矿井掘进工作面小断层识别及处理

矿井掘进工作面小断层识别及处理

王勇

中煤第五建设有限公司第三工程处

摘要：由于现代矿山高强度开采，巷道掘进量也随之大量增加。煤巷、半煤岩巷岩巷年掘进量超过15000km。随着安全高效机械化采矿技术在的应用，掘进速度和支护质量的要求也越来越高。近年矿山科技的迅速发展，科研院校、企业等就巷道快速掘进技术进行了研发，将新

工艺、新技术、新装备应用于安全高效的现代化煤矿中。

关键词：矿井掘进；工作面；小断层识别；处理

1引言

近几年来,我国煤矿巷道掘进事业发展迅猛，不仅掘进施工技术水平还是掘进的机械装备等都有了迅猛的发展，掘进机械化水平有了较大的提高。但是,我国煤矿掘进技术水平与世界先进国家相比,仍有较大差距,特别是岩巷掘进技术差距大。以国有重点煤矿为例,每年岩巷掘进进尺煤矿巷道是煤矿井下生产的脉络。据不完全统计,我国煤矿事业发展迅速，每年的掘进量都在突飞猛进的不断增长，据不完全统计不全已经超过了10000km,实现煤矿巷道的快速掘进,保持其畅通和完好,对矿井正常生产和安全生产具有重要意义。

在煤矿生产矿井的井巷开拓工程中,岩巷快速掘进占有很重要的地位,岩巷是构成生产矿井采区或生产水平接替的主要链锁工程项目;在生产矿井井巷开拓工程量中,岩巷占有很大比重,约上巷道开拓总量的20%。近几年,随着开采方法口技术的发展,岩巷在巷道开拓总工程量的比重不断下降,但对于老矿区来说岩巷在巷道开拓总量中仍占15-20%。同时不少矿井随着生产能力的。不断扩大,矿井开拓延伸速度更快,导致采掘关系更为紧张。因此,不断提高岩巷掘进速度,对保证煤矿采掘关系正常发展尽快形成采区或生产水平的生产系统,进一步缓解掘进工艺紧张状况，对促进矿井稳步施工生产十分有帮助。

2矿井快速掘进技术

2.1综掘机快速掘进技术

①综掘机配单体气动锚杆钻机支护

技术特点:该技术是我国目前应用最为广泛，技术比较成熟，适

应一般地质条件的巷道掘进与支护其存在的问题主要是掘进与支护

交替顺序作业，掘进效率低，劳动强度大。

②综掘机配机载式锚杆钻机支护

   技术特点:该技术是在掘进机.上增加两个锚杆钻臂，实现掘进与支护平行作业。虽在一定的程度上降低了劳动强度，但机载钻机支护范围受限，较难单独完成整个工作面的巷道支护任务。

③掘进机配两臂式锚杆钻车支护

技术特点：该技术适应我国一般地质条件下采用锚杆支护的巷道顶板条件;掘进与支护工序交替协调作业;掘进机与两臂锚杆钻机交叉调机，要求巷道宽度必须在5m以上。该技术适应于围岩较破碎巷道支护;掘进与支护工序交替作业;实现顶、帮及时支护。

④综掘机配运锚机

技术特点：实现掘进与支护平行作业;支护工作中增加临时支护工序;应用较为破碎的巷道顶板条件。

⑤综掘机机载式双锚支护

技术特点：在掘进机上加水平滑动钻机;适应不同角度的巷道断面;实现工作面顶、帮及时支护;提高了巷道掘进的施工速度和巷道支护的质量，能够增加施工功效，降低施工人员的工作强度和工作时间。

⑥综掘机配单轨吊液压钻机支护

技术特点：适应破碎顶板，机械化无人支护;顶、帮及时支护;

有效利用巷道空间，自动化程度高;做到掘进工作面支护安全。

⑦综掘机与运锚机掘锚一体化工艺

技术特点：适应顶板破碎的工作面;掘进与支护平行作业;提高工作面掘进效率。

2.2连续采煤机快速掘进技术

连续采煤机快速掘进技术是近年来我国引进发展可用于煤巷快速掘进的一种先进工艺技术，是一种新型的巷道掘进设备，具有巷道掘进速度快、成型好、掘进工艺简单等优点。巷道掘进方式主要以双巷和多巷掘进为主。

