探討煤礦在設(shè)計與生產(chǎn)中對斷層的處理方法

[摘 要]在巷道設(shè)計與生產(chǎn)中，斷層處理是一個關(guān)鍵性的技術(shù)。在進行斷層處理的過程中，方法是多樣的，在確定地質(zhì)整體情況的基礎(chǔ)上確定采用何種方法是當(dāng)前比較集中的一種手段。為了最大限度地減少斷層對煤礦生產(chǎn)的不利影響，必須深刻理解設(shè)計與生產(chǎn)的意圖，對各種不同規(guī)模和性質(zhì)的斷層作出正確處理。文章介紹了幾種在開拓設(shè)計與生產(chǎn)中對斷層的處理方法。

[關(guān)鍵詞]開拓設(shè)計 斷層 掘進 處理方法

中圖分類號：TD163 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）19-0374-01

1.前言

對斷層處理的基本要求是既要以最短的距離找到斷失煤層，又要滿足煤礦生產(chǎn)的需要；并且把生產(chǎn)需要放到首位，做到創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，盡量減少煤炭資源丟失，降低巷道的掘進率，避免影響正常生產(chǎn)。下面就開拓設(shè)計、巷道掘進和工作面回采3個階段介紹斷層的處理方法。

2.開拓設(shè)計中對斷層的處理

開拓設(shè)計在考慮井田和采區(qū)邊界、井筒位置、開采水平、開拓巷道部署和工作面劃分時都必須解決好斷層問題。

（1）根據(jù)大型斷層劃分井田。大型斷層一般指落差在50m以上的斷層，在劃分井田時要以大型斷層作為采區(qū)邊界，否則會增加大量的巖石巷道，而且給掘進、運輸、通風(fēng)、排水和巷道維護帶來困難。

（2）大、中型斷層作為采區(qū)邊界。大、中型斷層一般指落差在20-50m的斷層，劃分時常以落差大于20m的大、中型傾向斷層或斜交斷層作為采區(qū)邊界；當(dāng)落差小于20m時，則以石門跨越斷層的方案來布置采區(qū)。

（3）根據(jù)斷層選擇井筒位置。井筒避不開斷層時，立井的井筒一般布置在傾角較大的斷層下盤，距斷距30-50m以外的位置；對于傾角較小的斷層，只能在井筒施工時采取有效的保護措施，選擇可采煤層較少的地段穿過斷層，而且井底車場的位置要盡量避開斷層帶。對于斜井的井筒位置，也要以同樣的原則處理，既要避開斷層帶又要盡量布置在堅硬巖層中。

（4）根據(jù)斷層確定運輸大巷。運輸大巷是礦井生產(chǎn)中長期使用和維護的巷道，要求布置在容易維護的較堅硬巖層中，要盡量減少改變方向。在受斷層錯動的地段必須慎重考慮好巷道的改向問題。

（5）根據(jù)斷層確定井田的開拓方式。選擇井田的開拓方式時，如果緩傾斜煤層遭受斷層破壞，且煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化，就應(yīng)采用立井結(jié)合主要石門的開拓方式；如果煤層傾角較大，為避免采用下山開拓方式，應(yīng)采用立井開拓。只有在以斷層作為井田邊界，而用主要石門不能貫通所有煤層時，才可采用下山開拓。

（6）根據(jù)斷層確定開采水平和輔助水平。當(dāng)井田內(nèi)存在大、中型走向斷層時，若被斷層切割的煤層傾斜長度大于3個區(qū)段，煤炭儲量又能滿足一個水平服務(wù)年限的要求，可以以走向斷層作為開采水平界限。

（7）與采區(qū)設(shè)計有關(guān)的斷層處理。在進行采區(qū)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)井田內(nèi)所掌握的落差大于煤層厚度的斷層資料，對采區(qū)內(nèi)的巷道系統(tǒng)按采區(qū)石門或采區(qū)上、下山進行設(shè)計；對回采工作面無法跨越或通過的斷層，將采區(qū)劃成若干個工作面進行回采。

