煤矿井下采煤工作面过断层技术措施研究

煤矿井下采煤工作面过断层技术措施研究

张荣杰

内蒙古伊泰集团有限公司  内蒙古  鄂尔多斯市  017000

摘要： 断层是地层在地壳运动过程中形成的一种地质构造。 在煤炭开采过程中，不可避免地会遇到断层，断层不仅会影响开采效率，还会影响开采安全。如何快速安全地通过断层是煤矿企业关注的焦点。综采技术是主要的采煤技术，对过断层有较高的要求。不同的断层类型会导致不同的断层穿越方法。因此，在实际开采过程中，根据煤矿实际断层赋存特征、围岩和煤层特征等。是每个技术人员应该重视的内容之一，也是实现煤矿长期、安全、高效生产的必然要求。分析了采煤工作面过断层的几种常见方法，重点介绍了采煤工作面过断层的技术措施。

关键词： 煤矿井下采煤工作面；过断层技术；措施

引言

煤炭开采经常会遇到断层、褶皱等地质构造，这些地质构造会破坏煤层顶底板的稳定性和连通性，改变构造附近煤岩的力学性质，从而制约煤炭的正常开采。传统的工作面过断层技术包括新明挖法、强制破岩法等。不仅存在综采设备开采效率低、故障率高的问题，而且不利于工作面的顶板管理，工作面通过地质构造开采时容易发生坍塌、冒顶等安全事故。因此，应根据采掘工作面、断层发生位置和采掘工作面设备配置的关系，采取相应的过断层技术措施，提高采掘工作面推进速度和安全保障能力。本文对回采工作面过断层技术进行了探讨，为其他回采工作面过断层提供了经验。

1煤矿井下采煤工作面过断层技术

1.1 快速综掘技术

在运输巷道穿过断层期间，通过将煤巷掘进到岩巷中来寻找缺失的煤层。沿煤层施工后，再次看到断层，进入煤层前需要再次穿越岩巷，相当于穿过两条断层。在此期间，当综掘机接近煤岩结合面，即靠近断层面时，由于原始地应力的破坏，该段煤岩体松软破碎。当综掘机从煤巷进入岩巷时，需要在掩护下进行切眼，对综掘机的底部支护有一定的影响。岩巷重新进入煤巷时，需要综掘机将顶板抬上山，这也给顶板支护造成了一定的困难。此外，卧底和抬顶都增加了综掘施工的工程量，严重制约了综掘程度。为满足最优工程设计和综掘机最大开挖坡度不超过12°的要求，可相应设计隧道施工坡度。为了避免掘进过程中砂岩、石灰岩等坚硬岩层对截割头截齿的磨损，以及破岩过程中截割摇臂上载荷的增加，减少综掘机超负荷作业对设备的损坏，需要根据超前钻孔揭露的数据提前设计合理的巷道坡度，加强掘进过程中的设备维护，保证正常作业。

1.2挑顶起底法

在断层带中，顶底板之间有较厚的煤层，无法覆盖采煤机和液压支架所有参数所允许的最小开采面积，而围岩硬度较大，在采煤时会损坏机器的截煤工具。穿越断层带，可选择顶顶底抬的方法。首先，对于岩石地层，其硬度较大，因此应选择爆破方法将其清除。然后再慢慢降低采煤机设备相关参数及其割煤高度所允许的最小采高值，直到采煤机逐渐向前推进，直至离开断层后，才能恢复采煤高度。如果断层内岩石硬度不大，可以直接让刀通过，降低采煤机设备参数及其割煤高度的最小允许值，强行推动采煤机，直至其完全离开断层，其采煤高度可恢复到以前的高度。

1.3重新开切巷法

在断层带比较宽的区域，如果想强行通过，难度会很大，会损坏设备。为了避免断层及其危险，应选择重新开切巷道的方法。这种方法要把井下所有的采掘设备都搬到与重新开辟的巷道相同的方向，这样会有大量的物力和人力，降低煤炭开采的效率。而且，如果顶板有压力作用，整个采煤工作面将处于非常危险的境地，存在很大的安全隐患。因此，在采煤工作面，如果要使用重新开切巷的方法，会增加采煤的难度，这种方法的各个环节都要慎重。

