓦斯及地下水流通的天然通道, 更是瓦斯与地下水的存储仓库。因此, 在巷道掘进时若遭遇断层, 瓦斯突出及透水事故的发生概率会大幅提升, 从而对掘进工作的正常开展及工作人员安全造成严重威胁。此外, 断层发育引起的巷道局部顶板破碎, 也会大幅提升巷道顶板管理的难度, 导致冒顶事故频发, 威胁生产安全[3]。

1.3 断层出现的征兆

巷道掘进施工遭遇断层前, 多会伴随一定的征兆, 大致可归纳为以下几点:a) 煤层及巷道顶底板呈现出显著的节理化现象, 且越靠近断层节理化程度越严重;b) 煤层顶底板标高出现突然性变化, 特别是同一煤层的煤巷中煤层顶底板在较短距离内存在骤变;c) 煤体强度显著下降, 煤层破碎性增加, 滑面增多;d) 煤层产状变化明显, 断层附近存在牵引褶皱或褶曲[4]。

2 巷道掘进过断层的方法

巷道掘进过断层方法的选择上不仅要充分考量巷道顶底板条件、围岩特性, 还要考量掘进机、运输机等设备的衔接性, 从而确保通过断层时掘进工作的有效开展。常见的过断层方法可分为导硐、卧底、挑顶及挑顶卧底四种形式, 具体选择时可遵循下述几种方法:

a) 当断层落差在35 m以上时, 则需采区绕行等预处理方法;

b) 当断层落差介于15 m~35 m时, 可采用导硐注浆方式通过。即先借助小断面通过断层, 然后在巷道一定间距内依照断面设计的轮廓合理布设注浆钻孔, 从而增强巷道围岩的完整性, 提升其强度, 随后在施工至断层破裂面10 m左右时安设混凝土止浆泵向掘进迎头前方10 m实施封闭喷浆作业并360°布设注浆孔, 待加固后即可直接掘进通过断层;

c) 当断层落差小于15 m时, 可依据煤层厚度、围岩特性等条件选择过断层方法。当断层破裂面致使煤层出现上移时, 可选择后退式挑顶法过断层, 从而使巷道顶板同断层下盘煤层相连;当断层导致煤层下移时, 则可选择后退式卧底法使巷道顶板同上盘煤层相连。

3 巷道掘进过断层的技术措施

3.1 前期准备阶段的技术措施

a) 依据断层情况由相应技术部门或人员 (诸如生产科、技术部等) 制定符合实际情况的针对性过断层方案, 将其发放至相应施工单位, 并对执行情况进行严格监督;

b) 在距离断层预计位置相距20 m左右时, 采取边掘边探的方法进行作业, 依据断层前期产状对断层落差真实情况进行预判, 并将收集的有关防突钻孔的各类数据资料进行整理后移交至生产技术部门, 由其对断层真实情况进行精准判断;

c) 掘进中若发现断层厚度出现异常改变, 应立即停止掘进作业, 进行钻探作业, 对瓦斯及地下水情况进行探明, 并针对性地制定相应掘进应对措施;

d) 在巷道掘进施工前先开展卸压孔与探孔作业, 并指派专人对钻孔验收单上的见岩等情况进行详实记录, 并对岩石特性进行简要说明后上报至防突部门与通风部门;

e) 预测钻孔的挖设必须严格遵守巷道煤层倾角有关要求, 施工必须传过岩层后再进入另一盘的煤层, 同时对另一盘煤层瓦斯存储状况进行预测;

f) 在钻探作业中, 钻孔若发生涌水现象, 则应立即对出水钻探深度进行详实记录, 并立即将涌水情况向相关技术部门进行汇报;

g) 在钻探作业时若发生顶钻或喷孔等异常现象, 应立即将上述情况上报至通风调度部门。而通风部门应立即排出专业技术人员赴现场进行确认, 若情况属实, 则应立即停止钻探作业, 转而进行卸压作业。

