綜采工作面快速過斷層方法淺析

劉中華 高毫

摘 要：為促進(jìn)綜采工作面快速、安全通過斷層，本文介紹了綜采工作面過斷層的主要方法：調(diào)整采高法、挑頂臥底法。分析了這些方法的適應(yīng)性與具體應(yīng)用，總結(jié)了綜采工作面快速過斷層的主要安全技術(shù)措施，以期對相關(guān)工作者能有所助益。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；過斷層；方法；措施

斷層帶通常地質(zhì)條件復(fù)雜，頂板破碎，導(dǎo)水裂隙較多，斷層的存在一方面會影響順利回采，另一方面斷層帶周圍易積聚瓦斯氣體，給煤礦安全生產(chǎn)埋下隱患。通常，綜采工作面是否能順利通過斷層，不僅受斷層本身落差、傾向以及傾角影響，同時(shí)還跟煤層賦存情況、選用的生產(chǎn)工藝、綜采設(shè)備等有關(guān)。一般斷層落差越小，產(chǎn)生的影響范圍也會變小，也就越不容易影響綜采工作面生產(chǎn)。下面我們就簡單介紹幾種綜采工作面快速過斷層的方法。

1 綜采工作面快速過斷層法

1.1 調(diào)整采高法過斷層

此方法主要是通過科學(xué)、合理的控制采煤高度與按實(shí)際生產(chǎn)條件來調(diào)整液壓支架高度來使綜采工作面通過斷層。調(diào)整采高過斷層法較適應(yīng)于通過小落差斷層，但斷層上盤煤與下盤煤間距，應(yīng)能確保支架順利通過。我們現(xiàn)以某小斷層為例，詳細(xì)闡述一下應(yīng)用調(diào)整采高法如何過斷層。具體如圖1所示。

結(jié)合圖1我們可以看出，若讓綜采工作面從右方過此斷層，需漸漸上臺工作面，同時(shí)應(yīng)把實(shí)際采高與所用支架降低，采用留底煤法過斷層；若讓綜采工作面從圖中左側(cè)通過斷層，需逐漸降低工作面采高，并謹(jǐn)防過斷層線時(shí)發(fā)生割頂，進(jìn)行留頂煤過斷層。在綜采工作面過斷層過程中，所需支架的高度主要受斷層參數(shù)影響。仔細(xì)觀察圖1我們可知，所用支架下限通過高度量主要為支架設(shè)計(jì)下限高度、斷層落差以及不可遇見情況下的富余量之和。調(diào)整采高法過斷層具有操作簡單、可持續(xù)生產(chǎn)、無需額外工作量等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)用該方法過斷層，可使原煤含矸量大幅降低，可提高煤質(zhì)，減弱煤機(jī)零部件磨損度，更好的確保機(jī)組性能，但該方法在實(shí)際應(yīng)用中也易受到一些限制，如斷層上盤煤與下盤煤間距等。

1.2 挑頂臥底法過斷層

在實(shí)際生產(chǎn)中，若工作面向前推進(jìn)的過程中遇到的斷層落差較大時(shí)，當(dāng)不易直接過斷層時(shí)，可想方設(shè)法避開該斷層另掘巷道進(jìn)行繞行通過。若實(shí)在無法繞行斷層，必須直接硬過斷層時(shí)，可采用挑頂臥底法過斷層。該方法主要是應(yīng)用煤機(jī)截割頂板巖層與底板巖層，或先進(jìn)行松動爆破后再用煤機(jī)對頂板與底板進(jìn)行截割，最終通過斷層，下圖2為挑頂臥底法過斷層示意圖。

當(dāng)待通過斷層上盤煤與下盤煤間距比所用液壓支架通行下限還小時(shí)，調(diào)整采高也不能順利通過的情況下，應(yīng)充分結(jié)合頂?shù)装鍘r性采用挑頂臥底法通過。

