断层对工程的影响断层对采掘的影响与处理方法

时间：2019-04-07 03:16:55　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】裂隙对于工作面布置，钻眼爆破、回采率、顶板管理、工作条件具有直接的影响。大、中、小型断层对于采掘也有直接的影响。因此，在煤矿采掘工作中，应从世纪出发，采取科学的处理方法。
　　【关键词】裂隙；断层；煤矿；采掘
　　断裂构造，特别是断层破坏了煤层的完整性，造成煤(岩)层的不连续，给煤矿采掘生产带来了不同程度的影响，及时准确地处理好裂隙和断层构造，对于保证煤矿生产安全的顺利进行具有重要意义。
　　一、裂隙对煤矿采掘的影响与处理
　　1．裂隙对工作面的布置的影响与处理
　　当煤层顶板裂隙发育时，布置回采工作面要考虑裂隙方向。如果工作面平行于主要裂隙方向，则容易出现冒顶片帮事故。所以，布置回采工作面时，一般要与主要裂缝方向成60°—90°角。这样可以避免或减少冒顶和片帮事故。
　　在掘进过程中，当掘进方向与主要裂隙方向平行时，岩石的静压力将集中作用在支架上，容易造成巷道冒顶，片帮等事故。所以，在设计巷道方向时，要考虑主要裂隙方向，尽量使掘进方向与主要裂隙方向呈60°—90°角。
　　2．裂隙钻眼和爆破效果的影响与处理
　　裂隙影响发育时，炮眼的方向如与主要裂隙平行，容易产生卡钎子事故，而且在爆破时，因沿裂隙而漏气，会严重影响爆破效果。所以，在钻眼爆破时，炮眼的方向应尽量垂直于主要裂隙面，这样，可避免卡钎子，还能获得较好的爆破效果。
　　3．裂隙对回采率的影响与处理
　　在回采高变质无烟煤以及低变质长焰煤时，根据构造裂隙的组数、方向和发育程度，合理的布置回采工作面，可以提高生产效率。例如，在坚硬的无烟煤中，有两组构造裂隙，一组倾向西，倾角（50°—55°），较发育；另一组与前组垂直，不发育。当工作面由东向西推进时，煤容易顺着发育的裂隙面脱落，生产效率高、进度快；而当工作面南西向东推进时，则由于发育的裂隙倾向与工作面推进方向相反，煤不容易脱落；会影响。工作效率。
　　4．裂隙对顶板管理的影响及处理
　　煤层顶板裂隙发育时，工作面一般不能单独使用立柱，还要加用顶梁，而且顶梁不能平行裂隙方向，以防止顶板沿裂隙面冒落，保证安全生产。当煤层倾角较小，顶板裂隙发育时，放顶距离要缩小，而且放回时的圆柱方向要根据顶板的主要裂隙方向确定。这样，顶板冒落的块度小，可保证回柱放顶的安全。
　　5．裂隙对工作条件的影响及处理
　　裂隙是地下水的良好通道，裂隙往往会增加矿井水的涌水量，恶化工作条件，有时还会引起井下水患。处理时，对有滴水的工作面要铺设雨棚，对采煤工作面可采用调面的办法，使水流向采空区，再有计划地疏干，使工人在无水条件下工作。裂隙还是瓦斯的良好通道，如果煤层顶板裂隙发育，瓦斯的排放条件好，煤层中的瓦斯含量就小。
　　二、断层对煤矿采掘的影响与处理
　　1．大型断层对采掘的影响与处理
　　（1）依据大断层来划分井田。大断层是井田划分的主要依据之一，由于大断层的影响，煤田被分为若干块段，在划分井田时，要考虑以大断层作为井田的边界。这样，既可以把断层保安煤柱与边界保安煤柱合为一体，减少煤柱损失，又可尽量避免出现三角煤，不使生产条件复杂化。
　　如果在井田内存在大断层，必须增加大量的保安煤柱，并给掘进运输和巷道维护带来很多困难。在水质条件复杂的矿区，过大断层时，还容易造成突水的危险。所以，许多矿区常以大断层作为井田边界。大中型矿井可把落差大于100m的断层作为井田边界，小型矿井可把落差大于50m的断层作为井田边界。如果矿井以断层为界，要在断层两侧各留30m隔离煤柱。