3.2 掘进施工阶段的技术措施

a) 巷道掘进在断层面进行施工作业时, 必须严格遵守“边探边掘”的施工原则。在钻探时, 每次探测都应超前掘进工作面2 m以上进行, 若探测煤层厚度超过2 m, 则应先停止掘进作业, 实施钻孔卸压作业。当探测到断层距离掘进工作面不足5 m时, 则应停止所有钻孔作业, 实施相应的过断层措施;

b) 断层落差超过煤厚一半厚度而低于煤层1倍厚度, 则应先在本盘煤层顶板0.5 m处向另一盘煤层钻设8个深度20 m的卸压钻孔, 随后依据断层煤厚挖设另一组钻孔, 确保其能控制到断层面之后5 m~10 m的煤岩层, 钻孔间距为2 m~2.5 m, 每排钻孔数量以3个~4个为佳;

c) 断层落差超过煤层1倍厚度, 则在进行钻孔卸压作业时应依据施工倾角的改变进行。通常而言, 卸压钻孔应选择距离断层面3 m以上的位置进行作业, 并依据浅探钻孔探明的具体情况来确定应钻设的卸压钻孔数量;

d) 断层落差不超过煤层一半的厚度, 则可直接分两排直接钻设20 m深的卸压钻孔16个, 若在进行二次预测时仍存在超标现象, 则再次重复上述操作;

e) 卸压钻孔作业时, 应先对断层周边煤层厚度进行探测, 若煤层厚度超过正常厚度的一半, 则应多设置一排卸压钻孔;

f) 卸压钻孔作业施工时, 若出现顶钻或喷孔现象, 则应以该钻孔为核心在周边多钻设数个钻孔, 直至异常现象消失为止;

g) 若掘进工作面前方断层地质条件过于繁复而难以准确判定时, 则可直接钻设20 m深的卸压钻孔6个, 向前掘进7 m进行边探边掘[5]。

4 结语

在巷道掘进过断层施工作业中, 断层对巷道掘进的影响多方面的。因此, 作为一名合格的矿山管理工作者, 必须从技术、管理及员工素质多方面着手, 全面强化对掘进施工的现场管理和技术规范, 增强施工的实时监督, 从而自根本上确保巷道过断层掘进作业的高质、高效进行, 实现矿山生产安全与经济效益的双赢。

参考文献

[1]王平.掘进巷道过断层综合技术措施研究[J].机电信息, 2011 (33) :130-131.

[2]申家志.巷道掘进过断层方法及技术措施研究[J].内蒙古煤炭经济, 2014 (9) :129-130.

[3]徐苏翔.煤矿掘进巷道过断层技术探讨[J].能源技术与管理, 2014 (6) :70-71.

[4]孙启生.浅谈断层对巷道掘进的影响及对策[J].煤炭技术, 2003 (12) :38.

[5]关前进.掘进巷道过断层带施工加固技术[J].现代矿业, 2015 (3) :213.

过断层组 篇2

71503工作面现运输顺槽推进至P3点以里14m、轨道顺槽推进至E3点以里18.5m，为H=11m（运输顺槽）和H=3.0m(轨道顺槽)断层带位置，由于煤质松软、工作面片帮较严重，特别是64架至机尾片帮达2.0m左右，为了保证71503工作面安全顺利进行回采作业，特制定如下安全技术措施：

一、轨道顺槽机尾往外上帮5m范围扩帮、拉底维护措施：

轨道顺槽机尾往外上帮5m范围扩帮、拉底维护时，从里到外逐段进行，扩帮深1m，将煤帮距顶板1m处金属网剪开，人工利用小铁锹将煤渣倒入前运输溜子拉走，并将帮锚杆人工拉出，无法拉出时使用锯弓锯掉外漏的锚杆。拉底后保证巷道高度达到2.2ｍ，巷道高度不达标准时，使用风镐和洋镐配合逐渐进行。

扩帮、拉底完成后及时将金属网铺至煤帮进行打帮锚杆支护，采用Φ20×1800ｍ螺纹钢树脂锚杆，2卷（Φ26×350㎜）树脂药卷，锚杆间距0.9ｍ，距顶、底板各0.2m，排距1.0ｍ，锚杆托盘采用规格为300×275×2.5mm钢带托板配合120×120×8mm的铁托板，按规定位置垂直打眼，打眼后必须将眼内用风管吹干净，然后进行锚杆支护，安装铁托盘时用力矩扳手将螺母拧紧，使初锚力达到4T，锚固力达到10T，锚杆外露长度为2—5cm。

后溜机尾至煤壁间扩帮拉底后，及时打戴帽（600×200×150mm）单体柱维护顶板，单体柱必须迎山有力，下穿柱帽，初撑力不小于90KN，单体柱顶部使用软联锁装置与顶网进行联锁。

