浅议对煤炭断层的认识及处理方法.doc

1、浅议对煤炭断层的认识及处理方法摘 要随着经济社会的不断发展，资源紧缺的问题日益显现。攻克断层面成为保证开采人员安全的同时又能提高开采效率和利用率急需攻破的难题。本文对断层处理的方法进行了总结，以为提高断层处理的效率提供参考。 关键词断层面；煤矿开采 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0249-01 一、断层形成原理与煤矿掘进过断层的关系 在煤矿掘进的过程中，当矿井围岩受力超过其强度后，岩体开始破裂，破裂之初出现微裂隙，裂隙逐步发展、相互联合，便形成一条破裂面，这时破裂面两盘相互的滑动便形成了断层面，其中又分为正断层、逆断层和平移断层。正断层是

2、指上盘推动下盘向上移动，同时下盘也助力上盘向下移动，两者分离边界压力而产生了断层；逆断层中由于二者相互挤压，致使上盘向上而下盘向下，背离开来形成断层，平移断层是两者相反方向平移造成的断层。 目前，随着煤矿矿井开采深度逐渐增加，煤矿掘进工作面临着越来越复杂的地质条件，掘进过断层成为了掘进工作者必不可缺的一项任务。只有充分认识断层形成原理和掌握掘进过断层的方法、具备高素质的安全意识才能够平稳长久的做好煤矿掘进工作。 二、断层预测技术 在进行掘进的时候，另一盘煤岩层的变化时常都会由前方隐伏引发，例如当断层具有较大落差时，断层另一盘煤层就不能被直接看到，所以，进行断层性质以及断距的判断以便于断失翼煤层

3、的寻找，这也成为了一些掘进方的关键所在。在实际的掘进工作中，可以采取的方法具体分别为以下几种： （1）煤岩层层位比较法：该方法需要根据矿井标志层和煤层及其顶底板的特征，对比分析出巷道已经揭露断层的两盘煤岩层，从而判断出断层性质以及其断距，并根据其判断结果进行断失翼煤层的寻找。 （2）断层面构造特征法：在形成断层的过程中，牵引褶曲、羽状的断裂、平行的小断层、断层擦痕以及断层砾岩往往都会出现在断层面及其附近两侧，因此可以利用这些所产生的构造特征判断出断层性质的，同时也能推断出断失煤层方向。 （3）规律类推法：可以通过查看当前矿区目前已有的丰富地质资料，从而帮助推断新揭露断层性质，进而帮助断失翼煤层

4、的寻找。 （4）作图分析法：就是在剖面和水平切面或者是煤层底板等高线图上填绘出新揭露的断层，并将其和同一煤层的邻近巷道已掌握的断层资料相互联系和对比，也可以和邻近煤层的同一水平巷道相联系和对比。当已揭露并证实的断层产状与之对比的断层产状大概一致，同时在高线图上有能得到连接，那么就可以大致判断出该新断层或许是之前就早已查明的断层的延伸，这就是利用已有的相关资料进行新揭露断层性质以及大致落差的确定。 （5）生产勘探法：定期分析出当前所有机掘巷道的地质条件，根据对比钻探和物探以及层位，或者邻近巷道断层赋存等方式，进行准确预测出下个月掘进施工中可能会遇见的地质结构的，并通报出其断层落差和产状、走向以及

5、其岩性等相关信息，然后根据其预测做好机掘巷道的超前预防工作。 在实际生产的时候，通常都会使用到上述的几种方法进行综合性的分析和判断，这样才能相互补充，得出更加精准的信息，并加以验证，防止因为不恰当的判断处理断层，进而引发出现安全问题和无效进尺现象，从而促进煤矿的快速掘进。 三、巷道过断层施工技术 （1）平巷过断层。在对井下水平巷道进行掘进的过程中若是遇到断层，可采取巷道转弯法来寻找断失煤层。具体方法如下：在水平巷道掘进到某一点时，突然发现煤层丢失，经过判定以后确认该断层为一条倾向断层。如果是在断层带岩石的压力较小，且没有瓦斯及水等威胁的前提下，那么可以沿着断层进行掘进，直至进入另外一盘煤层即可

