摘要：随着煤矿开采深度的不断增加，煤层断层结构越来越复杂，伴随着开采难度也呈现逐渐增加的趋势。而实际生产过程中，遇到断层的情况相对较多，如何在现场选取合适的方法度过断层是目前井下巷道掘进的主要难题。文基于现阶段矿井掘进工作面过断层的主要技术方法，对于其过断层技术方案进行了分析汇总，根据具体问题提出合理的改进措施，以期推动井下掘进工作的有序推进。
关键词：煤矿开采；快递过断层；技术要点
1 引言
煤矿井下掘进巷道时，经常会遇到断层这种地质构造，并且极容易因为断层而引发矿山事故。今年来我国浅部的煤炭基本被开采尽，再加上不断增加的煤炭需求，我国煤炭的开采向深部发展，同时进行开采的地质条件也更加复杂，更容易遇到断层等构造，严重威胁了掘进的安全。因此需要考虑巷道过断层掘进过程中进行有效支护的，以保障作业的安全，提高掘进的效率和矿井的经济效益。
2断层的形成机理
作为煤矿开采过程中最为常见的地质构造类型之一，合理的断层处理方式对于煤层的连续开采具有极其重要的意义。其形成机理如下：随着时间的不断推进，地壳也处于不断的运动中，而地壳运动会伴随着作用力的产生，当此作用力作用于煤层的强度较大时将会导致煤层之间出现错位及裂缝，最终形成较大的破断面。伴随着破断面的上升及下降则会产生不同的断层结构，其中，当下盘向下，上盘向上时形成的结构为正断层结构，反之，形成的结构为逆断层结构。同时，当上盘与下盘的运动方向为水平移动是将会导致出现滑移断层。
3 掘进工作面过断层常用方法
3.1调整割煤高度
割煤高度的调节需要基于断层前方、后方的计算数据进行调整以通过断层。这种调整方法的工作流程为：在距离断层5m的位置区域内预留顶煤、底煤，同时保证预留厚度在100～150mm之间，保证能够进行直接见底开采。但是这种生产方式一般要求断层的落差较小且煤层厚度应大于液压支架高度，从而保证支架的正常运行。这种生产方式可以有效降低生产过程中截齿的损耗。
3.2断层探巷方法
断层探巷也被称为导酮法，也就是在断层的下盘或者上盘对岩石巷到进行挖掘，将断层位置的岩石挖掘出来并用适宜的设备给予断层有力的支撑，把过断层转变为空巷，减少采煤工作面的岩石截割量，加快回采工作面的移动速度。这一方法中的重点工作内容在于要判断掘进的长度，一般以确保断层落差小到装置可以通过为宜。
3.3沿走向掘进巷道
在巷道的掘进过程中，如果断层的构造较小时可以提前清除阻碍，从而保证后续生产过程的顺利进。沿着断层掘进巷道一般先分析断层走向，随后进行巷道掘进，需保证其周边的岩石被有效清理。这种生产方式能够提升生产效率，但也会导致生产过程中管理难度及支护难度的增加。
4传统支护的不足
以某工程为例，该矿主要开采煤层厚度约为4m，当前正在开掘的巷道为2号煤层的回风巷，设计总长1500m，高5.2m，宽4.5m，该回风巷为半煤岩巷道。进行巷道的掘进时，使用的施工方法为综合机械法，勘测地质条件后可知，当巷道掘进到在700m的位置时，发现一个落差为2.5m，倾角为62°的正断层。实际进行掘进的过程中，当到达660m处时，顶板来压有明显增加，部分范围的顶板出现离层，并且局部产生了冒顶。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆原先的永久支护使用的是传统的支护技术，根据实际情况，顶板压力使得锚杆失效以及钢带发生崩断，因此传统的支护技术以及无法满足实际需求，必须进一步探索高效的支护工艺。
