淺談綜采工作面過斷層技術(shù)實(shí)踐與應(yīng)用

摘 要：文章以錢家營礦業(yè)公司2074E工作面為例，分析了綜采面通過斷層的影響因素以及過各類斷層對(duì)生產(chǎn)的影響程度，根據(jù)斷層的不同類型對(duì)所要采取的具體措施進(jìn)行了分析。工作面遇斷層或砂巖構(gòu)造時(shí)，用強(qiáng)行截割或放炮的方法通過的條件及工藝參數(shù)的確定，并對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和計(jì)算，對(duì)指導(dǎo)安全生產(chǎn)有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：綜采；斷層；措施；挑頂

2074E工作面位于十采區(qū)東翼，西側(cè)為十采皮帶山、軌道山及專用回風(fēng)巷，東側(cè)為十一采皮帶山、軌道山和專用回風(fēng)巷。同煤層傾斜下方2075東工作面已回采完畢，傾斜上方暫無工程，上覆及下伏各煤層暫無工程。工作面煤層厚度2.0-7.0m，平均4.5m，煤層厚度變化較大。以亮煤為主，玻璃光澤。煤層上部有一層厚為0-1.0m的不穩(wěn)定粉砂巖夾矸。工作面掘進(jìn)揭露數(shù)十條斷層，落差0.1～5.0m，受斷層影響，煤層頂板破碎易冒落，同時(shí)工作面煤層厚度變化較大，造成回采過程中，采面割頂、底板較多，局部甚至全巖，對(duì)煤質(zhì)造成一定影響。由于采取了比較科學(xué)的過斷層技術(shù)，已成功順利推出，取得了較好的效益。

一、斷層參數(shù)及其影響

（一）斷層落差的影響

斷層落差的大小對(duì)生產(chǎn)影響程度不同，當(dāng)斷層落差增大時(shí)，綜采工作面的產(chǎn)量下降。斷層帶巖石強(qiáng)度和復(fù)雜因素的不同，影響程度也不同。當(dāng)巖石穩(wěn)定，可以用采煤機(jī)進(jìn)行截割時(shí)，影響產(chǎn)量較?。欢?dāng)巖層松軟，裂隙發(fā)育，易引起頂板冒落。

（二）斷層的傾角的影響

斷層面的傾角大部分在50°～90°之間。斷層傾角在55°～80°時(shí)，綜采面的生產(chǎn)能力下降達(dá)85%，在這種情況下，工作面控頂區(qū)巖石處理量增加，在工作面前方巖體發(fā)生破壞，增加開采的困難。其形成原因是在這個(gè)角度范圍內(nèi)，最大切應(yīng)力集中在回采工作面附近。它與造成斷層巖石沿滑動(dòng)面破壞的主要裂隙方向相吻合，使支架頂梁載荷比整個(gè)掩護(hù)梁受載大大降低，它不能保證阻止斷層巖石產(chǎn)生裂隙，而支架結(jié)構(gòu)也不能積極維護(hù)和防止煤壁片幫。

二、綜采面過斷層的方法

（一）調(diào)整采高法

當(dāng)煤層高度不小于設(shè)備允許最小煤層高度時(shí)，在距斷層位置5m時(shí)，采取留頂煤或留底煤的方式降低采高。采煤機(jī)每刀留頂煤或留底煤的厚度為100mm～150mm，過斷層后逐步見頂見底開采，恢復(fù)原采高。

（二）采煤機(jī)強(qiáng)行截割圍巖法

當(dāng)煤層高度小于設(shè)備允許最小煤層高度時(shí)，且工作面頂?shù)装鍑鷰r比較松軟，在距斷層位置5m時(shí)，采取挑頂或臥底使采煤機(jī)截割圍巖強(qiáng)行通過斷層，要求過斷層時(shí)工作面的高度大于設(shè)備允許最小煤層高度，每刀挑頂或臥底量不得超過150mm。