双巷及多巷快速掘进与支护：采用双巷或多巷掘进，可以实现巷道边掘进施工的同时进行巷道支护施工，掘进效率高，掘进速度快，月进尺1000m以上。目前主要有两种配套作业线:

作业线1:连续采煤机+锚杆钻车+梭车+给料破碎机+带式输送机;

技术特点:①该作业方法主要应用于中厚煤层施工作业;②要求顶板为一般稳定顶板;③底板要求稳固、平整、无积水;④每间隔60-80米需掘联巷，巷道宽度大于4.5米。

作业线2:连续采煤机+锚杆钻车+连续运输系统+带式输送机;

技术特点:①该作业方法主要应用于中厚煤层施工作业;②适应煤层倾角在12度以下，局部坡度不超过16度;③间隔60-80米需掘联巷，巷道宽度在5.5米以上。

2.3掘锚一体机快速掘进技术

   掘锚护一体机整机优化设计，结构紧凑，锚护作业与截割作业功能实现完全闭锁互不干扰，割煤、支护作业完全实现机械化，提高掘进效率；零空顶距支护，替代原有的人工前串梁临时支护方式，施工安全得到根本保障；连接部件强度高，整机运行可靠性高，故障率低，操作方便，限度的降低工人的劳动强度，改善工人的劳动环境，实现了煤矿掘、锚、护机械化一体化梦想。

该机主要特点：优化整机结构，截割部外形尺寸不变，增加锚杆钻机和护顶装置，并解决了遮挡掘进视线和刮帮难题。锚杆机工作时，截割部落地，满足煤安作业规程。锚杆机工作平台在截割部上，离迎头距离近，主臂行程短，刚性好，掘进、锚护工作切换速度快。锚杆机工作时位置在截割头前方，达到零空顶距支护。锚杆机马达布置在架体的后方，便于人员操作，并保障人员安全。锚杆钻机可实现左右横移，左右旋转，高效施工帮锚杆。配备了临时支护装置，及时控顶。

适用于矩形、梯形和拱形巷道，宽度范围为3.5m~5m。高度范围为2.4m~4m。针对用户现有机型，可通过更换截割部进行升级改造为掘锚护一体机。掘锚机项目意义重大。掘锚一体化，实现支护过程机械作业，是巷道掘进工艺的跨越式进步。可以大幅的降低劳动强度，改善劳动作业环境，提高作业效率。可以说掘锚机研制成功是对整个煤炭工业的一大贡献。

通讯控制：以计臂锚杆钻车为操控中心,集中显示I作面视频及设备状态信息。设备之间配备测距传感器,相互定位,实现掘、锚、运多个作业单元联动。

3矿井断层原因及处理

3.1煤层厚度变化的原因及变化特征

煤层厚度变化是多种多样的，但就其成因来说，可分为原生变化和后生变化两大类。原生变化是指泥岩层堆积过程中，在形成煤层顶板岩层的沉积物覆盖以前，由于地壳活动，沉积环境变迁等各种地质因素的影响而引起的煤层形态和厚度变化。煤层厚度的后生变化是指煤层被沉积物覆盖以后，或煤系形成以后，由于河流剥蚀、构造变动、岩浆侵入、岩溶陷落等各种地质因素的影响而引起煤层形态和厚度变化。

3.2掘进中的处理办法

在煤巷掘进中遇到煤层分叉、尖灭现象，要根据具体情况确定掘进方案,如已知上分层稳定可采，而下分层常变薄尖灭，则巷道应紧靠煤层顶板掘进如果是下分层稳定可采，上分层不稳定，则应紧靠煤层底板掘进。如果分叉后煤层金部可采，应先采上分层，再采下分。

3.3回采工作中的处理方法

回采二工作面遇到变薄带或无煤区时，可采用直接推过或绕过的办法。大面积的不可采区，应布置探巷，探清不可采范围，将工作面分为几块回采，先采①、②两块，然后合成一个工作面③进行回采。

4结束语

在巷道掘进过程中，前方隐伏断层往往造成另一盘的煤岩层变化，如果断层落差比较大的情况下，那么久不能直接看到断层另一盘的煤层，因此，我们可以断定断层地质特性和断距寻找断失翼煤层，便成了决定巷道掘进方向的关键。

参考文献：

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