刘志红
淮北矿业集团有限公司涡北煤矿，安徽亳州 233600
摘要：本文浅析了断层对掘进巷道的影响、断层形成的原理和过断层的技术处理要求，提出掘进过断层的应对措施。
关键词：煤矿掘进；巷道过断层；技术措施
引言：在煤矿掘进过程中，经常会遇到断层和靠近断层的软弱岩层施工。断层的特点是周围岩石结构疏松、密度小、孔隙度大、强度低且易产生变形等，它体现了顶板破碎和松软。在掘进巷道中遇到这种情况，必须采取专门措施支护，防止产生的剪切性破坏，从而给安全生产带来很大的隐患。断层面作为岩体介质中的弱面，力学强度也远低于周围岩体的强度，所以在矿井开采过程中，断层的对巷道布置、工作面回采，甚至整个矿井生产系统都产生很大影响，尤其是在断层构造发育、落差大、断层面破碎的条件下，影响尤为突出。本文在此就掘进巷道过断层时的施工和支护方法等综合技术进行探讨，以期对矿井掘巷施工和安全生产能带来借鉴。
1.断层对掘进巷道的影响
1）断层影响巷道掘进量。巷道掘进遇到断层时，常会使生产受阻。过去为弄清断层的延伸情况，常用巷探法进行，无疑要增加巷道工程量和掘进成本，并降低掘进效率，以至形成掘进接替的紧张，对煤矿的经济效益影响很大。
2）断层影响安全生产。断层造成的破碎带也是地下水与瓦斯的良好通道，又是其储存的仓库。所以当巷道接近断层时就容易造成瓦斯突出事故，以至会影响巷道的正常掘进和人身安全。由于断层造成的顶板局部破碎，也使顶板管理更加困难，也易出现顶板事故，并影响掘进单进和安全生产。
2.掘巷断层形成的原理
在掘进施工中，因为岩石的受力超过了其自身的承受能力，因此在施工的过程中便会出现岩层的裂缝。随着掘进深度的增加，其裂缝也会跟随累加，并形成岩层的破裂面。这样，在重力的作用下，破裂面的两盘便会出现滑动，从而形成了掘进断层。一般断层主要分为正断层、逆断层和平移断层三类。而正断层主要由于上下盘之间的相互作用，使得两者的分离边界受到了同一个方向的拉力而形成了断层；逆断层则是由于上下盘对于断层边界的相反方向的拉力超出了岩层的承受范围，所产生的岩层背离；平移断层的两盘受到的也是相反方向的作用力，但力的方向总是水平的，因此岩层的一定方向也是水平的。往往随着掘进深度的增加，掘进所面临的地质条件度越来越复杂，掘进断层也是不可避免的难题了，需要不断提高掘进技术水平，增强掘进安全意识，切实保证掘井工作的安全，并尽力提高掘进效率。
3.过断层的技术处理要求
巷道掘进过断层是影响安全生产和掘巷效率的重要因素，必须引起技术人员的高度重视。施工中遇到断层，应根据断层的前兆，来准确判断断层的位置、性质和落差，然后制定科学合理的施工技术方法。要遵守如下处理断层的基本要求和程序：要为生产创造有利条件，简化生产系统和运输环节；要合理布置巷道，尽可能地减少煤炭损失；要防止无效掘进，以免降低掘进效率；要创造有利于安全生产的环境。
4.掘进过断层的应对措施
1）掘进过大断层破碎带的方法。①预注浆过断层破碎带。
在施工至距断层破碎带lOm时停止，此时先在迎头施工一个混凝土止浆垫，对迎头lOm范围的巷道喷浆封闭，再从迎头向正前方和与侧边、顶、底按一定角度方向打注浆孔，密度和深度据断层破碎带的状况确定。然后再按正常方式向前推进。这样经过预注浆加固后就能安全的通过断层破碎带了。②先导硐后注浆过断层破碎带。在过大断层破碎带时，由于破碎带岩石破碎松软，易冒落，宽度常达30～60m，而采用常规方法和支护形式就很难顺利地通过，稍有疏忽还会导致冒顶事故，这时可采用注浆加固围岩的方法来过大断层破碎带。在预计要过大断层破碎带时，若巷道设计断面为直壁半圆拱形，可采用锚喷支护。