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[摘 要]近年来，我国的煤炭开采量逐年增加，煤矿资源的不可再生性使得现阶段的煤矿开采主要是向纵深方向发展。断层是矿井巷道掘进过程中经常会遇到的情况，这对掘进工作的顺利进行产生了非常大的影响。为此，笔者结合多年工作经验，对煤矿掘进迎头过断层锚网支护技术展开论述，旨在推动煤矿开采作业的高效、安全进行。
[关键词]煤矿掘进；迎头过断层；锚网支护技术
中图分类号：S845.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0311-01
引言
煤矿开采业的不断发展带动了煤矿开采技术的不断进步，但是现阶段我国的煤矿开采过断层技术仍然较为落后，开采过程中遇到的一些技术性问题无法解决，从而加大了安全事故的发生几率。目前，我国对于过断层方面多是采用架棚支护的方法，在煤矿掘进迎头过断层开采中采用锚网支护技术具有非常大的优势，可以有效提高煤矿开采系统的安全系数。
1 煤矿井下断层的形成机理
断层的出现通常都是由最初的岩石裂隙产生的破裂面相互滑动产生的。当矿井内的围岩自身强度远远低于其受力时，岩体就会发生破裂，最开始这种破裂只是会形成细微的裂隙，但是隨着时间的推移，这些裂隙就会慢慢扩大，相互联合之后形成破裂面，破裂面相互作用之后就会形成断层。一般而言，断层主要分为正断层和逆断层两种。这两种断层的定义主要是以其出现的位置而定的。正断层是指断层上盘相对下盘沿着断层面向上滑动的断层。这种断层破碎程度一般不太强烈，常出现在45°以上的位置处，并以60°～70°最为常见，其形成的速度较慢，断层带的发育相对较窄；逆断层，是指上盘上升下盘下降的断层。这种断层常出现在45°以下，最为常见的是30°左右的位置处，其破碎过程常伴随着强烈的挤压，且其断层带的发育相对较宽。
2 煤矿掘进迎头过断层技术研究
2.1 断层判断方法
断层的判断方法主要有以下几种：1）应用煤岩层对比法寻找断层，并对断层的产状加以分析、判定；2）对断层的位置以及产状应用标志层法加以判断；3）对比巷道前方标高与迎头标高和周围标高，利用对比结果对断层的位置以及产状加以判断；4）借助钻探工具，对巷道的地板以及顶板进行钻探，从而确定断层的位置以及产状。
2.2 巷道过断层主要施工方法
2.2.1 平巷过断层
一般情况下，水平巷道施工遇到断层时会采用巷道拐弯法寻找断失的煤层。比如，当水平巷道掘进到某一点时，遇到断层，煤层丢失，经判断其是一条倾向断层。如果所在位置的岩石压力不是很大，而且没有瓦斯和水等危险因素影响时，可以直接沿断层掘进直到发现另一煤层，如下图1所示。但是如果所在位置的的岩石破碎压力大，而且又存在水以及瓦斯的威胁时，上述施工方法则不能采用，这时可以从巷道穿过断层进入到另一盘岩层，在大概10～15m的距离处，沿平行断层的方向向石门掘进，直到发现另一煤层。如下图2所示。
2.2.2 倾斜巷道过断层
当在上山或者下山中的倾斜巷道施工时遇到断层，通常情况下都是采用改变巷道坡度的方法进行断失煤层的寻找。具体可参照以下两种方法。1）断层落差比煤层厚度小时，可采用挑顶、卧底相结合的方法寻找另一盘煤层，如下图3所示；2）断层落差较大时，可利用短石门进入到另一盘煤层，如下图4所示。采用这种方法可以尽可能的减少巷道的掘进，并有效防止丢煤。
2.2.3 过大断层的方法
如果在掘进的过程中遇到的断层较大，且断层附近的岩石松软而且破碎严重时，传统的方法和支护措施已经不能适用了。在这种情况下可以考虑采用注浆的方法对周围松软的岩石进行加固。具体操作为，当掘进至断层面10m左右的位置时掘进停止，并在此处安装混凝土止浆垫，然后利用喷浆在迎头断层10m左右的范围内对断层进行封闭。
2.3 过断层支护
