斷層對煤礦生產(chǎn)的影響及處理方法

1、一、節(jié)理（裂隙）對煤礦生產(chǎn)的影響及處理當巖石中節(jié)理發(fā)育時，炮眼方向如與主要節(jié)理組平行，不僅容易卡釬子(尤其是用“一”宇型鉆頭)，而且在爆破時沿裂隙面漏氣，爆破效果大大降低。所以，炮跟方向應盡量垂直主要節(jié)理面布置。在回采時，根據(jù)節(jié)理面的方向和發(fā)育程度，合理布置回采工作面，可以提高生產(chǎn)效率。煤層頂板巖石節(jié)理發(fā)育時，工作面頂板支護一般不能用單體柱，而要采用鉸接頂梁或型梁，并且頂梁不能平行主要裂隙組方向，應與主要裂隙組有一定交角，以防止頂板沿裂隙面冒落。當煤層傾角較小、頂板裂隙發(fā)育時；放頂距離要小，而且回柱放頂方向應根據(jù)頂板主要裂隙組方向確定。當煤層頂板節(jié)理發(fā)育時，回采工作面布置要考慮節(jié)理的方向，以利

2、于頂板支護。如果工作面平行主要裂隙組方向，容易發(fā)生冒頂事故。因此工作面布置最好與主要節(jié)理組方向有一定交角或接近垂直。節(jié)理發(fā)育的地段是地下水和礦井瓦斯的良好通道。如果工作面采前要進行瓦斯抽放，一般應使回采準備巷道與主要節(jié)理組方向呈一定角度。為保證回采的安全，應在采前查明節(jié)理的發(fā)育程度及其與水源的導通情況。二、斷層對煤礦生產(chǎn)的影響及處理1斷層對煤礦生產(chǎn)的影響斷層分布廣，形態(tài)、類型繁多，規(guī)模大小不一。斷層不僅改變了煤巖層的埋藏條件，而且使煤巖層發(fā)生錯斷并發(fā)生顯著位移。斷層對煤礦生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面。(1)影響井田和采區(qū)劃分斷層破壞了煤層的連續(xù)完整性，為減少斷層給煤礦開采造成的困難和煤層因留

3、設保安煤柱而造成的損失，在劃分井田時，一般以斷層作為井田邊界；同時，在劃分階段或采區(qū)時，一般也以斷層作為階段或采區(qū)邊界。(2)影響井田開拓方式的選擇和采區(qū)布置若井田內存在大型斷層，煤層必然被截割成若干不連續(xù)的塊段，斷層兩側煤層埋藏深度變化較大，應采用立井和主要石門開拓。若采區(qū)受斷層影響，煤層走向長度變短，只能布置單翼上山采區(qū)進行開采；而不受斷層影響、煤層走向較長的采區(qū)，可以布置雙翼上山開采。(3)斷層對掘進的影響在巷道掘進中遇斷層，有時不得不對設計方案調整；為了尋找斷失煤層，需要開掘較多的巷道，增加了巷道掘進量，還可能造成無效進尺。(4)斷層對工作面的影響為了確保工作面正常回采，工作面設計時往

4、往被迫避開落差較大的斷層或為斷層留設保安煤柱，影響工作面的布置，使工作面回采長度縮短或形狀發(fā)生改變，造成煤炭資源損失?；夭晒ぷ髅鎯却嬖跀鄬訒r，造成采煤工作面在通過斷層時破巖石，造成煤炭資源損失，增加生產(chǎn)上的困難，影響生產(chǎn)的正常進行和經(jīng)濟效益。(5)斷層對安全生產(chǎn)的影響落差較大的斷層，常造成煤巖層直接與強含水層相連或斷層帶導通強含水層，井巷工程通過時常發(fā)生透水事故，甚至淹井。在瓦斯含量大的礦井，斷層破碎帶容易積聚大量瓦斯，井巷通過時常常造成瓦斯突出事故。斷層存在，破壞了煤巖層的連續(xù)完整性，給井巷工程支護帶來困難，甚至造成冒頂事故。(6)影響煤礦綜合效益。井田內的斷層發(fā)育程度與煤礦勞動生產(chǎn)率、噸煤