　　(2)依据大断层来选择开拓方式。大断层影响井田开拓方式的选择，因此，在选择井田开拓方式时，应当考虑地质因素的影响，其中断层占很重要的地位。缓倾斜煤层，在没有断层影响的地质条件下，用斜井开拓较好。如果煤层被断层破坏，就不能用斜井开拓，而要用立井，主要石门开拓。但是，煤层倾角较大，一般情况下应尽量避免采用下山开拓。但当井田以断层为边界时，主要石门不能贯通所有煤层，只好采用下山开拓。
　　2．中型断层对采掘的影响与处理
　　(1)对倾向和斜交断层的处理方法。一种是以断层为采区边界另开上山：另一种是采用石门过断层。一般以为，断层落差大于20m时，可作为采区边界；当落差小于20m时，则采用石门过断层的方案较为经济合理。当两倾向断层之间的煤层走向长度在600m至800m时，可用双翼上山方案开采；当煤层走向长度在300m至400m时可用单翼上山方案。
　　(2)对走向断层的处理方法。如果井田内走向断层落差大，煤层被断层分割的长度大于3个区段，煤的储量又能满足一个水平的服务年限，可以考虑以该走向断层作为水平界线。
　　当上山(或下山)部分存在的走向断层其落差较大，而煤层被断层分割的倾斜长度较短(1—2个区段)时，可以考虑以走向断层为水平内的辅助水平界线，但这时将出现多段提升，使提升系统复杂化。
　　3．小型断层对采掘影响与处理
　　采区内有小断层存在时，会给回采和掘进带来困难，只有布置工作面时处理得当，才能减小断层对生产的不利影响。
　　(1)对采区内走向断层的处理方法。当采区内走向断层落差在2m以上，并且沿走向延伸较长时，常以断层为界，将工作面一分为二，按双工作面回采。在这种情况下，上、下工作面应保持一定的差距，一般为15—30m，以避免上、下工作面间放顶冲击地压的相互影响。
　　(2)对采区内斜交断层的处理方法，、采区内有斜交断层存在时，往往使工作面斜长不一致，给叫采、运输、顶板管理和在规循环作业带来困难。在这种情况下，可先布置两个工作面回采，待过了断层影响区之后，再恢复用一个工作面生产。
　　(3)对工作面小型倾向和斜交断层的处理方法。当工作面小型断层的落差大于2m时，需要重新作开切眼；当落差小于2m时，工作面有时可以直接推过断层，但过断层时，应注意使工作面与断层走向方向成一个较大交角，以避免冲击地压造成工作面切顶，在有顶板淋水或底板出水时，可将工作面调转一定角度，这样有利于使水流向采空区，改善劳动条件。
　　4．断层对煤矿安全生产的影响
　　断层带及断层两侧的岩石带十分破碎，当采掘工作面遇到断层时，容易出现冒顶，片帮等事故，所以，要加强支护。当断层与含水层或地表水相通时，水会沿断层带流入矿井内，使矿井内涌水量增加，劳动条件恶化。水文地质条件复杂的矿区还会发生突水，在高沼气矿井中，由于断层附近岩石破碎，容易积聚瓦斯，造成瓦斯突出事故。因此，当采掘工程接近断层破碎带时，应采取安全措施预防各种事故发生。
　　三、结语
　　断层在地壳中分布广泛，其形态和种类繁多，规模大小各异，它们关系到煤层的破坏和保存，造成矿层，岩层的错动不连续，对于矿产的勘探和开采，以及水文地质，工程地质均有影响，在煤矿生产工作中，对断层的研究和处理是一项极重要的内容。

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