过断层支护是保证掘进过程安全进行的重要前提，其支护方式可分为以下几种：1）矩形锚网喷支护，这种方法主要应用于井下巷道内的顶板为基岩的情况，如果顶板的基岩完整稳定，并且其两帮是煤层时，可采用这种方法；2）拱形封闭锚网支护。这种方法主要应用于井下巷道全部在岩层中的情况，如果其周围岩石很稳定，可应用此项方法；3）架棚支护。如果巷道周围发生异常破碎，并且需要对顶托煤层进行施工时可应用这种方法；4）采用锚网喷支护过断层时，如果是由于卧底造成巷道过高时，应施工1～2排撑帮柱，以确保两帮安全稳定，避免折帮；5）当架棚巷道卧底时，可以采取棚下棚的方式进行支护，或是在原有的架棚支护不动的基础上，对棚腿进行固定，在卧底两帮用混凝土进行浇筑，保证棚腿的稳定性。
3 过断层的安全措施
为切实保证掘进过程中的施工安全，采取一定的过断层安全措施是非常有必要的。第一，要切实落实好地质调查工作，在充分了解施工所在地地质资料的情况下，确定具体的施工方案和安全措施；第二，落实敲帮问顶制度，以便于及时除去悬矸处危岩，并且要利用好前探梁等临时支护并接实顶；第三，尽可能的减少空顶距离，缩短周围岩的暴露距离，争取做到一次成巷；第四，当断层带较碎时，一定要控制好装药量，避免对周围的岩石产生过大的震动。另外，要尽可能的缩短循环尺，以加大支护密度。尤其是当在动压巷道遇到断层时，更要强化支护，确保顶帮安全；第六，采用综合掘进施工时，如果煤层底板较软，可采用卧底施工法。如果岩石较硬，应采取先放松动炮再用综掘机割的方法；第七，施工中严格执行相关操作规程和安全制度，随时注意围岩稳定状况的变化，发现异常要及时处理；第八，当煤层在上方，顶煤较破碎时，可采取打超前锚杆方法作为临时支护，防止顶煤冒落。
结束语
总而言之，煤矿掘进迎头过断层锚网支护技术对于煤矿开采工作的安全进行具有极大的促进作用，并且还可以有效提升煤矿开采效率。另外，在进行井下掘进的过程中，利用锚网索支护技术可以对顶板进行有效控制，提高煤矿的开采量，提升煤矿企业的经济效益，有效保障煤矿开采的高效及安全。
参考文献
[1] 张宝春.煤矿掘进迎头过断层锚网支护技术的应用[J].河南科技，2017，（11）：102-103.
[2] 成云山.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016，29（01）：8-10.
[3] 李海朋，刘传玉，刘波.百善煤矿沿空掘进巷道锚网支护技术改进及应用[J].科技创新与应用，2016，（26）：111.
[关键词]煤矿掘进；迎头过断层；锚网支护技术
中图分类号：S845.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0311-01
引言
煤矿开采业的不断发展带动了煤矿开采技术的不断进步，但是现阶段我国的煤矿开采过断层技术仍然较为落后，开采过程中遇到的一些技术性问题无法解决，从而加大了安全事故的发生几率。目前，我国对于过断层方面多是采用架棚支护的方法，在煤矿掘进迎头过断层开采中采用锚网支护技术具有非常大的优势，可以有效提高煤矿开采系统的安全系数。
1 煤矿井下断层的形成机理
断层的出现通常都是由最初的岩石裂隙产生的破裂面相互滑动产生的。当矿井内的围岩自身强度远远低于其受力时，岩体就会发生破裂，最开始这种破裂只是会形成细微的裂隙，但是隨着时间的推移，这些裂隙就会慢慢扩大，相互联合之后形成破裂面，破裂面相互作用之后就会形成断层。一般而言，断层主要分为正断层和逆断层两种。这两种断层的定义主要是以其出现的位置而定的。正断层是指断层上盘相对下盘沿着断层面向上滑动的断层。这种断层破碎程度一般不太强烈，常出现在45°以上的位置处，并以60°～70°最为常见，其形成的速度较慢，断层带的发育相对较窄；逆断层，是指上盘上升下盘下降的断层。这种断层常出现在45°以下，最为常见的是30°左右的位置处，其破碎过程常伴随着强烈的挤压，且其断层带的发育相对较宽。
2 煤矿掘进迎头过断层技术研究
2.1 断层判断方法
断层的判断方法主要有以下几种：1）应用煤岩层对比法寻找断层，并对断层的产状加以分析、判定；2）对断层的位置以及产状应用标志层法加以判断；3）对比巷道前方标高与迎头标高和周围标高，利用对比结果对断层的位置以及产状加以判断；4）借助钻探工具，对巷道的地板以及顶板进行钻探，从而确定断层的位置以及产状。