（三）放炮挑頂起底法

當(dāng)煤層高度小于設(shè)備允許的最小煤層高度時(shí)，且工作面頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)硬，采煤機(jī)滾筒割不動(dòng)時(shí)，必須對(duì)斷層進(jìn)行超前處理，可采取放震動(dòng)炮挑頂或起底的方法。當(dāng)沿著工作面推進(jìn)方向，過斷層前的工作面直接底板低于過斷層后的工作面直接底板，適宜采取挑頂法過斷層。因?yàn)槿舨扇∑鸬追?，則隨著工作面向前推進(jìn)，在支架前柱未超過斷層面時(shí)，支架前梁仰不起來，機(jī)道頂板處于無支護(hù)狀態(tài)，易造成漏頂事故。當(dāng)沿著工作面推進(jìn)方向，過斷層前工作面直接底板高于過斷層后的工作面直接底板，采取挑頂法或起底法過斷層均可。不論采取挑頂或起底，必須保證挑頂或起底范圍內(nèi)工作面的高度不小于設(shè)備允許最小煤層高度。

三、綜采工作面過斷層技術(shù)措施

（一）按斷層落差取過斷層措施

當(dāng)遇有落差小于1m，煤層向上斷失的斷層，頂板好時(shí)，可將采煤機(jī)與溜子上漂，并降低采高，使支架前梁和頂板盡快接頂。頂板破碎易片幫時(shí)，要盡量縮小前探梁與煤壁間的距離，并提前掛雙層金屬網(wǎng)，對(duì)發(fā)生空頂處，要插背木板。如落差大于1m，小于煤厚的向上斷失煤層，除降低采高多留底煤外，應(yīng)使支架上挺，一般進(jìn)15m后可爬高達(dá)到煤層全厚。

遇有落差小于1m，煤層向下斷失的斷層，頂板較好時(shí)，煤層小于支架最小高度，一般采用破頂?shù)霓k法通過。為了使支架能順利下栽，一般支架落后兩步。頂板破碎時(shí)，采用采煤機(jī)直接割頂板的方法，隨工作面前進(jìn)提前掛雙層網(wǎng)，移架前插好木板防止漏頂。對(duì)于落差大于1m，小于煤厚向下斷失的斷層，見斷層前加大采高，并在支架頂梁上掛雙層網(wǎng)，背上木板，使支架達(dá)最大支撐高度，為過斷層作好準(zhǔn)備，采煤機(jī)向下截割煤，將采高減小，如煤層過低，需割頂?shù)装濉?/p>

（二）特殊措施

為了預(yù)防斷層帶發(fā)生冒頂，對(duì)工作面的斷層裂隙和周圍巖石可進(jìn)行壓注人工樹脂或聚氨脂加固頂板。但是人工樹脂凝固需要一定的凝固時(shí)間，對(duì)于圍巖壓力大的礦井，此種效果沒有得到廣泛的應(yīng)用，還需要進(jìn)一步研究和努力。

四、結(jié)語

綜采工作面遇地質(zhì)構(gòu)造時(shí)有很多解決方法，針對(duì)不同地質(zhì)構(gòu)造條件，及時(shí)選擇合理的過斷層方法。比如在地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜的區(qū)域，如斷層分布較多，但落差不是很大的情況下，在工作面進(jìn)行打眼放震動(dòng)炮是一種常用的方法。經(jīng)過2074E過斷層的實(shí)踐得出，提前查明斷層的走向、傾向、落差、詳細(xì)位置以及大小、范圍和走向，超前謀劃生產(chǎn)安排，方能取得好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉志剛，張華清.綜采工作面過斷層技術(shù)與實(shí)踐[J].煤礦開采，2010（05）.

[2] 郭守泉，彭永偉.綜采工作面過斷層技術(shù)綜述[J].煤礦開采，2008（04）.

[3] 楊威，爆破技術(shù)在綜采工作面過大斷層的實(shí)踐應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2010（03）.

作者簡介：楊家平（1987- ），男，四川宜賓人，本科，開灤錢家營礦業(yè)分公司安拆隊(duì)，助理工程師，研究方向：綜采工作面設(shè)備安裝工程技術(shù)管理。