浅谈综采工作面过断层开采技术

【摘 要】 综采工作面通过断层是综采的难点，如果不采取有效的措施，不但会使产量下降，而且工作面还可能被迫停产搬家。本文首先分析综采工作面过断层的困难，重点论述综采工作面通过断层的措施，确保综采工作面过断层的安全，探讨采煤工作面过断层安全技术有助于保障人员安全，保障煤矿企业经济效益，具有重要的意义。

【关键词】 采煤 过断层 采高 挑顶起底 跳采

断层是一种地壳在各种地质年代中剧烈运动产生地壳断裂形成的地质构造，断层具有两个方面的危害，一方面，断层的存在影响了岩层的稳定性，破坏了整体性，改变了采煤时工作面顶板和底板的来压规律，增加了综采工作面支护难度，当断层走向与工作面垂直时，可能由于工作面整体来压导致整个综采工作面被摧垮，从而诱发大面积冒顶；另一方面，断层可能成为煤层附近岩层中水流、有害气体的仓库和通道，很容易出现突发性的瓦斯事故。因此，探讨对于综采工作面来说，研究过断层开采技术，有助于保障煤矿井下工作人员的人身安全，保障企业的和谐稳定发展都具有重要的意义。

1 综采工作面通过断层的困难

地质构造是影响综采工作面设备效能发挥的重要因素。而断层的影响又是诸因素中的主要因素。据调查，几乎没有无断层的工作面，所以，探索过断层的方法，已经成为综采发展的当务之急。

（1）由于断层处的岩石往往比较破碎，在工作面通过时很容易造成冒顶，而且冒顶的高度都比工作面不过断层时要大。

（2）综采工作面通过断层时，由于顶、底板和采高的变化，很容易造成液压支架的倾倒和“压死”。

（3）在处理断层带的岩石时，如果方法不恰当，很容易损坏支架，采煤机和输送机等机械设备。有时，通过断层后设备损害严重，不得不将设备全部升井大修，造成很大的经济损失。

（4）综采工作面通过断层时，对工作面的产量影响很大。据调查，断层落差愈大，过断层时产量下降愈多；断层与工作面的夹角对工作面产量也有很大的影响，即断层与工作面的夹角愈小，产量下降愈大。

2 综采工作面通过断层的措施

目前我国回采工作面多是区内后退式，在回采前，工作面上下顺槽已掘出，工作面内的断层可基本探明。如果工作面内有落差大于采高的走向断层，可以断层为界。将工作面分为两个条带。沿断层掘进中巷，上一条带工作面的煤可由中巷运出。对于落差大的倾斜断层，则常需另掘开切眼，工作面采至断层一侧时停采，将设备移至新开切眼再回采。这样做虽然增加了掘进量和设备搬家的次数，但也避免了断层处回采的困难。断层落差大于采高时，基本上不硬过。对于落差小于采高的断层，一般可以硬过。但在工作面通过断层时，应采取如下措施来加强顶板管理与生产组织。

2.1 调整工作面与断层线的夹角

对于落差等于或小于煤层（采高）的倾斜断层（与工作面斜交），一般是工作面平推硬过。当工作面通过断层时，如果工作面与断层线互相平行或相交的度数太小，则断层在工作面的暴露范围很大，断层线互相平行或相交的度数太小，则断层在工作面的暴露范围很大，对于顶板维护来说是十分困难的。为了减少断层与综采工作面的较差面积，可以考虑通过在通过断层前优先调整综采工作面的方向，使综采工作面与断层保持一定的夹角。他们之间形成的夹角越大时，形成的交叉面积越小。顶板就越容易维护，但是通过断层的时间会加长。根据实践经验，对于那些中等稳定以上的顶板工作面，综采工作面与断层的夹角以20—30度为宜；对于那些不稳定顶板，综采工作面与断层的夹角需调整到30-45度。但这样将会使综采的工作面的长度大大加长，采用这种方法时需将诸因素综合考虑，最终选定一定比较好的方案。

2.2 处理断层处岩石的措施

工作面过断层时必须采取措施处理断层处的岩石。当岩石硬度系数小于4时，可采用采煤机直接截割，但牵引速度应减小；当岩石硬度再高时，则要用打眼放炮的方法预先挑顶或卧底。处理断层要打浅眼、少装药、放小炮，打眼时要选择好炮眼的位置和角度，放炮时要防止崩坏液压支架。在放炮区内通常采用的防护措施是在支架前柱的前方悬挂挡矸皮带，必要时还需在支柱外面套上胶皮防护筒。根据现场观测和分析认为，炮烟对支架支柱表面的镀层腐蚀性较大，尤其是对镀铜层影响更大，因此有的矿为不腐蚀镀层则不采用放炮松动岩石，而用风镐来处理断层处的岩石。

2.3 过断层时的顶板管理

支架过断层时顶板比较破碎，要特别注意加强维护。工作面断层区域内可以采用隔一架移一架的方式移架，根据不同情况也可采用管理破碎顶板的方法来管理断层区顶板。当顶板特别破碎时，应随着采煤机滚筒割煤而立即移架。工作面的支架采用间隔移架方式及时带压移架。

2.4 液压支架过断层

综采工作面，工作面液压支架的俯仰角度不能太大，一般以10—12度为宜，最大的不得超过16度。如果工作面在断层处向上推进，则应挑顶和卧底，提前试支架缓斜往上爬；否则，则尽量不要挑顶，指卧底，提前使支架按选择的俯斜角度向下移动。

2.5 加固顶板

（1）锚杆加固。将锚杆打入顶板将顶板锚固，锚杆的间距、仰角及深度参数需要根据具体情况确定。

（2）化学加固。化学加固法是利用若干化学药剂配制混合后，短时间内体积大量膨胀的原理，将其注入顶板裂隙而固结顶板的一种方法。在我国的开滦煤矿就试验过这种化学加固法，并取得了初步的成效。

3 结语

总之，综采工作面过断层开采技术是具备一定的开采风险，必须精心准备，采用合理的科学设计，在综采工作面生产过程中应严格按照步骤、程序实施方案，严格地检查巷道的质量，及时发现和改正中间存在的问题，综采工作面高效过断层，是提高煤炭回收率，创造良好经济效益的重要举措。为了确保综采工作面过断层的安全，需要煤矿企业加强职工安全技术教育，采取积极有效的安全技术措施，并加强技术创新和设备更新，做好设备维护、日常巡检等工作，在实践中不断总结经验，提高企业的安全技术水平和安全管理水平。

参考文献：

[1]李志国.综采工作面过断层技术[J].煤，2009（07）.

[2]刘志刚，张华清.综采工作面过断层技术与实践[J].煤矿开采，2010（05）.