当掘至接近时应缩小巷道断面，采用小断面导硐先过断层，改用矿用工字钢梯形棚架喷支护。导硐施工应采用风镐掘进，并正确使用好前探梁，采用撞楔超前护顶，掘进一棚，架一棚，支护好一棚，要实施好相应的安全技术措施。因巷道断面小，围岩松动圈小，巷道压力相对减小，采用小断面导硐能顺利地通过断层破碎带。小断面巷道过断层后，在巷道内采取措施注浆加固。上部围岩注浆后，其抗压强度增大，形成了围岩加固支撑拱，这时再采用U型棚架喷支护进行刷扩成巷，也就能安全顺利地过断层破碎带了。
2)综采面机巷和风巷锚网支护掘进过断层。①机巷和风巷按已知直线跟煤层掘进。对此，一般采用锚梁网支护沿煤层顶板掘进；在预测前方有断层对盘煤层上升，若为逆断层，且断层落差≯2m时，应采用破煤层底板施工上坡过断层。因巷道沿煤层掘进见逆断层面后，穿过断层面就直接进入了煤层底板，可避免在煤层中过断层三角带造成掉顶煤冒落事故。若前方是正断层，且对盘煤层上升，断层落差又较大，卧底会造成巷顶煤层高冒，这可采用提前破顶施工上坡过断层找煤，巷道从煤层顶板岩石进入对盘煤层，也能避免巷顶断层三角带的煤层冒落事故。过断层时断层两盘必须打锚索加强支护，利用交叉锚索把断层面两侧的岩石拉紧，避免断层两侧岩石整体下滑。②施工中突然见断层。施工中突然断层且对盘煤层上升，巷道必须按底过断层时要根据断层落差的大小确定过断层的方法，若断层落差较小(1.5m左右)，巷道底板到对盘煤层顶板高度≯2.4m时，可采用加大坡度增加巷道高度直接破底过断层。因锚梁网支护巷道增加高度后，多打1～2根锚杆。断层落差大，过断层后巷道底板到对盘煤层顶板＞4.2m时，巷道顶板到上部煤层底板又＜lm时，则不宜采用锚梁网支护，这可采用架棚加锚索支护破底过断层。过断层时棚间距≯500mm，正常使用好前探梁实行短掘短架，掘一棚，架一棚，并用撞楔超前支护，然后每隔3棚在棚内打锚索加强两侧的支护。③掘进面沿煤层顶板直线过断层。若预测前方所见断层对盘煤层下降，在断层落差不大时，可采用把断层本盘现有巷道卧底加高，并留顶板台阶直接过断层。这要求断层两侧必须打锚索加强支护，过断层后巷道必须够设计高度；若断层落差较大卧底后巷道高度＞4.5m，这可采用加大坡度，分段留设下降台阶，用破顶板过断层。如此可减少岩巷掘进量，并提前找到煤层。
3)巷道锚网支护过断层应注意事项。①当断层两侧附近裂隙相对发育，压力相对又增大时，必须把锚杆间排距加密。②断层面相对活动，并易滑移离层，在其两侧必须锚索加强支护，且要有一根锚索穿过断层面，把上、下盘岩层拉紧，避免断层两盘岩体整体下滑，以至造成垮巷。③过断层时应避免过煤层三角带，因此地更加破碎容易冒落。④为便于回采和机巷胶带运输过断层时打上坡找煤或打下坡找煤，巷道坡度必须按要求（风巷≯l2o，机巷≯10o）。⑤巷道遇地堑构造和地垒构造时，若两断层间距离＜15m时，两侧除打锚索加强支护外，还要打托棚加强支护，以防止两断层间岩体整体下滑；若两断层间距离＞30m时，在断层处打托棚加强支护便可。⑥在过断层时，迎头必须搞好临时支护，以防顶板矸石掉落伤人，必要时还要编制过断层的安全技术措施，以确保安全施工。
结束语：巷道掘进遇见断层的影响也是多方面的。这种复杂的地质结构，在深层地下作业也极大地增加了掘进施工的困难性和危险性，因此要从技术上、管理上、职工素质上高度重视并下功夫。通过强化技术管理、现场管理、现场监督，以提高施工质量，完善安全设施，消除安全隐患，确保掘进安全顺利的通过。
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