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摘要：文章介绍了掘进巷道穿越断层，过破碎带的技术工艺，过断层、破碎带采用锚杆+金属网+W钢带+锚索联合支护方式，分析联合支护的支护原理和应用效果及过过断层（破碎带）期间应注意问题，通过对照证明其可行性，并研究其支护方式在枣泉煤矿中的应用。
关键词：断层；破碎带；锚网；锚索；联合支护
【分类号】：TD823
一、概述
在煤矿的全岩、半煤岩、上下山或平巷掘进过程时，经常会遇到断层及靠近断层的软弱岩层中施工。其特点是岩石结构疏松、密度小、空隙度大、强度低、易产生变形等，具有顶板破碎、松软的特点。如在掘进巷道过程中，遇到上述情况，应及时改变支护方式，加强顶板支护，确定顶板的稳定性，如不采取专门措施进行支护会产生剪切性破坏，给安全生产带来隐患。巷道掘进遇断层时，首先要正确预测断层产状，以确定过断层的具体方法，确保施工安全。
二、工程及地质概况
110202工作面机巷Ⅱ段所采煤层为二煤，二煤厚度5.3m～8.7m，平均煤层为7.5m，属稳定煤层，煤层厚度变化不大，结构简单，下部有一层0.05—0.15m厚的夹矸；煤层倾向：139?-188?，倾角：20?～27?，平均23.5?。
我队负责施工的110202工作面胶带运输巷Ⅱ段施工至443m处，在下帮揭露了DF42正断层。DF42正断层产状：走向NE，倾角67°、落差6.7m。工作面从443m处开始揭露DF42正断层，穿越断层期间必须严格按5°上坡施工，其中全岩巷道36.6m，半煤岩巷道40.2m，待工作面完全穿越DF42正断层后，巷道上帮严格按设计要求沿底板掘进。
三、过断层（破碎带）期间支护设计
1、穿越断层期间，原设计顶帮锚杆支护执行原设计规定，将原锚索桁架间、排距1800×1800mm缩小为1800×900
2、穿越斷层时，顶部铺设的钢筋网上加铺规格与钢筋网相同的可拉伸塑料网。
3、穿越断层段如果矿压显现明显，必须及时架设间距为1000mm的“一梁二柱”钢棚梁，允许偏差为±100mm。棚腿采用DW45-250/100（G）悬浮型单体液压支柱，棚梁采用5400mm长的∏型钢梁，单体液压支柱必须穿底鞋，底鞋规格为400×200×200mm；顶板不平处采用道木、小杆、木楔背紧背实，钢梁上部采用6根规格为1200×100×40mm的小杆背顶，背顶小杆间距为1000mm，配合规格为50×50×120mm木楔将顶楔紧背实
4、顶板破碎时，每循环截割前，必须根据迎头实际情况，提前在迎头顶部打设超前锚杆（规格为Ф22×2500mm左旋螺纹钢锚杆，采用规格为Z2370、Z2335型树脂药卷各一节锚固，配合W280×5×450mm的钢护板使用，外端使用规格为150×150×10mm穹形铁托盘）；掘进过程中根据现场实际情况及时在迎头顶部打设4-6根超前锚杆维护顶板。
5、工作面过断层期间，如顶板破碎，根据现场实际情况，将煤岩交界处的顶锚杆（Ф22×2500mm左旋螺纹钢锚杆）按照第一排1、3、5、7根、第二排2、4、6、8根的顺序变更为Ф21.98×4000mm的预应力钢绞线，采用2节Z2370树脂药卷锚固，托板为150×150×10mm的穹型铁托板）配合W280×5×450mm的钢护板使用，外端用KM21.98锁具锁固。
6、当工作面迎头穿越断层时，对帮部采用锚索桁架进行加强支护：
⑴、工作面迎头揭露断层后，穿越煤岩交界面时，及时在煤岩交界面打设间距为3600mm护帮锚索桁架、桁架下端距巷道底板700mm，与水平线成36.5°夹角的2排一组2根护帮锚索桁架。护帮锚索桁架采用11#矿用工字钢加工，长度2500mm，2个孔，孔距2000mm。
