煤矿掘进作业中小地质构造的影响分析

煤矿掘进作业中小地质构造的影响分析

石汝银

新疆焦煤集团1890煤矿新疆乌鲁木齐830025

摘要：在煤矿掘进作业过程中，经常遇到小地质构造，如果不引起足够的重视，会导致掘进安全事故，影响井下开采作业的人身安全。基于此本文就对煤矿掘进作业中小地质构造的影响的相关内容进行分析，并提出煤矿小地质构造表现以及防治方法，希望能够为煤矿安全开采提供一定的参考和借鉴。

关键词：煤矿掘进；小地质构造；影响；防治措施

煤矿掘进过程中，经常会遇到小地质构造，如果不引起足够的重视，容易导致垮落安全事故或者是顶板坍塌安全事故的发生，对井下作业人员生命安全带来严重的威胁。在煤矿掘进过程中，煤矿企业要针对掘进巷道的具体地质情况，分析煤矿掘进过程中存在的各种不安全因素，掌握小地质构造对于煤矿掘进作业的影响情况，制定严格的作业规程，采取有效的措施，才能确保煤矿掘进作业安全。

1煤矿掘进中主要的小地质构造类型

1.1复合顶板构造

煤层顶板包含有伪顶、直接顶和老顶3种不同的结构。在煤层的顶板中，常有薄煤线存在，尤其是在伪顶和直接顶结构的接合面，薄煤线出现的频率更多。在复合顶板内部进行巷道支护结构施工作业，导致支护结构自身的稳定性受到较大影响。

1.2小皱褶构造

在现目前的煤矿背斜结构中，时常出现小皱褶。小皱褶一般情况下不具有规则的特征，分布非常分散。遇到皱褶时，极易导致巷道发生塑性形变，严重时还会导致冒顶问题的发生，极大威胁到矿井作业人员的生命安全。

1.3小断层构造

在煤矿掘进施工时，常会出现小断层构造。小断层出现的标志主要有：（1）煤层顶底板岩层发生一定的位移；（2）顶底板岩层发生显著变化；（3）煤层厚度变化，不断向尖灭趋势发展，直至煤层消失。在煤矿掘进施工过程中，常出现落差在4.5m之内的小断层，其中很多小断层为逆断层，有的逆断层倾角相对较大，给掘进过程中巷道支护带来较大的困难。该断层在掘进施工的扰动作用下，极易导致巷道支护结构失稳。另外煤矿井下岩层承受的载荷相对较大，应力集中，就会导致岩层出现局部破裂现象。

2煤矿掘进作业中主要掘进方式

2.1机掘施工的主要方式

在煤矿机掘施工前应按照上顺槽和下顺槽的顺序进行截割，由胶带输送机运输到地面，主要经过开机准备、掘进截割、装载出矸和锚杆支护等循环，掘进机截割时为了减少掘进机的承载力，首先切割岩壁的下部断面，根据迎头断面岩性情况，采用左右或上下截割的方式。炮掘在施工前需要经过钻眼准备：检查瓦斯、装药连线、爆破后瓦斯检查、洒水灭尘、临时支护、锚杆支护的顺序进行，钻眼前要详细检查工作面10m以内的支护情况，发现隐患及时处理，必须根据爆破图表进行钻眼，放炮前所有人员必须全部撤至警戒范围以外，警戒位置现场必须醒目标注，派专人担任警戒工作，警戒安设不好，严禁放炮。放完炮确认无问题后，班长通知警戒人，方可撤除警戒。

2.2巷道拨门的施工方法

在拔门施工前，我们不但要做好巷道拨门处支护进行检查工作，还要对其进行加固，巷道拨门施工前有关部门也需要提前定位拨门的位置，还要确定巷道中腰线。施工单位应按照设计方向进行拔门施工，并对巷道前后10m范围内的管道、电缆、胶带做好保护措施，避免损坏。另外还要根据设计要求，安装局部通风机，并提前准备好需要的设备和支护材料。