若待通過斷層頂?shù)装鍘r性為泥巖或破碎砂質(zhì)泥巖時(shí)，用煤機(jī)直接挑頂或臥底便可通過，但應(yīng)科學(xué)、合理的控制挑頂臥底高度，若挑頂臥底量過大，易使煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，會嚴(yán)重磨損煤機(jī)組件，若挑頂臥底量過小，可能會影響采面順利通過。

若斷層頂板與底板巖性堅(jiān)硬時(shí)，使用采煤機(jī)直接截割很容易損壞采煤機(jī)，同時(shí)截割效果也不會很明顯，這時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的超前處理，如可用深孔松動爆破技術(shù)先松動巖石，把巖石松動后再采用煤機(jī)截割破巖，這樣截割效果會比較好，同時(shí)也不會嚴(yán)重磨損采煤機(jī)。

挑頂臥底過斷層法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多，通常效果也較好。但值得注意的是，當(dāng)斷層頂?shù)锥紴閳?jiān)硬巖石時(shí)，進(jìn)行事先預(yù)處理時(shí)，選用的爆破參數(shù)必須科學(xué)、合理，這樣不但能確保實(shí)際爆破質(zhì)量，有效降低后續(xù)采煤機(jī)破巖阻力，而且更有利于控制管理工作面頂板。

2 過斷層安全技術(shù)措施

1）強(qiáng)化頂板支護(hù)，確保支護(hù)質(zhì)量。當(dāng)頂板破碎較嚴(yán)重時(shí)，可用化學(xué)注漿法加固頂板，對于較易片幫，易冒漏地帶，可采用超前拉架的方式進(jìn)行移架，還可前探錨桿進(jìn)行超前控制頂板。

2）應(yīng)加快工作面推進(jìn)速度，有效縮短空頂時(shí)間。由于隨著空頂時(shí)間的變長，煤壁暴露時(shí)間也會增長，這樣也就更易引發(fā)頂板與煤壁片幫，對此可借助加快工作面推進(jìn)速度，來縮短頂板、煤壁暴露時(shí)間，來更好的防治頂板掉落與煤壁片幫。

3）應(yīng)重視探測斷層構(gòu)造帶，充分了解待過斷層地質(zhì)情況、影響范圍、產(chǎn)狀等，根據(jù)了解情況選擇合適的方法過斷層。

4）合理選用爆破參數(shù)。當(dāng)需要進(jìn)行松動爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)依據(jù)斷層實(shí)際情況，科學(xué)、合理的選用爆破參數(shù)。爆破預(yù)期松動圍巖應(yīng)足夠，同時(shí)不應(yīng)增加頂板支護(hù)難度，影響支護(hù)質(zhì)量。

5）應(yīng)重視工作面礦壓觀測，充分了解工作面過斷層時(shí)工作面礦壓分布，借助礦壓規(guī)律，超前支護(hù)斷層周圍頂板。

6）應(yīng)謹(jǐn)防水害、瓦斯影響工作面過斷層。對于一些高瓦斯，易發(fā)生水害的礦井，在工作面過斷層時(shí)，應(yīng)事先把預(yù)先排險(xiǎn)工作做好，如修建專門疏水通道，及時(shí)抽放瓦斯氣體等。

3 結(jié)語

總之，斷層是綜采工作面回采時(shí)，經(jīng)常遇到的地質(zhì)構(gòu)造，工作面要想實(shí)現(xiàn)順利回采，必須能快速、安全的過斷層。在綜采工作面過斷層時(shí)，作業(yè)人員首先應(yīng)充分了解斷層大小、影響范圍等情況，并綜合考慮工作面實(shí)際地質(zhì)情況，采用科學(xué)、合理的過斷層法過斷層，同時(shí)還應(yīng)制定專門的過斷層安全技術(shù)措施，更好的保障安全過斷層。只有這樣，才能在確保安全生產(chǎn)的前提下，充分回收煤炭資源，為礦井創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹鈺寶，張志春，劉學(xué)功，王丙成.綜采工作面過大落差逆斷層技術(shù)[J].中州煤炭，2014（10）：78-80.