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煤礦過斷層安全技術(shù)措施

文檔作者：李珂文檔來源：同煤集團(tuán)大唐塔山煤礦		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月07日
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122
能源技術(shù)與管理
Energy Technology and Management
2016年第4l卷第3期
V01|41 No．3
doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2016．03．046
煤礦過斷層安全技術(shù)措施
李珂
(同煤集團(tuán)大唐塔山煤礦，山西大同037000)
[摘要] 斷層一直是威脅煤礦安全生產(chǎn)的一大隱患，為了保證過斷層過程中的安全生產(chǎn)，結(jié)
合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)出煤礦過斷層的安全技術(shù)措施。介紹了塔山礦遇到斷層的工程概
況，對(duì)過斷層期間的施工工藝進(jìn)行了具體的描述，給出了過斷層期間的瓦斯管理措
施、頂板管理措施以及過斷層期間的防水措施。
[關(guān)鍵詞] 煤礦；斷層；頂板管理；瓦斯管理
[中圖分類號(hào)]TD353+．2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672-9943(2016)03 122 2
1 工程概況
根據(jù)塔山礦地測(cè)科提供的《同煤大唐塔山煤
礦公司三盤區(qū)輔運(yùn)巷地質(zhì)說明書》資料分析，三盤
區(qū)輔運(yùn)巷正巷掘進(jìn)前方50 m處將揭露1條落差
為7．50 m正斷層，前方為上升盤。截止2015—04—
04三盤區(qū)輔助運(yùn)輸平硐掘至距井口斜距130．5 m，
從巷道揭露情況看，斷面從上至下有2．65 m的表
土沖擊層、1．35 m的砂礫巖、1．38 m的石英砂巖。
工作面距1 斷層約21 m，距301水巷約28 m。
2 過斷層施工工藝
三盤區(qū)輔助運(yùn)輸平硐掘進(jìn)至1 斷層(斜距
l51 m)位置時(shí)，蓋山厚度22～23 m。根據(jù)塔山礦地
測(cè)科提供的地質(zhì)及水文地質(zhì)預(yù)報(bào)通知，推斷巷道
揭露煤巖性自上而下為22．95 m黃土及填充物、
2．63 m粉砂巖、0．9～1．20 m煤、8．30 m細(xì)砂巖。在巷
道拱曲線范圍內(nèi)為黃土及填充物，不具備采用錨
索網(wǎng)噴支護(hù)的條件。巷道施工過l 斷層時(shí)，所采
用的施工工藝與表土及風(fēng)化基巖段施工基本相
同。
2．1 打鋼針
鋼針規(guī)格為 50 mm地質(zhì)管，作用為超前支
護(hù)，以防表土沖擊層塌落。鉆眼機(jī)具采用YBYZ型
巖石電鉆，鉆頭~58．5 m。拱部鋼針長(zhǎng)度2 000 mm，
間距0．20m，共43根。
施工方法：①第l茬鋼針的長(zhǎng)度2 m，布置在
輪廓線上與巷道走向相同，與地平線夾角為7。；
②后續(xù)鋼針長(zhǎng)度1 m，與第1茬鋼針重疊壓茬為
1．5 m，角度不小于5。，終孔距巷拱掘進(jìn)輪廓線誤
差不大于200 mm(實(shí)際170 mil1)，以此類推，直至
穿過1 斷層。
2．2 開挖和運(yùn)輸
2．2．1 開挖
(1)在鋼針布好后，進(jìn)行開挖。在過l 斷層
時(shí)，巷道拱曲線范圍內(nèi)的黃土及填充物采用挖掘
機(jī)開挖。拱曲線范圍內(nèi)挖掘機(jī)無法開挖的堅(jiān)硬巖
