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      巷道掘進(jìn)過程中過斷層對(duì)策分析

      2019-10-21 09:16:14孫慶詩
      科學(xué)與財(cái)富 2019年15期
      關(guān)鍵詞:掘進(jìn)構(gòu)造

      摘 要:在煤礦生產(chǎn)過程中,地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)影響非常大,且在不同區(qū)域其地質(zhì)構(gòu)造影響程度各具特點(diǎn),需根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn),因此需作業(yè)人員在了解實(shí)際影響因素后合理進(jìn)行掘進(jìn)技術(shù)的使用,以便于確保其工作有序進(jìn)行,本文就地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦掘進(jìn)和采煤的影響展開研究。

      關(guān)鍵詞:構(gòu)造;掘進(jìn);采煤影響

      1.引言

      地質(zhì)構(gòu)造是由于地殼運(yùn)動(dòng)造成的內(nèi)部擠壓而產(chǎn)生的,在不同作用力影響下,地質(zhì)構(gòu)造也會(huì)呈現(xiàn)出不同形態(tài)。形態(tài)各異的地質(zhì)構(gòu)造對(duì)于煤礦資源采集工作影響比較大,且在緊急情況下會(huì)引發(fā)一些安全事故。雖然在近年來煤礦采集中,人們?cè)诘刭|(zhì)方面有較大重視,并始終將安全生產(chǎn)放在首要位置,但對(duì)于小地質(zhì)構(gòu)造的預(yù)防及甄別能力仍有待加強(qiáng),只有從意識(shí)上進(jìn)行轉(zhuǎn)變,才能將各種措施付諸實(shí)踐,從而降低這些客觀因素對(duì)采煤的影響。

      2.斷層形成機(jī)理

      在煤礦井巷掘進(jìn)中,我們會(huì)經(jīng)常遇到的特殊地質(zhì)構(gòu)造,如斷層構(gòu)造,按性質(zhì)主要分為:正斷層、逆斷層。斷層形成機(jī)制:我們知道當(dāng)巖石受力超過其強(qiáng)度后,應(yīng)力超過其強(qiáng)度時(shí),巖體便開始破裂,破裂之初出現(xiàn)微裂隙,微裂隙逐漸發(fā)展,相互聯(lián)合,形成一條破裂面,斷層兩盤便相對(duì)滑動(dòng)形成斷層面,即形成正斷層或逆斷層。正斷層:即斷層上盤相對(duì)下盤沿?cái)鄬用嫦蛏匣瑒?dòng)的斷層。其特點(diǎn):產(chǎn)狀一般較緩,大多在45°以上,其中60°-70°最為常見,一般破碎程度不太強(qiáng)烈,斷層帶一般發(fā)育較窄。逆斷層:即斷層上盤相對(duì)下盤沿?cái)鄬用嫦蛏匣瑒?dòng)的斷層。其特點(diǎn):產(chǎn)狀一般較緩,大多45°以下,常見30°左右,斷層帶表現(xiàn)出強(qiáng)烈擠壓破碎現(xiàn)象,斷層帶一般發(fā)育較寬。

      3.不同地質(zhì)構(gòu)造下的巷道掘進(jìn)對(duì)策

      3.1巷道過正斷層的掘進(jìn)對(duì)策

      (1)巷道由斷層上盤向下盤掘進(jìn)。掘進(jìn)見斷層后表現(xiàn)沿頂板掘進(jìn)過程中突然煤層頂板上升,往往造成冒頂事故的發(fā)生。巷道掘進(jìn)過程中一旦煤層傾角發(fā)生急變,或煤巖層層理紊亂,巷道前方有可能揭露斷層,應(yīng)做好過斷層前準(zhǔn)備工作,用煤電鉆向前上方探煤層頂板位置,防止一旦揭露斷層造成上頂抽冒。過斷層時(shí)應(yīng)采用棚子支護(hù),并對(duì)棚距進(jìn)行適當(dāng)加密。