2.2 巷道过断层主要施工方法
2.2.1 平巷过断层
一般情况下，水平巷道施工遇到断层时会采用巷道拐弯法寻找断失的煤层。比如，当水平巷道掘进到某一点时，遇到断层，煤层丢失，经判断其是一条倾向断层。如果所在位置的岩石压力不是很大，而且没有瓦斯和水等危险因素影响时，可以直接沿断层掘进直到发现另一煤层，如下图1所示。但是如果所在位置的的岩石破碎压力大，而且又存在水以及瓦斯的威胁时，上述施工方法则不能采用，这时可以从巷道穿过断层进入到另一盘岩层，在大概10～15m的距离处，沿平行断层的方向向石门掘进，直到发现另一煤层。如下图2所示。
2.2.2 倾斜巷道过断层
当在上山或者下山中的倾斜巷道施工时遇到断层，通常情况下都是采用改变巷道坡度的方法进行断失煤层的寻找。具体可参照以下两种方法。1）断层落差比煤层厚度小时，可采用挑顶、卧底相结合的方法寻找另一盘煤层，如下图3所示；2）断层落差较大时，可利用短石门进入到另一盘煤层，如下图4所示。采用这种方法可以尽可能的减少巷道的掘进，并有效防止丢煤。
2.2.3 过大断层的方法
如果在掘进的过程中遇到的断层较大，且断层附近的岩石松软而且破碎严重时，传统的方法和支护措施已经不能适用了。在这种情况下可以考虑采用注浆的方法对周围松软的岩石进行加固。具体操作为，当掘进至断层面10m左右的位置时掘进停止，并在此处安装混凝土止浆垫，然后利用喷浆在迎头断层10m左右的范围内对断层进行封闭。
2.3 过断层支护
过断层支护是保证掘进过程安全进行的重要前提，其支护方式可分为以下几种：1）矩形锚网喷支护，这种方法主要应用于井下巷道内的顶板为基岩的情况，如果顶板的基岩完整稳定，并且其两帮是煤层时，可采用这种方法；2）拱形封闭锚网支护。这种方法主要应用于井下巷道全部在岩层中的情况，如果其周围岩石很稳定，可应用此项方法；3）架棚支护。如果巷道周围发生异常破碎，并且需要对顶托煤层进行施工时可应用这种方法；4）采用锚网喷支护过断层时，如果是由于卧底造成巷道过高时，应施工1～2排撑帮柱，以确保两帮安全稳定，避免折帮；5）当架棚巷道卧底时，可以采取棚下棚的方式进行支护，或是在原有的架棚支护不动的基础上，对棚腿进行固定，在卧底两帮用混凝土进行浇筑，保证棚腿的稳定性。
3 过断层的安全措施
为切实保证掘进过程中的施工安全，采取一定的过断层安全措施是非常有必要的。第一，要切实落实好地质调查工作，在充分了解施工所在地地质资料的情况下，确定具体的施工方案和安全措施；第二，落实敲帮问顶制度，以便于及时除去悬矸处危岩，并且要利用好前探梁等临时支护并接实顶；第三，尽可能的减少空顶距离，缩短周围岩的暴露距离，争取做到一次成巷；第四，当断层带较碎时，一定要控制好装药量，避免对周围的岩石产生过大的震动。另外，要尽可能的缩短循环尺，以加大支护密度。尤其是当在动压巷道遇到断层时，更要强化支护，确保顶帮安全；第六，采用综合掘进施工时，如果煤层底板较软，可采用卧底施工法。如果岩石较硬，应采取先放松动炮再用综掘机割的方法；第七，施工中严格执行相关操作规程和安全制度，随时注意围岩稳定状况的变化，发现异常要及时处理；第八，当煤层在上方，顶煤较破碎时，可采取打超前锚杆方法作为临时支护，防止顶煤冒落。
结束语
总而言之，煤矿掘进迎头过断层锚网支护技术对于煤矿开采工作的安全进行具有极大的促进作用，并且还可以有效提升煤矿开采效率。另外，在进行井下掘进的过程中，利用锚网索支护技术可以对顶板进行有效控制，提高煤矿的开采量，提升煤矿企业的经济效益，有效保障煤矿开采的高效及安全。
参考文献
[1] 张宝春.煤矿掘进迎头过断层锚网支护技术的应用[J].河南科技，2017，（11）：102-103.
[2] 成云山.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016，29（01）：8-10.
[3] 李海朋，刘传玉，刘波.百善煤矿沿空掘进巷道锚网支护技术改进及应用[J].科技创新与应用，2016，（26）：111.