層(砂礫巖+石英砂巖)采用松動(dòng)爆破的方法進(jìn)行
掘進(jìn)，減小由于爆破對(duì)拱頂表土沖擊層的影響。
(2)掘進(jìn)必須在打好鋼針、護(hù)頂T作完成之
后進(jìn)行，以保證掘進(jìn)工作安全順利進(jìn)行。
(3)挖掘機(jī)開挖工作面時(shí)，施工人員必須站
在挖掘機(jī)后至少2 m處，保證施工人員不受土層
塌落的威脅。
2．2．2 運(yùn)輸
開挖的土方用LG850型裝載機(jī)運(yùn)至硐外臨
時(shí)儲(chǔ)矸場(chǎng)，然后裝車運(yùn)至排矸山。裝載機(jī)在巷內(nèi)運(yùn)
行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員必須暫停工作躲在兩幫，確保人員
安全。
2．3 架U29鋼棚
(1)U29鋼棚的作用為加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)，同時(shí)
又是永久支護(hù)的一部分。
(2)在通過1 斷層時(shí)，U29鋼棚間距縮小為
500 1TI1TI，每開挖夠700 Dlm即停掘，架設(shè)】架U29
鋼棚，最大空頂距700 mm，最小空頂距200 mm。
(3)架設(shè)U29鋼棚方法：①將在巷內(nèi)組裝好
的U29鋼棚，借助裝載機(jī)立起，移動(dòng)到位，用拉桿
將鋼棚拉住。并在巷道左右?guī)蜕戏謩e打~22 mm、
長(zhǎng)1．2 m鋼筋3根，用以固定棚腿，靠一r作面用網(wǎng)
管將鋼棚戧住，防止鋼棚傾倒。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，傾
角小于l0。的傾斜巷道，棚子迎山角為3o 5。。在
借助裝載機(jī)立U29鋼棚時(shí)，必須將鋼棚與裝載機(jī)
2016年6月
Jun．，2016 李珂煤礦過斷層安全技術(shù)措施 123
固定牢固，現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須遠(yuǎn)離工作面到安全
地點(diǎn)，待鋼棚移動(dòng)到位后，方可進(jìn)行下一步操作。
每架1架固定1架、充填1架、噴漿1架，然后前
掘。②在有涌水地段，為了防止棚子受力下沉，
用六方砼墩襯墊棚腿，規(guī)格為厚200 mm、邊長(zhǎng)
300 mm、~600 mm。工作面用至少3臺(tái)潛水泵排
水，排水量共計(jì)160 m 。③棚子的接口要嚴(yán)密牢
固，卡蘭扭矩不小于300 Nm，棚平面與巷道中線
垂直，不許出現(xiàn)吊唇、后傾、錯(cuò)牙現(xiàn)象，不許出現(xiàn)前
傾、后仰、邁步現(xiàn)象。
2．4 掛金屬網(wǎng)和噴漿
在U29鋼棚外緣鋪設(shè)規(guī)格1 000mmX 700mm
鋼絲網(wǎng)阻止沙土塌落，網(wǎng)孔為50 mm X 50 mm，網(wǎng)
與網(wǎng)搭接壓邊100 mm，采用l0 鐵絲雙行交錯(cuò)綁
扎，每節(jié)間距200 mm；掛網(wǎng)時(shí)，要緊貼巷道的頂幫
面上；噴漿厚度60 mm，砼標(biāo)號(hào)C20。
2．5 鋪設(shè)背板
鋪網(wǎng)和架設(shè)背板同時(shí)進(jìn)行，鋪1塊網(wǎng)，在其上
背上背板，背板規(guī)格為1 100mmX200mm×50mm。
為了便于壁后注漿，背板采取花背形式。
2．6 砌碹的施工
(1)鋼筋砼為永久支護(hù)(即二次支護(hù))。
(2)通過1 斷層時(shí)，采用短掘短支法掘進(jìn)，砌
碹支護(hù)不得滯后臨時(shí)支護(hù)8．0 m。
(3)二次砌碹順序?yàn)椋轰伒撞康匿摻铐乓皇┕?