      (2)巷道由斷層下盤向上盤掘進(jìn)。巷道見斷層后煤層頂板下移,巷道過斷層時(shí)需打板,巷道坡度需向下調(diào)整。

      3.2巷道過逆斷層的掘進(jìn)對(duì)策

      巷道過逆斷層時(shí)主要表現(xiàn)為煤層重疊。當(dāng)巷道由斷層下盤向上盤通過時(shí),應(yīng)注意上頂重疊煤層冒頂事故的發(fā)生,應(yīng)加強(qiáng)頂板支護(hù)工作,通常采用加密棚距通過。當(dāng)巷道由斷層上盤向下盤通過斷層時(shí),需要調(diào)大巷道坡度打板通過。

      3.3巷道過隱蔽式小地質(zhì)構(gòu)造的預(yù)防措施

      打頂板錨桿和錨索時(shí),感覺出錨桿鉆進(jìn)速度明顯要比平時(shí)速度要快,打好錨桿和錨索后,如果出現(xiàn)滲水且速度逐漸加快等不利現(xiàn)象,需及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)措施的處理。及時(shí)進(jìn)行各種應(yīng)急機(jī)制的制定,做好詳細(xì)數(shù)據(jù)記載及分析,也要及時(shí)進(jìn)行必要的支護(hù)工作,從而實(shí)現(xiàn)其預(yù)防工作的有效性。

      3.4巷道過小斷層措施

      在巷道掘進(jìn)的過程中,會(huì)遇到不同程度的斷層結(jié)構(gòu),在三十五米以上的大型斷層結(jié)構(gòu),則可以根據(jù)斷層考察情況進(jìn)行針對(duì)斷層的施工方案,但是較小的斷層結(jié)構(gòu),如何去做是一個(gè)難題,按斷層施工則耗資大,得不償失,不按斷層結(jié)構(gòu)方案施工,則影響安全作業(yè)無法通過,針對(duì)小斷層結(jié)構(gòu)我們來做以下兩種方案。

      (1)后退挑定法。這種方案可用于煤層上移的情況,也就是開采方向上的煤層比正在開采的煤層上移了??上群笸艘欢尉嚯x,然后再將頂板上挑,挑至斷層頂面,讓巷道的底部剛好在斷層頂板,這樣在保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定之后再繼續(xù)向前掘進(jìn)。

      (2)后退臥底法。這種方案主要用于當(dāng)挖掘到斷層且斷層是在下方時(shí),可以將巷道向下延伸,采用臥底的方式,將巷道的底板延伸到剛好煤層的上層,然后再將巷道加固穩(wěn)定,即可進(jìn)行挖掘開采。

      3.5過大斷層的方法

      在巷道掘進(jìn)過程中一般三十五米以上的即可稱作是大斷層,在通過大斷層的時(shí)候一般以先導(dǎo)硐后注漿的方式來處理。我們可以在小斷面過后,按照巷道成型后1.5米的距離來設(shè)計(jì)斷面輪廓線,這樣在巷道內(nèi)的距離可以保持在兩米,然后再加以鉆孔注漿進(jìn)行加固。在施工結(jié)束前,需要安裝一個(gè)混凝土止?jié){墊,這個(gè)止?jié){墊在斷層面10米左右的距離為宜,最后在巷道內(nèi)需要進(jìn)行噴漿封閉,噴漿封閉需要在10米的范圍內(nèi)。然后在其周邊進(jìn)行打孔注漿處理,需要根據(jù)實(shí)際的堅(jiān)固程度來判斷噴漿的深度和密度。