1.4 顶板管理

断层附近矿压容易集中，极易引发冒顶事故。因此，在过断层期间，必须对工作面的顶板进行加强管理，主要包括以下几个方面。a)工作面准备过断层时，提前准备好足够的材料，如金属网、木板等。b)加强工作面顶板支护，确保工作面液压支架处于良好的工作状态，不发生压架、咬架、歪架事故，支架间高度差小于液压支架两侧护板的2/3，同时应保证端头支护质量。c)定期检查液压支架的液压系统。由于支架承受的压力较大，可能会发生漏油。针对这种情况，每班都要对液压支架的液压系统进行全面检查，以保证工作面支护设备在整个推进期间的正常运行。d)严格控制液压支架的空顶距，当空顶距达到330 mm时，及时进行拉架。如果移架时不能保证很小的空顶距，应在每架顶部铺一块大木板。为保证效果，每个大板应覆盖两个液压支架，同时在大板下放置单体支柱，支柱初撑力不小于1 800 kN。e)过断层时，应加强工作面的平直度管理，使工作面不会出现大的偏差，避免出现端头无支护的情况。过断层时仍有冒顶风险，工作面推进时应严格控制进入工作面的人数。作业时，工作人员不得停留在煤壁上或进入机器路径。如果有需要进入，需要关闭采煤机和刮板输送机的电源。同时，人员应在有支撑的顶板下工作，严禁在无支撑的顶板下工作。有人在煤壁或机道上工作时，工作地点上下10架内禁止支撑任何人员，以防发生事故。当工作面发生漏顶时，必须加强支护。如果发生大面积冒顶，应立即疏散工作人员。切割时，要保证整个工作面顺利推进，严禁有陡坡和急转弯。根据实际情况，掌握采煤机的挑顶量和卧底量。当截割的岩层厚度大于0.4 m时，应控制截割速度，并使截割速度缓慢通过，以减少采煤机截齿的磨损。

2 煤矿井下采煤工作面过断层技术措施

1)对于落差约为煤厚的倾斜断层，一般用采煤机过断层，要观察底板坡度、顶板破碎和硬岩变化。如果顶板硬度较高，应采用爆炸法选择顶板或底板。顶板破碎时，采煤机司机和支护人员要配合好，采取立即支护的方法，严格按照过断层的方法移动。采煤机割煤时，应将底板割平，严禁在工作面上踩踏。2)采煤机通过断层时，必须立即伸出前探梁。当片与片之间的间距大于要求的距离时，必须进行超前移架，并控制移架速度，以免滞后于采煤机的速度；并保证采高大于2 m，禁止采高过大或采煤机过不去断层的现象。3)过断层时，加强工作面工程质量管理，保证支架和输送机平直，保证支架间距一致；移动支架时，要时刻注意支架的工作状态。支撑应垂直于顶板和底板，顶部应连接紧密。如果顶板不平，必须立即调整平衡油缸，以防止支架倾斜。4)过断层时，必须保证煤的质量，尽可能清除矸石。必要时，可先破碎废石，以保证质量。5)人员需要进入人机巷道作业时，必须关闭采煤机和溜槽的电源并上锁，确保液压支架伸缩梁伸出，确认安全后方可作业；在机器道上工作时，任何人不得在工作场所上下移动10个支架范围内的支架，以防发生事故。6)确保安全出口的最小高度和宽度分别大于1.8 m和0.7 m。

 结束语

采煤工作面在开采过程中不可避免地会遇到断层地质构造。采掘工作面需要通过断层时，断层落差较小时应采用强行通过的方法，断层落差较大时应重新切眼。为保证安全生产，应采取一系列安全措施，包括顶板管理、通风管理和防治水管理。考虑到断层的复杂性，在煤矿开采中应根据断层的变化情况采用合适的过断层方法，最大限度地保证安全。该研究可为采煤工作面过断层提供一定的参考。

 参考文献：

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[4]王国军,郑计矿.煤矿井下采煤工作面过断层技术措施研究[J].企业导报,2012(19):266-267