⑵、当工作面穿越断层期间后巷帮部破碎、易片帮时必须及时打设间距为3600mm护帮锚索桁架、桁架下端距巷道底板1000mm，与水平线成36.5°夹角，锚索使用Ф21.98×8300mm预应力钢绞线，采用3节Z2370树脂药卷锚固，使用MK21.98锁具锁固。
7、穿越断层期间，工作面采用掘进机施工时，顶部永久支护必须紧跟迎头，两帮自顶板向下前二排锚杆紧跟迎头支护，第三排锚杆滞后迎头3个循环支护，第四排帮锚杆支护滞后迎头不得超过15m。
四、如何安全、高效穿越断层、过破碎带的技术工艺
影响综掘快速掘进的因素很多，但如何尽量避免断层构造的影响，最大限度发挥综掘优势。结合矿井具体情况，总结了几个方面应注意的问题：
4.1优化工程设计。工程技术人员在新工作面布置设计中，应充分考虑到邻近工作面揭露的地质资料，尽量避开大地构造，减少综掘机过断层的次数。施工过程中，及时掌握掘进面的变化，根据实际情况制定出相应措施，尽量减少岩石掘进量。
4.2合理改变截割方式。综掘机过断层是，应视现场情况选择合理的进刀方式。遇到软岩可以慢速切割，采用强推硬过方式，并根据现场实际情况及时更换截齿；遇到坚硬岩石，应放震动炮，先对岩石进行破碎，再用综掘机装载；对落差较大的断层，岩石距离较长，尽量不用综掘机割煤，而是将综掘机推后，待炮掘过完断层后，在恢复综掘机掘进，这样就避免了因综掘机长时间切割岩石对设备各部位造成损害，减少了设备维修量。掘进过程中，绝不容许掘进机司机野蛮操作和硬拼设备。
4.3合理选择支护方式。合理的支护方式是提高综掘机掘进速度的关键，过断层构造是，必须优化巷道断面，适当减小断面尺寸，选择更为合理的支护方式，如锚，网联合支护。临时支护也必须及时有效，尽量进行交叉平行作业，实现正规循环，提高工作效率，安全快速通过断层。
4.4合理组织工序。一个良好的工序组织是一个班组掘进效率高低的直接因素，割煤过程中，后巷将一切后续工作做好，切勿出现割煤过后因工序组织不合理而延期支护。
五、穿越断层、过破碎带技术工艺应用效果
1、采用该支护方式以来，顶板岩层的破碎得到巩固。
2、联合支护具有承载快、锚固力大、巷道位移小的特点，有效控制围岩的完整。
3、顶板形成“组合梁”并保持完整性，为安全生产消除隐患。
4、由于锚杆体重小、重量轻、易于携带、施工方便，从而减少了施工强度，提高了施工效率，还可以提高巷道进尺。
5、由于锚杆施工简单、操作方便、施工速度快，能比棚式支护在更短的时间内维护顶板，最大限度的降低围岩的破坏。
6、由于采用高强度树脂固剂锚杆，锚索锚固力大，易于操作，保证了支护质量，提高了支护强度，有利于安全生产。
7、由于采用“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护方式，掘进功效有了大幅度提升，全岩巷道达到4.5m/天，半煤岩巷道达到10.6m/天，大大缩短了掘进工期，为工作面的接续打下基础。
6、结语
本文介绍了枣泉煤矿如何在综掘工作面安全快速穿越断层（过破碎带）所采用的支护方式和掘进方法，并“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护方式已应用于枣泉煤矿的巷道掘进，并达到了预期效果。随时煤炭行业的快速发展，发展综掘技术是煤炭行业实现快速掘进的必由之路，积极学习并应用国际先进技术，使枣泉煤矿始终成为煤炭行业的排头兵。
参考文献：
[1]新汶矿业集团公司.深井巷道复杂条件下综合机械化快速掘进成套技术研究[R].新汶：新汶矿业集团，2006.
[2]张继远，张长合.回采巷道掘进过断层施工方法[J].中州煤炭，2005（2）.
[3]冀贞文，王怀新，王同吉.深井巷道围岩变形破坏规律及其控制技术[J].煤炭工程，2004（2）.
[4]陈炎光，陆良.中国煤矿巷道嗣岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1995.