墻部的鋼筋砼一進(jìn)行頂部鋼筋砼施工。
鋼筋砼的規(guī)格和質(zhì)量要求：施工中鋪底、墻、
拱曲線均采用鋼筋混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)為C35，墻
和拱曲線厚度為450 mm，鋪底厚度為750 mm，其
中厚500 mm鋼筋混凝土在砌碹前施工。為有效
解決混凝土防水和防止井筒漏水，砌碹施工時(shí)鋪
底及兩幫混凝土中加BR一3型防水劑，防水劑用
量4 k咖 。
鋼筋采用HRB335 16Mn螺紋鋼和HPB235
Q235盤圓鋼，HRB335鋼筋做環(huán)向鋼筋，綁扎搭
接長(zhǎng)度不小于35 mm，直鋼筋接頭應(yīng)分散錯(cuò)開，同
一截面鋼筋接頭不得超過25％，鋼筋保護(hù)層厚度
50 mm(均指鋼筋外緣至井壁混凝土外緣之距)。
3 過斷層瓦斯管理
(1)加強(qiáng)通風(fēng)管理，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，嚴(yán)
禁瓦斯超限作業(yè)，采用FBCDE一6型防爆對(duì)旋軸
流式局扇進(jìn)行供風(fēng)。
(2)按照有關(guān)規(guī)定配帶瓦斯便攜儀。正常施
工時(shí)，必須將班長(zhǎng)攜帶的便攜儀吊掛在工作面附
近頂板的最高處，并加強(qiáng)對(duì)高冒區(qū)的瓦檢工作?。
要求跟班瓦檢員每隔1 h對(duì)高冒區(qū)進(jìn)行1次瓦斯
檢查，并及時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào)。
(3)加強(qiáng)井下電器管理，嚴(yán)禁機(jī)電設(shè)備失爆，
加強(qiáng)局扇和風(fēng)筒管理，確保工作面正常通風(fēng)。
(4)嚴(yán)禁瓦斯超限。做到瓦斯超限先斷電撤
人，并及時(shí)向各有關(guān)部門匯報(bào)。
(5)過斷層時(shí)要求安監(jiān)瓦檢員必須設(shè)專人
24 h現(xiàn)場(chǎng)盯班，確保施工安全。
(6)每班必須由瓦檢員、安監(jiān)員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，每
班開工前，嚴(yán)格執(zhí)行開工準(zhǔn)入制度，做好“四位一
體”安全檢查，確認(rèn)施工現(xiàn)場(chǎng)無不安全因素。
4 頂板管理
(1)施工中密切觀察巷道周圍的土層位移和
應(yīng)力變化情況，如果發(fā)現(xiàn)局部冒頂，采用編織袋裝
土充填+噴漿充填封閉加固，鋪設(shè)1層編織袋噴
1次水泥漿。鋼棚架好后在背板上用編織袋裝沙土
充填嚴(yán)實(shí)，然后再噴漿加固。并將每班的進(jìn)度標(biāo)在
井上下對(duì)照?qǐng)D上，向上級(jí)主管部門匯報(bào)。
(2)在組裝U29鋼棚時(shí)，將散件用裝載機(jī)運(yùn)
到施工點(diǎn)附近，人工組裝，組裝時(shí)要有領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)指
揮，做好施工人員安全自保、互保、聯(lián)保，確保安全
施工，立鋼棚時(shí)，棚下嚴(yán)禁站人，并在跟班領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)
場(chǎng)統(tǒng)一指揮下進(jìn)行。
(3)當(dāng)施工中發(fā)現(xiàn)有周圍局部土層坍塌時(shí)，
要立即將人撤至安全地點(diǎn)，及時(shí)匯報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，并
根據(jù)實(shí)際情況采取應(yīng)變措施，原則是先安全后生
產(chǎn)，不安全不生產(chǎn)。
(4)所有施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須嚴(yán)格
執(zhí)行“敲幫問頂”制度 ，嚴(yán)格執(zhí)行開工前的“五位
一體”安全檢查制度，先安全后生產(chǎn)，不安全不生
產(chǎn)。每班班長(zhǎng)在開工后要經(jīng)常檢查工作面安全情
況，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理，消除隱患方可工作。
(5)在施工中，發(fā)現(xiàn)頂板掉渣有冒頂征兆時(shí)，
必須先將全部人員撤至安全地點(diǎn)后，立即采取應(yīng)
變措施，以防發(fā)生事故。各項(xiàng)支護(hù)必須要求緊跟工
作面，且必須保質(zhì)保量。支護(hù)不合格必須及時(shí)重新
支護(hù)，確保支護(hù)安全、有效。各施工人員均必須在
支護(hù)完好的情況下作業(yè)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
(6)掘進(jìn)過程中加強(qiáng)對(duì)工作面頂板的觀察，
如果頂板破碎嚴(yán)重，支護(hù)不能滿足要求，必須根據(jù)