6、；如果是在断层带周围岩石破碎情况严重压力较大且存在瓦斯和水等威胁的前提下，那么就不能紧贴断层对巷道进行掘进施工，应当由巷道穿过断层并进入到另一盘岩层以后，拉开 10m15m 的距离，然后再平行断层走向上通过挖掘石门寻找另一盘煤层。 （2）倾斜巷道过断层。在巷道掘进的过程中，当上山或是下山时遭遇断层，可采取改变巷道坡度法来寻找断失煤层。在过落差小于煤层厚度的断层时，如果断层落差较小，可采取挑顶和卧底相结合的办法寻找另一盘的煤层；如果断层的落差较大，为减少巷道挖掘并避免丢煤，则可以采用短石门进入到另一盘煤层当中。 （3）过大断层的方法。当掘进过程中遇到较大的断层时，如果断层附近的岩石呈现出松软破碎

7、的状况，若是仍然采用常规的方法和支护措施是很难顺利通过该断层的，为了能够顺利通过，可采用注浆法对断层周围的岩石进行加固。具体方法为：在掘进至断层面 10m 左右的位置时停止掘进，并安装混凝土止浆垫，随后对迎头断层 10m 左右的范围内进行喷浆封闭即可。 四、过断层支护 过断层支护是确保安全掘进的重要环节之一，在实际施工过程中，可采取以下几种支护方式：其一，当井下巷道内的顶板为基岩且完整稳定，而两帮为煤层时，可以采用矩形锚网喷支护；其二，当井下巷道全部位于岩层中，并且围岩比较稳定，可采取拱形封闭锚网的方式进行支护；其三，在巷道围岩发生异常破碎或是对顶托煤层进行施工时，应采用架棚支护；其四，对于架

8、棚巷道可采用煤矿专用的 11#工字钢制作成支架，棚间距可为 1m 的对棚或 0.8m 的单棚，在墁顶位置处铺设金属网，并进行可靠连接；其五，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 12 排撑帮柱，这样有利于确保两帮安全稳定，避免折帮的情况发生；其六，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，在卧底两帮然后用混凝土进行浇筑，以此来确保棚腿稳定。 五、注意事项 在掘进过断层破碎带时应当注意以下几点：其一，应遵循敲帮问顶的原则，并及时凿除悬矸位置处的危岩，同时应采用前探梁等临时支护技术；其二，应当尽可能减少空顶距离，并缩短

9、围岩暴露在环境中的时间，最好是一次成巷；其三，应加大支护的强度和密度，如有必要可采用复合支护的形式进行支护；其四，若是断层带较为破碎，在爆破时应当控制好药量，这样能够降低对围岩结构的震动和破坏；其五，当煤层位于断层上方且顶煤较为破碎时，应当采用超前锚杆支护的方法避免顶煤层发生冒落；其六，应对构造变化带的地质详情进行仔细调查，并以此为依据制定相应的安全措施和施工方法；其七，应合理使用防倒棚装置，避免倒棚冒顶引发安全事故。 六、结语 巷道掘进中的断层识别不仅是获取可靠地质资料的基础，也是矿井安全生产的基础工作。由于地质条件的复杂多样性，运用单一方法往往很难判断断层的特性。 首先巷道中出现煤岩层层序

10、重复，煤岩层缺失等现象；巷道中发现煤岩层错位，煤岩层产状发生激烈变化；巷道内发现煤岩层的特征（如：厚度、光泽、硬度、煤岩成分）发生变化。出现这些现象，通常预示着有断层出现。 其次识别断层通常有直接法和间接法。直接法包括煤岩层对比、伴生派生构造判断、标志层对比、煤层特征对比、煤岩层组合特征对比、古生物化石层对比、生产勘探等方法，间接法包括规律类推、作图分析、反射波、专家系统等方法.为准确识别断层，在生产实践中常采用前述几种方法综合进行分析判断，以便互相补充验证。 再次综合考虑断层和巷道掘进方向、断层的性质、落差大小、巷道的用途、运输方式等内容，采用改变巷道的掘进方向、掘进坡度处理断层，同时，巷道过断层还需要根据现场实际情况，加强巷道的支护。 参考文献 1 王连臣.浅析煤矿井下采煤工作面过断层技术J.世界家苑，2013（3）：368. 2 陈长春，周腾飞.浅议煤巷据进工作面过断层技术及安全措施J.中国科技博览，2011（29）. 3 侯守道.煤矿掘进工作面小断层识别及处理J.煤矿开采，2007，12（2）：19-20-38. 4 何东印.掘进工作面遇小断层的判断和处理方法田J.中州煤，2006.141（3）：45-46.