大采高综采工作面过断层采煤技术探讨

大采高综采工作面过断层采煤技术探讨

宋立勇

富源县能源局竹园能源分局

摘要：回顾往昔，煤炭对推动我国经济发展功不可没，是基础能源之一。然而，要想将煤矿资源开采出来极为不易，尤其是在当今煤矿资源愈发枯竭的情况下，各类问题相继暴露出来。煤矿开采过程中常会遇到断层问题，从而对煤矿开采进度与安全造成严重威胁。本文首先阐述了大采高综采工作面特征，并对工作面过断层采煤技术进行了介绍，之后，又指出了大采高综采工作面过断层采煤技术实施要点，希望能够为相关人士提供参考。

关键词：大采高综采工作面；过断层采煤技术；技术要点

引言：在对煤矿进行综采的过程中，由于我国地质条件较为复杂，常会遇到断层问题，出现断层后，断层周围的一些液体与气体流动状态就会发生改变，出现瓦斯事故的概率也将进一步提升。且地壳挤压产生的应力甚至会导致断层产生裂缝，一旦未能得到科学处理，就可能酿成安全事故，对作业人员生命安全造成极大威胁。由此可见，对断层加深了解，掌握大采高综采工作面过断层采煤技术尤为重要。

1综采工作面过断层常见问题探析

综采工作面中正断层与逆断层都较为常见，对断层类型的界定主要是通过观察断层两盘相对位移来进行判断。正断层是指断层上盘相对下降，而下盘相对上升的断层形式，与之相对的则称为逆断层。一般来说，在拉张力与重力相互作用下，容易形成正断层，而受水平挤压力影响通常会形成逆断层。综采是综合机械化采煤的简称，也就是说，在采煤工作中，所有操作都由机械进行，其流程包括但不限于破煤、运煤、掘进等。作业过程中，采煤机、刮板输送机等是最主要的设备类型。众所周知，采煤一般需要在地下进行，作业环境极为复杂，且即便通过预先勘察也无法了解全部的地下情况，随着开采的进行，地下结构也会发生极大变化，因此，多方面因素都会影响到综采工作质量与效率。一旦遇到过断层构造，工作难度将大为提高，且作业安全性与效率是其中较为突出的问题。通常，断层处岩石均呈破碎状，这就令发生冒顶的概率被大大提升。在综采工作面中，底板、顶板与采高等各项因素会相互作用，此时，一旦发生冒顶事故，就可能连带导致支架损坏、倾斜，甚至引发严重安全事故。且一旦遇到过断层问题，开采效率与工作面产量都无法得到可靠保证。鉴于此，应对综采工作面过断层问题予以高度关注与正确处理。

2 大采高综采工作面过断层采煤技术

2.1调整割煤高度法

为了尽可能避开断层，可以运用调整割煤高度的方法。这一方法需要提前计算出工作面距离断层之间的距离，在以此为依据，通过计算来调整割煤高度。实际操作时，可以先将顶层或底层的煤保留，待越过断层之后再逐步进行开采。通常来说，调整割煤高度的方法有一定的应用限制，只有当断层之间落差在一定范围之内才能够使用，同时还要保证压支架能够顺利通过断层煤层。若是在实际作业中发生特殊情况，应将工作面适当上扬，通过这样的方法，采煤作业能够进行地更为顺利。

2.2平推硬过法

在综采进程中，若是发现断层落差不大，却因为受到其他限制而无法通过调整采高的方法越过断层，就可以采取平推硬过法。若想要该技术能够取得实效，需要在正式实施之前使用专业工具测量相应的断层数据，此后再进行破岩操作，以便后续综采作业能够顺利推进，但在实际应用中，由于采煤机破岩能力不足，导致平推硬过法只能应用于顶板或底板岩层强度较低的情况下。在实施的过程中，平推硬过法具备操作简便、对生产进度影响较低等优势，但也同样存在一些劣势，如在运用这一方法过断层时，难以对顶板位置进行良好管理。