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，加強(qiáng)工作面支(下轉(zhuǎn)第17O頁)
能源技術(shù)與管理
1 70 Energy Technology and Management
2016年第4l卷第3期
Vo1．41 No．3
礦礦體、矽卡巖表現(xiàn)為強(qiáng)磁場(chǎng)特征；碳酸鹽地層為
無磁或微磁性。該區(qū)磁鐵礦、巖漿巖皆具與碳酸鹽
巖有明顯的磁性、密度差異，這些差異特征是發(fā)現(xiàn)
和圈定巖漿巖及尋找磁鐵礦體的前提條件。
礦區(qū)地磁異常等值線在125～300^y之間，是
深部鈉長(zhǎng)斑巖一角閃閃長(zhǎng)斑巖、磁鐵礦體異常的
疊加反應(yīng)。礦體埋深、灰?guī)r的低磁異常是磁異常峰
值衰減的主要原因并使峰值范圍變得開闊_2¨。礦
區(qū)鐵礦體水平投影與地磁異常峰值范圍相吻合，
如圖2所示。磁異常有效地指導(dǎo)了鉆探l丁程布置。
圖2 礦區(qū)垂直磁力異常平面展布與礦體投影套合示意
7 礦床成因
礦體產(chǎn)于燕山晚期巖漿巖(鈉化閃長(zhǎng)斑巖)與
肖縣組下段碳酸鹽巖地層正接觸帶，成礦物質(zhì)來
源于鈉化閃長(zhǎng)斑巖巖漿侵入，巖漿攜帶鐵元素與
碳酸鹽巖地層發(fā)生熱接觸交代反應(yīng)，生成典型的
接觸交代式矽卡巖型磁鐵礦礦床。
8 找礦標(biāo)志
(1)物性差異：該區(qū)磁鐵礦與各類巖漿巖、碳
酸鹽巖地層有明顯的磁性、密度差異，這些差異特
征是發(fā)現(xiàn)和圈定巖漿巖及尋找磁鐵礦礦體的前提
條件，據(jù)此可較準(zhǔn)確地劃分巖體與地層或磁鐵礦
體的分布范圍。
(2)大理巖化：礦區(qū)頂板大理巖化不均勻，黑
白相間，方解石顆粒黑細(xì)白粗是明顯的見礦標(biāo)志。
(3)鈉長(zhǎng)石化：底板鈉化閃長(zhǎng)斑巖中鈉化越
強(qiáng)烈，退色就越徹底，成礦就越好。
9 結(jié)論
(1)礦區(qū)位于華北準(zhǔn)地臺(tái)南緣，由于中生代
中一酸性巖漿巖侵入凹陷隆起帶與凹陷帶過渡部
位，受斷裂構(gòu)造控制，在與肖縣組下段碳酸鹽巖地
層正接觸帶內(nèi)形成3條典型的接觸交代式矽卡巖
型磁鐵礦富鐵礦床。
(2)礦體的物理特征與各類巖漿巖、碳酸鹽
巖地層具有明顯差異，經(jīng)鉆探和地下開采過程驗(yàn)
證，礦體的物理特征與地質(zhì)特征、礦體特征相吻
合。
[參考文獻(xiàn)]
[1]江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局．江蘇省及上海市區(qū)域地質(zhì)志[M]．
北京：地質(zhì)出版社，1984．
[2]江蘇省沛縣封新莊礦區(qū)鐵礦詳查地質(zhì)報(bào)告[R]．南京：
江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2006．
[作者簡(jiǎn)介]
王宏偉(1974一)，男，畢業(yè)于中罔礦業(yè)大學(xué)礦井建設(shè)專
業(yè)，現(xiàn)主要負(fù)責(zé)監(jiān)督礦產(chǎn)資源勘查與開采工作。
『收稿日期：2016—03—21]
(上接第123頁)
護(hù)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)安全。
5 防水
(1)根據(jù)鉆孑L資料和地質(zhì)預(yù)報(bào)，預(yù)測(cè)斷層的
導(dǎo)水性和涌水程度，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果配備120 m3／h
的水泵1臺(tái)作為備用。并保證排水管路暢通，以防
發(fā)生水災(zāi)。
(2)當(dāng)工作面發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、
頂板淋水增大、水色發(fā)渾、有臭味等突水預(yù)兆時(shí)，
必須立即停止作業(yè)，切斷電源，將全部人員撤至安
全地點(diǎn)，并向隊(duì)、項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。
(3)加強(qiáng)礦井水災(zāi)防治教育，讓施工人員熟
知突水征兆和避災(zāi)路線。
(4)當(dāng)發(fā)生水災(zāi)，先斷電撤人，后匯報(bào)調(diào)度
室，并通知受影響地點(diǎn)的人員撤人。
[參考文獻(xiàn)]
[1]畢仲文．煤礦井下采煤工作面過斷層技術(shù)措施研究EJ]．
山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(2)．
[2]徐蘇翔．煤礦掘進(jìn)巷道過斷層技術(shù)探討[J J．能源技術(shù)
與管理，2014(6)．
[作者簡(jiǎn)介]
李珂(1986一)，男，助理工程師，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)
采礦_I=程專業(yè)，現(xiàn)從事采掘工作。
『收稿日期：2016—03—16]

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