二、顶板裂隙发育、压力大或片帮、冒顶时执行如下安全技术措施：

(1)采煤机割煤后，距前滚筒3-5m依次随机移架，进行追机作业，拉架赶不上割煤速度时，停止割煤。

(2)若顶板破碎、支架梁端漏顶，需及时用木枱棚梁、铺设塑料网配合勾顶处理，使支架能有效的支撑顶板，然后方可移架。片帮宽1m以下时，提前拉架，支架顶梁顶紧煤壁；片帮宽1-1.5m时，在支架顶梁上距离两边各0.3m处垂直煤壁插入两根木枱棚梁（规格为：3000×300×200mm）铺设塑料网，不提前拉架；片帮宽1.5m以上时，使用锚链将3.2m长的π型梁捆绑在支架顶梁下，π型梁顶紧煤壁，确认捆绑牢固后，人员站在维护段上方侧支护完好的地段在π型梁上平行煤壁放置两根木枱棚梁并铺设塑料网，垫木枱棚梁时根据工作面支架情况可略降架200mm。

(3)移架时应采取少降快拉带压擦顶移架，尽可能减少支架反复升降次数，1人进行双手操作，先将手柄打在拉架位置，再降立柱，便于将底梁顶紧煤帮控制顶板。

(4)采煤机割煤后，保证溜子有足够长的弯曲段时及时推溜移架，控制煤帮，每走1-5架紧跟顶溜0.1-0.3m，6-10架顶溜0.3-0.6m，操作人员慢慢控制注液手柄，严防冒顶区、顶板破碎区进一步扩大。机头至50架可以适当放顶煤，50架至机尾不放顶煤，出现空架时，后溜不能放煤，保持拉空状态，并将尾梁插板伸出顶紧底板辅助推溜、移架。

(5)工作面40—80架间有一肚子，为了能使工作面取直在生产中采煤机运行至此段时，两端头不进刀或少进刀，在肚子地方多进刀，通过参照钢绞线将工作面调成一条直线，将肚子取直，保证工作面溜子的平、直。

(6)及时检修处理支架漏窜液，保证工作面采高控制在2.4-2.6m之间，支架立柱行程低于200mm时，采煤机司机及时调整采高，保证支架高度，严防支架被压死。采煤机必须由司机站在前后立柱间使用遥控器操作，控制好采高，保证工作面溜子的平、直，机组运行过程中下方侧严禁有人员作业或滞留。

(7)架前维护时先必须停机并闭锁前溜，认真进行敲帮问顶作业，由不少于三人进行联合操作，一名有经验的工人观察煤帮、支架、顶板变化情况，其他人配合放置木枱棚梁维护，架设好木枱棚梁铺设好塑料网后将前后立柱升紧支护顶板护帮，支架初撑力达到标准要求。

(8)维护点以下煤帮侧严禁有人员作业或滞留，当工作面出现大块石头时必须使用风镐将其破碎，严禁从机组下通过，若煤壁片帮或冒顶煤矸压住前溜，应组织人员对前溜进行人工清理，严禁强行开前溜，以防前溜负荷增大烧毁电机或断链。

(9)地测科负责工作面注浆设计及措施。工作面打眼、注浆作业时，必须停机并闭锁前溜，认真进行敲帮问顶作业，根据注浆设计及措施要求，班长组织安排循环数推进度。

(10)现工作面两顺槽垛粉煤灰工作暂停下来（1月31日-2月4日）。

(11)严格执行由调度下发的《71503工作面劳动组织措施》，施工期间，确保安全的前提下，跟班领导根据工作面实际情况现场安排组织施工，队干跟班上岗，现场进行协调指挥，安全员现场协调监督执行情况，发现问题及时汇报处理。

综采工作面过断层技术与实践 篇3

关键词：综采工作面 断层 顶板管理

1 概述

神华宁夏煤业集团清水营煤矿110204工作面走向长2463m、倾斜长180m，煤层倾角23°。所采煤层为二煤，厚度3.8～5.4m，平均4.3m，煤层普式硬度为1.6～1.9。二煤直接顶为粉砂岩，厚2.32m，普式硬度为1.0～3.0；直接底为细砂岩～粉砂岩，普式硬度为1.0～3.0。工作面采用沿底、留顶煤开采，采高3.8m，在回采过程中顶板出现淋水、漏顶等现象。F13正断层、f6正断层、f7逆断层位于工作面中部，其中F13正断层在回风巷全岩断面长度达44m，揭露断层落差为11m，影响长度66m；机巷揭露断层落差1.9m，影响长度为10m。