作者简介：刘聪（1987），男，本科，辽宁省沈阳市，助理工程师，现就职于神华宁煤枣泉煤矿，主要从事掘进生产管理方面的工作
关键词：断层；破碎带；锚网；锚索；联合支护
【分类号】：TD823
一、概述
在煤矿的全岩、半煤岩、上下山或平巷掘进过程时，经常会遇到断层及靠近断层的软弱岩层中施工。其特点是岩石结构疏松、密度小、空隙度大、强度低、易产生变形等，具有顶板破碎、松软的特点。如在掘进巷道过程中，遇到上述情况，应及时改变支护方式，加强顶板支护，确定顶板的稳定性，如不采取专门措施进行支护会产生剪切性破坏，给安全生产带来隐患。巷道掘进遇断层时，首先要正确预测断层产状，以确定过断层的具体方法，确保施工安全。
二、工程及地质概况
110202工作面机巷Ⅱ段所采煤层为二煤，二煤厚度5.3m～8.7m，平均煤层为7.5m，属稳定煤层，煤层厚度变化不大，结构简单，下部有一层0.05—0.15m厚的夹矸；煤层倾向：139?-188?，倾角：20?～27?，平均23.5?。
我队负责施工的110202工作面胶带运输巷Ⅱ段施工至443m处，在下帮揭露了DF42正断层。DF42正断层产状：走向NE，倾角67°、落差6.7m。工作面从443m处开始揭露DF42正断层，穿越断层期间必须严格按5°上坡施工，其中全岩巷道36.6m，半煤岩巷道40.2m，待工作面完全穿越DF42正断层后，巷道上帮严格按设计要求沿底板掘进。
三、过断层（破碎带）期间支护设计
1、穿越断层期间，原设计顶帮锚杆支护执行原设计规定，将原锚索桁架间、排距1800×1800mm缩小为1800×900
2、穿越斷层时，顶部铺设的钢筋网上加铺规格与钢筋网相同的可拉伸塑料网。
3、穿越断层段如果矿压显现明显，必须及时架设间距为1000mm的“一梁二柱”钢棚梁，允许偏差为±100mm。棚腿采用DW45-250/100（G）悬浮型单体液压支柱，棚梁采用5400mm长的∏型钢梁，单体液压支柱必须穿底鞋，底鞋规格为400×200×200mm；顶板不平处采用道木、小杆、木楔背紧背实，钢梁上部采用6根规格为1200×100×40mm的小杆背顶，背顶小杆间距为1000mm，配合规格为50×50×120mm木楔将顶楔紧背实
4、顶板破碎时，每循环截割前，必须根据迎头实际情况，提前在迎头顶部打设超前锚杆（规格为Ф22×2500mm左旋螺纹钢锚杆，采用规格为Z2370、Z2335型树脂药卷各一节锚固，配合W280×5×450mm的钢护板使用，外端使用规格为150×150×10mm穹形铁托盘）；掘进过程中根据现场实际情况及时在迎头顶部打设4-6根超前锚杆维护顶板。
5、工作面过断层期间，如顶板破碎，根据现场实际情况，将煤岩交界处的顶锚杆（Ф22×2500mm左旋螺纹钢锚杆）按照第一排1、3、5、7根、第二排2、4、6、8根的顺序变更为Ф21.98×4000mm的预应力钢绞线，采用2节Z2370树脂药卷锚固，托板为150×150×10mm的穹型铁托板）配合W280×5×450mm的钢护板使用，外端用KM21.98锁具锁固。
6、当工作面迎头穿越断层时，对帮部采用锚索桁架进行加强支护：
⑴、工作面迎头揭露断层后，穿越煤岩交界面时，及时在煤岩交界面打设间距为3600mm护帮锚索桁架、桁架下端距巷道底板700mm，与水平线成36.5°夹角的2排一组2根护帮锚索桁架。护帮锚索桁架采用11#矿用工字钢加工，长度2500mm，2个孔，孔距2000mm。
⑵、当工作面穿越断层期间后巷帮部破碎、易片帮时必须及时打设间距为3600mm护帮锚索桁架、桁架下端距巷道底板1000mm，与水平线成36.5°夹角，锚索使用Ф21.98×8300mm预应力钢绞线，采用3节Z2370树脂药卷锚固，使用MK21.98锁具锁固。