2.3巷道顶板的支护方式

主要分为锚网喷支护和架棚支护，进入工作面后首先安排专门的工作人员对顶板进行敲帮问顶，并使用长柄工具挑落开裂的浆皮，采用综掘机截割前，掘进机司机需要佩戴防护镜及防尘口罩，防止作业时对人员造成伤害，严禁空顶作业，使用好带帽点柱等临时支护，确认安全后方可进行锚网作业。架棚巷道顶板在施工前需要准备充足的支护材料和工具，采用长柄工具敲帮问顶，爆破架棚掘进时爆破后要及时进行前探支护，若巷道无法使用前探支护，可采用带帽点柱作为临时支护，点柱要打在实底上并穿鞋，架棚支护要接到实顶，严禁“三空”。

3小地质构造对煤矿掘进施工的影响

3.1瓦斯积聚和水涌影响

煤矿在掘进过程中，经过小地质构造时，顶板会产生一定的台阶形状，而工作面回风在经过这一位置时，便会在阶梯结构角落位置处出现一定的气旋现象，导致瓦斯气体不易于被顺利排出，造成瓦斯积聚。经过对煤矿瓦斯积聚现象的分析，发现瓦斯积聚的压力梯度和煤壁的距离存在正相关的联系。另外，小地质结构，对矿井含水层结构也形成了破坏，使得水涌问题时有发生。针对这一问题，要求技术人员全面勘察掘进区域地质环境，通过分析勘察数据，指导煤矿掘进工作，确保井下作业人员能够全面了解施工情况，以提升矿井掘进的安全性。

3.2局部冒顶影响

因矿井开采区域的地质结构属于小地质结构，在回采作业过程中，由于受到了围岩压力的影响，加之外界载荷的作用，导致矿井顶板以及开采煤层受到较为严重的破坏，掘进过程中，巷道变形问题较为严重，存在严重的局部破坏。这些安全隐患既威胁着煤矿掘进设备的安全，又威胁到井下作业人员的人身安全，严重影响到煤矿掘进作业的安全性。

3.3钻机作业速率影响

作业人员用钻机施工顶板锚杆、锚索钻孔过程中，遇到小地质构造时，钻机作业速率有时会发生突然提升的情况，钻进速度突然加快，钻机工作效率要较正常情况下高出很多。分析这一现象，认为是由于巷道顶板中存在隐蔽的小地质结构，这些隐蔽的小地质构造的危险程度，要较显露的小地质结构更加严重。因此，要求施工人员若是发现隐蔽的小地质构造存在，必须制定合理、适宜的方案，有效解决小地质构造引起的巷道支护问题。

3煤矿小地质构造表现以及防治方法

3.1隐蔽性小地质构造以及防治方法

若巷道顶板中存在隐蔽的小地质结构，在锚索、锚杆施工过程中，钻机的钻进速率会发生很大变化，当施工完成后，顶板经常会发生淋水，降低锚索锚杆的支护应力。由于锚杆、锚索支护的隐蔽性，仅从表面很难准确判断支护的有效性，一旦围岩破坏失稳，一般没有明显预兆，不易被人们及时察觉，围岩失稳破坏往往具有突然性。为了更加有效地对隐藏性小地质构造加以防治，应编制相应的反馈制度，要在煤矿掘进过程中出现上述问题时，作业人员应当及时进行记录，并立即汇报至有关部门。在完成锚索以及锚杆施工以后，应当及时进行支护，安装离层仪等设备，对顶板的移动情况进行全面检测，并在掘进区域采取一定的补强加固措施。

3.2掘进工作面局部冒顶以及防治方法

小地质构造造成的掘进工作面局部冒顶，通常会有着非常显著的征兆：掘进面顶板形成非常多的裂缝，并持续扩张，在裂缝中有活矸存在，顶板有掉矸以及掉渣现象，有时会坠落体积较大的矸石，要有效防止上述各种问题的发生，要求作业人进行施工作业时要减小截割深度，截深应当不超出0.45m掘进作业以后，应当尽快移架，及时做好迎头"巷帮支护工作，要确保掘进施工和支护施工同时进行，采用的支护形式应当具备超前柱顶梁结构，有效缩短控顶距离。支护中要严控支护材料以及设备的质量，并对矿井压力进行实时监测，巷道内每隔45m安装顶板离层监测设备，安排专门人员对数据进行监测与记录。

结束语：

要想实现煤矿掘进作业的高效进行，就必须要加大上级管理层对于施工人员的管理和监控力度，开展相关的知识和技能的培训活动，提升施工人员的综合素质，加大设备的资金投入，采用先进的掘进技术，提高掘进工作的效率，做好安全防护工作，营造一个较为安全的工作环境。

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