3.巷道掘進過程中對斷層的處理

在巷道掘進過程中，常常會遇到過去沒有預(yù)想到或沒有發(fā)現(xiàn)的落差較小的斷層。處理這些斷層時，首先要查明斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)和落差，再與掘進巷道的目的、用途緊密結(jié)合起來，根據(jù)不同的地質(zhì)條件和生產(chǎn)上的要求，分別采用不同的方法。

遇見落差大于煤層厚度或大于掘進斷面高度的斷層時，就有一個尋找斷失翼煤層的問題，主要是確定斷失翼方向和斷失翼距離。最常采用的方法有巖層層位對比法、小斷層規(guī)律類推法、作圖分析法、構(gòu)造分析法和生產(chǎn)勘探法。

3.1 水平巷道遇斷層的處理

除石門外，平巷掘進所遇到的斷層一般都是傾向斷層和斜交斷層。沿煤層走向掘進的水平巷道遇斷層后，可根據(jù)煤層被斷失的位置，采取斜穿煤層頂、底板和沿斷層面掘進兩種方式通過。

（1）斜穿煤層頂板或底板過斷層。為了不改變巷道坡度，采取改變巷道方向來通過斷層。采用斜穿煤層頂、底板的關(guān)鍵是必須掌握斷層的落差，正確推斷斷失煤層的位置。

（2）沿斷層面掘進。斷層平巷掘進中遇斜交斷層或傾向斷層后，視斷層面及其附近的巖石壓力大小、瓦斯和地下水等的威脅情況，再決定是改變巷道方向沿斷層面掘進還是距斷層面一定距離平行斷層走向掘進。

3.2 傾斜巷道遇斷層的處理

上山或下山等傾斜巷道掘進遇走向斷層或斜交斷層后，可根據(jù)生產(chǎn)上的要求采取改變巷道坡度的形式通過斷層。

（1）當(dāng)斷層落差較小（小于煤厚）時，根據(jù)被斷失煤層是上盤還是下盤分別采用挑頂、臥底，或挑頂與臥底相結(jié)合的方式通過斷層。

（2）當(dāng)斷層落差大于煤厚時，為了防止丟失煤層和減少巖巷掘進，采用石門、立眼或加大巷道坡度等方式進入斷層的另一盤煤層。

4.煤層回采階段對斷層的處理

4.1 走向斷層的處理

當(dāng)斷層落差小于煤厚時通常采用挑頂、臥底，或挑頂與臥底相結(jié)合的方式通過斷層。當(dāng)斷層面傾向與煤層傾向相反時可采用臥底方式通過。當(dāng)斷層面傾向與煤層傾向一致時，對斷層造成的臺階可采用挑頂方式通過；為安全起見大多數(shù)是采用臥底方式通過。當(dāng)斷層落差大于煤厚或采高且走向斷層延長較遠時，以斷層為界在斷層兩側(cè)留適當(dāng)寬的煤柱，將1個工作面分為2個工作面回采。在這種情況下，為了使上、下2工作面不致由于放頂所引起的沖擊地壓而互相影響應(yīng)保持一定的錯距，一般是上部工作面超前下部工作面15-30m。

4.2 傾向斷層的處理

落差小于煤厚時采用挑頂或臥底強行通過；落差大于煤厚或采高的傾向斷層，則重新開掘過壓眼，即工作面推進到斷層停止回采再從另一盤開切割眼重新回采。

4.3 斜交斷層的處理

在一般情況下與上述相同，但當(dāng)斷層落差變化在工作面內(nèi)出現(xiàn)斷層尖滅跡象時，可采用先合采再分采相結(jié)合的方案。

結(jié)束語

綜上所述，對各種條件下斷層的處理都有一定的適用條件及局限性，在實際生產(chǎn)工作中應(yīng)強調(diào)各種方法的綜合運用，以便相互補充及驗證，在設(shè)計與生產(chǎn)中對斷層做出準(zhǔn)確的判斷和處理。在今后的工作中，為了煤礦開采更加安全，更加有效，就要對斷層處理方法加以重視。

作者簡介

劉建勛，1987出生，男，助理工程師，2010年畢業(yè)于鶴崗礦務(wù)局職工大學(xué)地質(zhì)測量專業(yè)?，F(xiàn)工作于龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司峻德煤礦三開拓區(qū)，主要從事開拓區(qū)地質(zhì)技術(shù)工作。