综掘工作面过断层强化支护技术研究

综掘工作面过断层强化支护技术研究

白绪本

昌吉州能源安全监测中心 新疆昌吉 831100

摘要：在进行巷道挖掘的过程中，施工人员会不可避免的遇到断层这种地质情况，不仅增加了挖掘工作的难度，也大大提升了工作过程中的危险系数，为施工人员的生命财产安全带来严重的威胁。针对这种情况，则需要在巷道掘进的过程中对断层进行支护，然而常规的支护技术难以取得比较好的效果，所以必须强化支护的技术手段对巷道进行安全防护。基于此，本文对综掘工作面过断层强化支护技术进行了研究。

关键词：综掘工作面；断层；强化支护技术

引言

断层现象是一种比较常见的地质构造问题，由于断层周围的破碎程度较大、强度较低，煤炭极容易出现破碎或变形的等情况，和常规岩层的性质具有极为显著的差异。这种情况下，巷道在掘进的过程遇到断层破碎带的时候，就会对巷道周边岩石层和巷道的顶板产生不同程度的影响。采用常规的支护技术虽然能够起到一定的作用，但是巷道顶板突水、冒落、巷道岩层变形程度剧烈等情况仍然没有得到有效的解决，所以对此，必须强化断层支护技术，保证综掘工作面过断层的安全性。

1综掘工作面过断层的工作难点

（1）由于巷道内部的地质构造较为复杂，在断层处煤层的厚度极容易发生变化，这样就会使煤层出现易碎的情况，对其进行支护的难度非常大，不仅会影响正常的施工进度，更有可能会增加很多安全隐患。与此同时，在巷道内的断层区域也更容易导致裂隙水和瓦斯积聚的情况，这使正常施工面临更大的考验和威胁。不仅如此，断层地带会大大降低锚杆支护体系的稳定性，造成锚杆脱空的情况出现，以上情况都为巷道掘进施工带来较大的难度，并且提升了掘进工作的危险系数。

（2）由于断层现象在巷道内的出现位置不同，根据其与巷道内的空间关系主要分为两种断层情况，其一是顺航断层的情况，其二是垂巷断层的情况。顺航断层的整体走向和巷道是保持一致的关系，由于断层对巷道的影响，巷道内的围岩的破碎机率大幅度上升，导致巷道内部的稳定性大大降低，并且也对巷道的支护受力造成了较为严重的影响。如果巷道内部发生垂巷断层的现象，就极容易导致底板凸起的情况发生，这就会为施工人员进行出煤和破岩等相关工作增加了工作难度，使巷道掘进的工作效率降低。

2综掘工作面过断层强化支护技术探析

2.1支护原理

（1）提升锚杆的承载能力

断层现象主要是因为巷道内围岩出现结构变形或者松动扩容变形的现象导致的。在巷道掘进的过程中，大力的挖掘使围岩的原始应力平衡遭到破坏，这样的情况下就会不可避免的出现围岩结构变形的情况，针对这种情况可采用锚索支护的技术制止和缓解，尽量将变形程度控制在最小的范围之内以避免出现更大范围的围岩结构变形影响围岩的稳定性。松动扩容变形的情况通常出现在巷道围岩比较浅的部位，如果没有采取及时有效的支护手段就会加剧围岩的变形程度，进而使围岩出现破碎甚至垮冒的情况。所以强化断层区域的支护技术是提升巷道围岩稳定性的重要途径，对此必须充分提升锚索支护的承载能力，减小围岩松动扩容变形的发生几率。

（2）提升巷道围岩的承载能力

受到低围压的影响巷道围岩的强度也会发生一定程度的变化，低围压越高，巷道内部岩体的强度就会随之提升，所以为了充分提升围岩的承载能力就需要提升围压，从而增强岩层内部的承载性能，有效缓解断层的现象。通过在巷道内破碎岩体中安装锚杆，能够强化岩体的应力状态从而达到增强围岩承载性能的目的。除此之外，利用锚杆对破碎的岩体进行加固能够提升岩体的抗剪阻滑能力，使断层地带的应力强度降低以避免断层现象出现扩散，提升整个岩体的断裂韧度。

2.2强化支护技术

（1）锚杆强化支护技术

提升锚杆支护的强度、刚度、预拉力以及锚固点以实现强化锚杆支护技术的目的。提升锚杆的预拉力能够有效的降低甚至消除在锚杆范围之内或者之外的顶板离层，从而能够达到提升围岩承载能力的目的。在锚杆具有高预拉力的前提条件下，锚杆和其各个支护配件具有高强度能够达到高阻让压的效果，将围岩的变形程度和变形范围控制在最低限度。刚度较高的护表材料能够保证支护的初始工作载荷、锚杆载荷和增荷。在高锚固点的条件下，能够对锚固承载层的深度和长度进行合理的控制，从而能够达到缓解扩容膨胀变形的情况发生，尽量将断层的现象控制在最小的范围之内。所以，高强度、高刚度、高预拉力以及高锚固点的锚杆强化支护技术是实现对巷道断层支护的有效技术手段。

（2）预应力长锚索支护技术

由于锚索的承载能力较高并且锚固的深度较大，能够实现对巷道的围岩施加较大的预应力，所以能够产生比较好的支护效果，对于正常的巷道进行支护能够取得比较理想的成效，然而针对断层区域则需要强化锚索支护的强度。通过使用锚索配合大托盘的支护技术能够有效的增强支护的效果，将顶板围岩上稳定的区域当做锚固点，然后向其施加径向压力，在高强度锚杆的配合下对顶板围岩的移动方向移动情况进行控制，从而尽量将巷道附近的应力转移到围岩深部的位置，进而提升顶板围岩的稳定性和抗回转剪切能力，能够极大程度的缓解巷道的变形情况，达到强化巷道断层支护效果的目的。

2.3其他支护措施

为了尽量缩小断层现象的区域范围，避免掘进工作中出现过多的安全隐患，需要强化施工过程的监督力度，对巷道内部的围岩受力情况和变形情况进行及时的检测和收集，同时对围岩整体结构的稳定性进行核实，尤其是针对地质构造比较薄弱的位置需要提升监测的频率和强度，并且对记录下来的数据进行深入的分析处理。除此之外，需要对可能出现突水的区域进行有效的防范，制定好相应的应急方案，针对突水情况所需要的应急物资也需要准备齐全，提前挖好排水沟，以方便在出现突水情况的第一时间进行处理。

结语

综上所述，在巷道掘进的过程中遇到断层的现象是在所难免的，这种情况为施工人员的掘进工作带来了较大的难度，并且使掘进工作的危险系数大大提升，对此，强化巷道断层的支护技术是一项必要手段。针对这一问题，可采用“四高”锚杆支护技术和预应力长锚索支护技术对巷道内的围岩进行支护，从而尽量遏制断层现象的蔓延和扩散，提升围岩的强度和稳定性，确保断层支护效果能够有显著的提升。

参考文献

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[2]张险峰.论综掘工作面过断层时的管理工作[J].科技风,2015(06):161.

[3]史稣旭,张海峰.顺槽支护设计和综掘过断层技术[J].煤炭工程,2008(03):27-29.

作者简介：白绪本（1986-1-23） 性别：男 学历：本科 籍贯：新疆奇台 现任昌吉州能源安全监测中心助理工程师，主要从事能源安全监管、信息化监管系统建设等工作。