断层产状描述如下：

2 工作面过断层方案

2.1 提前对风、机两巷断层影响区域巷道顶板进行加强支护 其中在风巷F13断层巷道超高段架设拖钩棚子，对此处顶板进行绞顶处理；对机巷顶板沿走向打设两排锚索梁加强支护。

2.2 铺设金属网管理工作面顶板 工作面上口距F13断层面20m时从风巷上帮至109#架全断面挂双层金属网，直至通过F13断层为止，如该段断层全岩断面向下发育则铺网根据断层向下延伸。工作面机巷至7#架始终全段面铺设双层金属网。铺网要符合标准，确保扣扣相连。

2.3 工作面化学注浆管理顶板 为了确保在过断层过程中有效的控制顶板，根据现场情况，采取对风、机巷顶板提前注射化学浆的方法加固顶板。

3 施工工艺

3.1 采前注浆加固工艺

3.1.1 提前对风、机两巷断层实际揭露位置前后各30m巷道顶板注射化学浆。在风巷下帮沿巷道走向布置一排布置注浆孔，孔深5m、间距2m，水平夹角45°；在机巷布置两排注浆孔，孔深2.5m、间排距2m×2m。

3.1.2 工作面揭露断层面时，根据顶板实际情况，沿煤岩交接面附近以45-60°角向煤壁注射化学浆加固顶板（孔深5m），直至通过F13断层，结束注浆。

3.1.3 工作面过断层推进期间，如遇到顶板漏矸，则根据现场实际情况在漏矸点架间补注化学浆。

3.2 工作面回采工艺

3.2.1 使用设备。工作面采用MG650/1660-WD型双滚筒采煤机落煤，采煤机螺旋滚筒配合SGZ1000/2×700型中双链可弯曲刮板输送机铲煤装煤，刮板输送机配合SZZ1200/525型中双链转载机搭接DSJ120/200/3×400型可伸缩式带式输送机联合运输，工作面采用ZY7800/

19/40型两柱掩护式液压支架支护顶板。

3.2.2 工艺流程。交接班→检查→开机→采煤机下行割煤→移架→割通下端煤壁→采煤机反向上行空刀清理浮煤→推移刮板输送机→采煤机上部斜切进刀→割透上端煤壁→（下一循环开始）。

3.2.3 采煤方法。采用走向长壁综合机械化采煤法进行开采，采煤机进刀采用割三角煤斜切进刀，采用单向割煤。

4 顶板的控制技术

4.1 控制工作面采高

工作面断层影响区域上、下各20m范围降低采高，将采高严格控制在3.2-3.4m，工作面其他区域采高保持3.8m不变。

4.2 合理控制工作面的伪斜

为了确保过断层期间工作面与断层的交面尽可能小，避免一次性揭露断层面长度和面积过大，且必须有利于控制工作面支架及刮板输送机的上窜下滑，将机巷超前风巷距离控制在25m。

4.3 选择合理的移架方法

4.3.1 为了有效防止顶板漏矸，采用追机移架的方法管理顶板。工作面推进过程中，采煤机割煤后支架追机打出伸缩梁、护帮板，移架必须采用带压擦顶移架和够一架移一架的方式。

4.3.2 当工作面出现片帮、漏顶时，工作面移架时应减少支架的降架高度，采取超前移架的方法控制顶板。

4.4 缩小端面距，防止顶板冒顶

工作面回采过程中，应尽可能的缩小端面距，有效防止顶板冒落，始终保持支架处于最小控顶距范围内。

4.5 铺设金属网管理顶板

工作面通过断层影响区域时铺设双层金属网，可以防止架间漏矸，改善顶梁与顶板的接触状态。

5 结语

通过110204综采工作面的生产实践，杜绝了以往工作面过断层期间发生漏顶、冒顶事故，既保证了安全生产，又加快了回采进度，具有明显的经济效益。

参考文献：

[1]阎海鹏，黄江宁，刘毅，等.采煤工艺[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009：96-125.

[2]张效春.综采工作面过断层、过冲刷技术及有关参数的确定[J].山西煤炭，2005，25（4）：33-35.

[3]郭守全，彭永伟.综采工作面过断层技术综述[J].煤矿开采，2008，13（4）：30-31.