5、成本、千噸掘進率、煤炭損失率和機械化開采水平等有密切關系，直接影響煤礦的綜合效益。2斷層的處理為了最大限度地減少斷層對煤礦生產(chǎn)的不利影響，必須深刻理解設計與生產(chǎn)的意圖，對不同規(guī)模和性質的斷層作出正確處理。對斷層處理的基本要求是既要以最短的距離找到斷失煤層，又要滿足煤礦生產(chǎn)的需要，并且把生產(chǎn)需要放在首位，做到創(chuàng)造好的生產(chǎn)條件，盡量減少煤炭資源損失，降低巷道掘進率，避免影響生產(chǎn)正常進行。下面按開拓設計、巷道掘進和工作面回采三個階段，介紹斷層的處理方法。(1)在開拓設計中對斷層的處理開拓設計在考慮井田和采區(qū)邊界劃分、井筒位置、水平設置、巷道布置和工作面布置時，要充分考慮影響這些井巷工程的斷層性質、產(chǎn)

6、狀、延展方向等，最大限度地減少斷層對這些井巷工程的影響。根據(jù)大型斷層劃分井田在井田劃分時，原則上以大型斷層作為井田邊界，這樣不僅可以在礦井生產(chǎn)中減少大量巖石巷道，還可以最大限度地減少斷層煤柱留設和井田邊界重復煤柱留設而造成的煤炭資源損失。根據(jù)大、中型斷層劃分采區(qū)在井田內劃分采區(qū)時，一般也是以大、中型斷層為界進行采區(qū)劃分。根據(jù)斷層確定井筒位置如果斷層避不開斷層時，立井井筒一般布置在傾角較大的斷層下盤，距斷層30-50m以外的位置；對于傾角較小的斷層，只能在井筒施工中采取必要的保安措施，選擇巖石較好的地段穿過斷層，而且井底車場位置要盡量避開斷層帶。對于斜井的井筒位置，也要以同樣方法處理。根據(jù)斷層確

7、定運輸巷布置運輸大巷是礦井生產(chǎn)中長期和維護的巷道，要求布置在容易維護的較堅硬巖層中，而且要盡量少改變方向，對斷層的處理要充分依據(jù)上述原則。根據(jù)斷層確定井田的開拓方式如果緩傾斜煤層遭受斷層破壞，且煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化，就要采用立井與主要石門相結合的開拓方式；如果傾角較大煤層遭受斷層破壞，為避免采用下山開拓，應采用立井開拓；只有在以斷層作為井田邊界，而且主要石門不能貫通所有可采煤層時，才可采用下山開拓。根據(jù)斷層確定開采水平和輔助水平當井田內存在大中型走向斷層時，若被斷層切割的煤層傾斜長度大于3個區(qū)段，煤炭儲量又能滿足一個水平服務年限時，可以走向斷層作為開采水平界限。(2)巷送掘進過程中對斷層的處理在巷

8、道掘進過程中，遇到斷層時，首先要查明斷層的產(chǎn)狀，性質和落差，再結合掘進巷道的目的用途，根據(jù)不同的地質條件和生產(chǎn)上的要求，分別采用不同的處理方法。概括起來井下巷道有兩種，即：水平巷道和傾斜巷道。下面分別介紹水平和傾斜巷道掘進時遇斷層的處理方法。水平巷道遇斷層的處理 除石門以外，平巷掘進所遇到的斷層一般都是傾向斷層和斜交斷層。沿煤（巖）層走向掘進的水平巷道遇斷層后，可根據(jù)煤（巖）層被斷失的位置，采取斜穿煤層頂板（或底板）和沿斷層面掘進兩種方式通過斷層。斜穿煤層頂板或底板過斷層 為了不改變巷道坡度，而采用改變巷道方向來通過斷層（圖1 ）。采用斜穿煤層頂板或底板過斷層的關鍵，是必須掌握斷層的落差，正確