原先掘进回风巷在过断层时使用的支护方式为锚杆+W型钢+锚索”的联合支护工艺。其中钢带长和宽分别为4200mm、250mm，每根钢带搭配有五个锚栓，进行布设时，选择1000mm的排间距；顶板的支护使用长2500mm，直径22mm的螺纹钢锚杆，布设的间隔为1000mm，锚杆布设时应垂直于顶板。该煤矿伪顶2m，因此选用长2.5m的锚杆进行支护，当掘进的巷道过断层时，顶板压力会出现增加的现象，使用常规的锚杆无法有效支撑伪顶，导致其大面积的垮落；巷道所过的F12断层，其倾角大于60°，所以在掘进时，由于覆岩压力的影响，两帮会出现严重的片帮，难以在顶板和两帮相交的区域留设三角煤柱，并且原先的支护方式难以有效保证巷道得以稳定，直接顶会出现局部离层的现象，所以仅靠锚索加强支护效果较差。根据以上的不足，提出的解决方案是在巷道过断层时首先加强顶板，保证伪顶具有完整性和稳定性。
5过断层安全技术措施
5.1施工前注意事项
在过断层之前，首先要求相关技术人员了解断层的基本地质情况，同时结合矿井实际制定对应的过断层方案，并将技术方案通知监管部门，且对施工人员进行监督检查。当距离断层 20m 时，可以采用边探边掘的方式进行开采，出现落差时根据具体情况调整施工方案。当巷道掘进过程中出现断层厚度异常的情况时，应立即停止作业进行探查，分析其瓦斯、水含量，提出对应的处理方案。在施工之前工作人员应当首先进行钻孔的泄压操作，及时记录钻孔相关数据，且综合考虑煤层倾角等问题，发现异常情况是及时进行处理。此外，当过断层时出现漏水时应及时向相关技术部门反映。
5.2煤矿掘进断层的相关建议
首先，应当选择适宜的过断层。过断层的性质以及方位对掘进施工的难度以及进度都产生了较大的影响，在施工之前，应当选择好适宜的过断层。这就应当对过断层的性质进行判别，不同的性质需要选用不同的施工方法。要综合考虑断层结构以及周边可能存在的碎石、瓦斯等危险因素，对于不同的断层给予不同的处理方法，获取安全技术支持。其次，应当提高作业人员的安全意识。在施工之前对相关的工作人员进行安全培训，使其明确应急问题的处理措施，在开采的过程中注意人身安全。为作业人员配备专业的技术骨干，指导煤矿开采工作，保障工作的安全进行。最后，应当提高支护防范结构的质量。在进行断层问题处理时，支护结构是一种必要的结构，能够保障开采的顺利进行，还能够保障采煤人员的人身安全。因此，要重视支护工作的开展，在进行支护时，需要注意坡面的选择以及导水、排风等设施的安装，保障各项设施能够顺利工作。还要科学合理的使用爆破技术，清除断层的岩石时使用爆破技术必须浅眼、少药以及小炮之间相互配合，还要注意选择合理的爆破角度。
5.3合理选择过断层技术
在过断层前，首先应当充分了解矿井的实际地质情况，从而合理的过断层技术。关于过断层，首先要对断层的性质进行判断，结合现场实际情况选择对应的技术方式，在开采之前做好其管控工作，保证后续掘进工作的有序推进。在矿井的实际生产过程中，对于不同结构的断层，其处理方式也会存在较大的差异，一般会将巷道的支护、通风、导水以及加固等技术合理的融入到过断层操作当中以提高工作效率。
6 结束语
我国是煤炭使用大国，各行各业对煤炭的需求量与日俱增，地质构造对采煤行业的发展产生了较大的影响，复杂的断层结构给煤矿开采工作增加了较大的难度，因此，必须加快探究的步伐，不断升级断层处理技术，探索出更加有效的综采面过断层的方法，在保障施工人员人身安全的同时提高煤矿企业的效益。
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论文作者:冯素明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/12
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