7、穿越断层期间，工作面采用掘进机施工时，顶部永久支护必须紧跟迎头，两帮自顶板向下前二排锚杆紧跟迎头支护，第三排锚杆滞后迎头3个循环支护，第四排帮锚杆支护滞后迎头不得超过15m。
四、如何安全、高效穿越断层、过破碎带的技术工艺
影响综掘快速掘进的因素很多，但如何尽量避免断层构造的影响，最大限度发挥综掘优势。结合矿井具体情况，总结了几个方面应注意的问题：
4.1优化工程设计。工程技术人员在新工作面布置设计中，应充分考虑到邻近工作面揭露的地质资料，尽量避开大地构造，减少综掘机过断层的次数。施工过程中，及时掌握掘进面的变化，根据实际情况制定出相应措施，尽量减少岩石掘进量。
4.2合理改变截割方式。综掘机过断层是，应视现场情况选择合理的进刀方式。遇到软岩可以慢速切割，采用强推硬过方式，并根据现场实际情况及时更换截齿；遇到坚硬岩石，应放震动炮，先对岩石进行破碎，再用综掘机装载；对落差较大的断层，岩石距离较长，尽量不用综掘机割煤，而是将综掘机推后，待炮掘过完断层后，在恢复综掘机掘进，这样就避免了因综掘机长时间切割岩石对设备各部位造成损害，减少了设备维修量。掘进过程中，绝不容许掘进机司机野蛮操作和硬拼设备。
4.3合理选择支护方式。合理的支护方式是提高综掘机掘进速度的关键，过断层构造是，必须优化巷道断面，适当减小断面尺寸，选择更为合理的支护方式，如锚，网联合支护。临时支护也必须及时有效，尽量进行交叉平行作业，实现正规循环，提高工作效率，安全快速通过断层。
4.4合理组织工序。一个良好的工序组织是一个班组掘进效率高低的直接因素，割煤过程中，后巷将一切后续工作做好，切勿出现割煤过后因工序组织不合理而延期支护。
五、穿越断层、过破碎带技术工艺应用效果
1、采用该支护方式以来，顶板岩层的破碎得到巩固。
2、联合支护具有承载快、锚固力大、巷道位移小的特点，有效控制围岩的完整。
3、顶板形成“组合梁”并保持完整性，为安全生产消除隐患。
4、由于锚杆体重小、重量轻、易于携带、施工方便，从而减少了施工强度，提高了施工效率，还可以提高巷道进尺。
5、由于锚杆施工简单、操作方便、施工速度快，能比棚式支护在更短的时间内维护顶板，最大限度的降低围岩的破坏。
6、由于采用高强度树脂固剂锚杆，锚索锚固力大，易于操作，保证了支护质量，提高了支护强度，有利于安全生产。
7、由于采用“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护方式，掘进功效有了大幅度提升，全岩巷道达到4.5m/天，半煤岩巷道达到10.6m/天，大大缩短了掘进工期，为工作面的接续打下基础。
6、结语
本文介绍了枣泉煤矿如何在综掘工作面安全快速穿越断层（过破碎带）所采用的支护方式和掘进方法，并“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护方式已应用于枣泉煤矿的巷道掘进，并达到了预期效果。随时煤炭行业的快速发展，发展综掘技术是煤炭行业实现快速掘进的必由之路，积极学习并应用国际先进技术，使枣泉煤矿始终成为煤炭行业的排头兵。
参考文献：
[1]新汶矿业集团公司.深井巷道复杂条件下综合机械化快速掘进成套技术研究[R].新汶：新汶矿业集团，2006.
[2]张继远，张长合.回采巷道掘进过断层施工方法[J].中州煤炭，2005（2）.
[3]冀贞文，王怀新，王同吉.深井巷道围岩变形破坏规律及其控制技术[J].煤炭工程，2004（2）.
[4]陈炎光，陆良.中国煤矿巷道嗣岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1995.
作者简介：刘聪（1987），男，本科，辽宁省沈阳市，助理工程师，现就职于神华宁煤枣泉煤矿，主要从事掘进生产管理方面的工作