      4.不同掘進(jìn)巷道過斷層主要施工方法

      4.1平巷過斷層

      當(dāng)水平巷道遇到斷層時(shí),一般采用巷道拐彎方法尋找斷失煤層。如水平巷道掘進(jìn)時(shí)煤突然丟失,經(jīng)判斷是一條傾向斷層。出現(xiàn)這種情況,應(yīng)先確定迎頭巖層是煤層頂板還是底板。如為煤層頂板,巷道穿過斷層后應(yīng)向頂板方向拐彎。遇斜交斷層,以斜交正斷層為例。如果斷層帶巖石壓力不大,又無瓦斯、水等威脅,可沿?cái)鄬泳蜻M(jìn)進(jìn)入另一盤煤層。如果斷層帶附近巖石破碎,壓力大、又有水、瓦斯等威脅,則不能緊靠斷層施工巷道,而應(yīng)有巷道穿過斷層進(jìn)入另一盤巖層后,10-15m距離,再平行斷層走向掘石門尋找另一盤煤層。

      4.2傾斜巷道過斷層

      當(dāng)上山或下山遇斷層時(shí),一般采用改變巷道坡度的方法尋找斷失的煤層。過落差小于煤層厚度的小斷層當(dāng)斷層落差小時(shí),一般采用挑頂、臥底相結(jié)合的方法尋找另一盤煤層。當(dāng)斷層落差較大時(shí),為了防止丟煤和少掘巷道,采用短石門進(jìn)入另一盤煤層。

      5.過斷層的支護(hù)方案

      過斷層主要有三種,分別是矩形錨網(wǎng)噴支護(hù)、拱形錨網(wǎng)噴支護(hù)、梯形架棚支護(hù)。巷道頂板為基巖,完整穩(wěn)定。兩幫為煤是,采用矩形錨網(wǎng)噴支護(hù);巷道全部位于巖層中,圍巖較完整穩(wěn)定時(shí),采用拱形封閉錨網(wǎng)支護(hù);當(dāng)巷道托頂施工或圍巖異常破碎,采用錨桿支護(hù)不適應(yīng)時(shí)改為架棚支護(hù)。錨網(wǎng)噴支護(hù)錨桿支護(hù)間排距均為700×800mm。采用直徑Φ20×2500mm金屬快硬水泥錨桿,角度與圍巖成較大角度布置,不小于75°,錨桿托板緊貼巖面,螺母擰緊,鋼筋網(wǎng)緊貼巖面,并壓茬合理連接好。架棚巷道采用礦用11號(hào)工字鋼制作支架,棚距為800mm單棚或1m對(duì)棚,墁頂鋪金屬網(wǎng),并連接好。腰幫背頂腰實(shí),均勻布置,撐棍穿桿齊全。錨網(wǎng)噴支護(hù)過斷層,當(dāng)臥底造成巷道較高時(shí),為確保兩幫安全需打一排或兩排撐幫柱,保證不折幫。架棚巷道臥底時(shí),可采用棚下棚方式或原有架棚支護(hù)不動(dòng),將棚腿固定然后臥底兩幫用砼澆注,確保棚腿不失腳。

      6.過斷層方式的幾個(gè)原則

      根據(jù)頂板狀況:頂板較好時(shí),一般不破壞頂板,以臥底為宜。根據(jù)頂?shù)椎能浻渤潭?,一般底板較軟,綜掘機(jī)以割底矸容易,機(jī)掘以臥底為宜。挑頂臥底坡度與輔助運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸和掘進(jìn)機(jī)使用相適應(yīng)。

      結(jié)語

      掘進(jìn)巷道所見地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,但常見地質(zhì)構(gòu)造類型卻只有那么幾種,總結(jié)過地質(zhì)構(gòu)造的掘進(jìn)對(duì)策,可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)支護(hù),確保掘進(jìn)安全生產(chǎn)。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 王齊泉,閆國虎.煤礦掘進(jìn)巷道過斷層技術(shù)措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,05:104.

      [2] 申家志.巷道掘進(jìn)過斷層方法及技術(shù)措施研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2014,09:129-130.

      [3] 徐蘇翔.煤礦掘進(jìn)巷道過斷層技術(shù)探討[J].能源技術(shù)與管理,2014,06:70-71.

      作者簡介:

      孫慶詩,1971年10月出生,男,2012年6月畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院采礦工程專業(yè),本科學(xué)歷,工程師,現(xiàn)任黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司振興煤礦設(shè)計(jì)工程師。

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