2.3挑顶起底法

在这一方法中，采煤机仍然担任着主要角色，需要进行挑顶、起底操作，这样一来就能够强行割除周围岩层，从而越过断层。但在运用挑顶起底法时，若是沿着综采工作面向前截割岩层的话，就可能会出现过断层前后工作面底板高度不一致的情况，如断层之前工作面底板相对更低。在这样的情况下，就应使用挑顶法。且另一种情况下也能够使用挑顶起底法，即断层中间煤层厚度低于液压支架最低高度，但实际操作时是否应用挑顶起底法，还要考虑综采工作面顶、底板岩层强度。若是岩层强度较低，采煤机的力量就足够用来挑顶、起底，这一方法也能够奏效。而若是岩层强度较高，滚筒切割力不足时，就需要先对断层进行预处理，再以现场实际情况作为是否使用这一方法的判断依据。

2.4跳采法

若是通过观察发现断层落差较大且波及较广，就可以采用跳采法。这一方法包含全部跳过与局部跳过这两种。由于局部跳过任务量极较大，且使用这一方法时煤炭回采受阻，故而应用较少。而前者可以改变工作面尺寸，使断层前后取得良好衔接，对回采工作也有一定助益，因此得到了更广泛的应用。

3 综采工作面过断层采煤技术要点

3.1合理应用支护技术

综采过程需要过断层时，应合理应用各种支护技术，防止出现冒顶情况，对于断层与工作面周边等位置，为进一步提升支护质量，应在这些位置设置足够的支护数量，保证支护强度与安全性达标。若是工作面顶板破碎，单独使用支架防护方式无法起到良好支护效果，此时，就可运用“注浆+撞楔支护”形式，以便更好地控制顶板。第一，先在顶板下1.0 m处钻出注浆孔，保证孔深在6 m左右，且与工作面之间呈5°仰角。第二，将配比好的混合液运用高压注浆泵注入注浆孔内。第三，在顶板煤壁上垂直钻出一排孔深为3.0~5.0 m的支护孔，之后再将超前锚杆支护孔内锚注入支护孔内，并使相邻的撞楔超前锚杆支护相互交错。

3.2合理调整综采工作面的方向

综采过程中若需要过断层，应尤为注意工作面与断层线之间的夹角，若是两者间的夹角过小，或者出现了平行情况，过断层的过程中，恐会导致一定范围内的断层均暴露出来，从而增加顶板维护难度。鉴于此，需要在正式过断层之前，对综采工作面方向进行重新布设，使两者之间夹角适当增大，同时还应进一步削减两者交叉面积，如此，就能够为顶板维护提供一些便利，然而却也有所缺陷，即过断层效率会随之降低。一般来说，若是顶板工作面稳定性良好，应令综采工作面与断层线的夹角处于20°~30°范围，而若是稳定性欠佳，则夹角在 30°~45°范围内为宜。

3.3正确处理断层岩石

过断层时，处理好断层周围的岩石至关重要，当岩层硬度系数低于4时，截割方法就能够取得较好效果，若是岩石硬度超出这一范围，就需要借助打眼放炮法来实施挑顶起底作业。为防止爆破力过大，必须控制好装药数量，同时对于炮眼角度与位置也应科学设置，做好相应准备工作后再进行打眼。此外，还要做好相应的防护措施，防止液压支架受到破坏。一般来说，可悬挂档矸皮带进行支架防护，同时，为防止炮烟腐蚀支架镀层，也可以利用风镐来对断层周围岩石进行处理。

结束语：当前，为进一步提高煤层采出率，大采高综采技术的应用是一个重要途径。而在运用这一方法时，常会在综采工作面遇到断层情况。出现断层后，煤层将会出现混乱，煤层顶板也会变得破碎不堪，从而令采煤作业安全性与效率受到极大影响。对于这一情况，必须因地制宜，运用合理的过断层方法，以便越过断层继续进行开采作业。此外，综采工作面过断层时，还应注意支护技术的有效应用，并对断层岩石进行正确处理，多种手段齐下，促使过断层安全性得到进一步提升。

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