9、推斷斷失煤層的位置。應該指出，如果是運輸平巷，巷道曲率要滿足運輸上的要求；至于破頂板還是破底板、巷道改向所掘巖巷是斷層上盤還是下盤，應根據(jù)巖性是否有利于安全施工，以及所掘巖巷長度最短和盡量少丟三角煤等因素綜合考慮確定。圖1 斜穿煤層頂板或底板過斷層a-煤層平巷破頂板過斷層；b-煤層平巷破煤層底板過斷層沿斷層面過斷層 煤層平巷掘進中遇斜交斷層或傾向斷層后，視斷層面及其附近的巖石壓力大小、瓦斯和地下水等的威脅情況，再決定是改變巷道方向沿斷層面掘進，還是距斷層面一定距離平行斷層走向掘進（圖2 ）。圖2沿斷層面過斷層a-巖石壓力小又無瓦斯或地下水危脅，順斷層面斷層；b-巖石破碎又有水或瓦斯等危脅時，平

10、等斷層面掘石門過斷層。傾斜巷道遇斷層的處理 上山或下山等傾斜巷道掘進遇走向斷層或斜交斷層后，可根據(jù)生產(chǎn)上的要求，采取改變巷道坡度的形式通過斷層的處理方法。現(xiàn)有以下幾種情況：當斷層落差較?。ㄐ∮诿汉瘢r，根據(jù)被斷失煤層是上盤還是下盤，分別采用挑頂、臥底，或挑頂與臥底相結合的方式通過斷層（圖3 ）。無論選擇什么方式通過斷層，都必須使改變后的巷道坡度，有利于運輸。圖3在傾斜巷道中用挑頂、臥底的方法通過小斷層當斷層落差大于煤厚時，為了防止丟失煤層和少掘巖巷，采用石門、立眼或加大巷道坡度等方式進入斷層的另一盤煤層（圖4 ）。至于采用哪一種，應在查明斷層的性質、產(chǎn)狀和落差的前提下，除了考慮斷失翼煤層所在位

11、置之外，主要取決于生產(chǎn)上的要求和巷道的用途。圖4在傾斜巷道中用石門、反眼、立眼連絡斷層兩盤煤層煤層回采階段對斷層的處理回采階段所遇到的斷層都是落差小的斷層。這些斷層有走向斷層、傾向斷層、斜交斷層等。a.走向斷層的處理根據(jù)不同情況，有以下處理方法：斷層落差小于煤厚時，通常采用挑頂或臥底，或兩者相結合的方法強行通過斷層。當斷層面傾向與煤層傾向相反時，可采用臥底的方式通過；當斷層面傾向與煤層傾向一致時，對斷層造成的臺階可用挑頂方式通過；為安全起見，大多是采用臥底方式通過。斷層落差大于煤厚或采高，且走向斷層延長較遠時，以斷層為界，在斷層兩側留適當寬的煤柱，將一個工作面改成兩個工作面回采（圖5 ）。在這種情況下，為了使上、下兩工作面不致由于放頂所引起的沖擊地壓而互相影響，因而應保持一定的錯距，一般是上部工作面超前下部工作面1530m 。b.傾向斷層的處理 包括以下兩種方法：落差小于煤厚的傾向斷層，采用挑頂或臥底的平推硬過的方法。落差大于煤厚或采高的傾向斷層，常要重新開掘過壓切割眼。即工作面推進到留層，停止回采，再從另一盤開切割眼重新回采（圖6 ）。圖5 走向斷層的雙工作面布置法 圖6回采工作面重開切割眼過傾向斷層方法c斜交斷層的處理 在一般情況下，斜交斷層與