综采工作面过断层技术研究

郑磊

淮南矿业集团顾桥矿综采三队安徽淮南232000

摘要：随着现代采矿技术的创新，综采放顶煤技术和煤矿综合治理能有效提高综采放顶煤技术和煤矿回收率。本文将对煤矿开采中的综放技术进行研究，并对一些新的综放支架和配套设施进行全面综述，从而更好地促进煤矿开采中综放技术的进步。

关键词：综采工作面；过断层；技术；研究

导言

在综采工作面开采煤层过程中，经常会遇到断层带，因断层的地质条件复杂，这就对煤矿开采进度造成一定的影响。在综采工作面过断层时，由于顶板出现破碎，再加上底板不平，这就容易使支架发生倾斜，支架很难达到实际的支撑能力。这就会使支架上方出现不同程度的冒顶，支架上方的冒顶矸石的存在无形中降低了支架的支护空间，影响支架通过断层。断层附近的顶板出现提前断裂现象，当综采工作面接近断层带时，会发生回转来压，甚至会发生压死支架的事故。过断层时，采煤机过多截割岩石导致出矸量增加，同时采取放震动炮来松动煤岩体，增加了回采、检矸工作量，煤炭质量也相应下降。因此说，探讨综采面工作面过断层开采技术，对于保障煤矿企业的安全生产有着深远的意义。

1工程概述

II1051工作面位于II5采区一区段，是II5采区首采工作面。II1051工作面走向长达1256m，倾斜长137m，工作面标高-442--510m，煤层厚度1.5-2.5m，平均煤厚2.5m，工作面地质储量60万吨，可采储量57万吨。煤层倾角为10-21°，平均16°，煤层普氏系数1.13，煤层自燃发火期1-3个月。工作面顶底板情况见表1，II1051工作面地质构造复杂，工作面在施工风、机巷及切眼过程中共揭露大小断层46条，落差最小为0.6m，最大为12m。其中F5、F5-3、Ⅱ1051fF2、F5-1四条大断层斜穿工作面外段，Ⅱ1051JF16、F5-2-1、Ⅱ1051JF20三条大断层斜穿工作面里段，对回采影响较大，其余的对回采有一定的影响。断层走向与工作面走向近似垂直，煤层落差是工作面采高的5倍。其中，F5-1断层落差达到12.0m，对生产影响很大。

2简述综采放顶安全开采技术的运用现状

2.1厚煤层开采的技术难点

通过对现有的缓斜煤层综放开采设备对大倾角煤层开采适应性的基础上，提出了利用现有的重型综放设备开采大倾角特厚煤层的技术难点；在此基础上，对大倾角特厚煤层综放开采矿压显现规律、顶板破碎与运移规律、“支架—围岩“关系进行了系统研究，得到了不同开采条件的合理顶板控制技术、综放开采工艺方式和参数；提出了未利用辅助防滑、防倒设备情况下的综放面设备防滑、防倒技术，综放面设备稳定性得到了有效控制；采用大倾角综放面合理的安装、回撤、快速过断层技术，有效减少了非生产作业时间，提高了工作面效率。

2.2整体状况的技术更新

在整个矿井的技术运用中，通过采用现代化的综采放顶安全开采的机械化操作模式，将一些综合性的技术与现代信息化的角度融合在一起，尤其是突出在整个放顶安全管理技术中创新，将支护架的构建、巷道维护等运用进来，在技术组织上，对于不同工作面的安装，形成97架液压支架的方式，并采用单体支柱配合的方式，形成整个机械化操作的运用，加强顶梁与支护架之间的全面融合，因此，通过对支护架的整体管理，形成调采机头的延伸，对于相对延伸的工作面，形成平行直推的方式，直到停采线的出现，在单体支柱的配合下，形成更加坚固完整的技术模块。

3过断层的常用方法

3.1割顶法

所谓割顶法，即是综采工作面通过断层时采用切割断层上盘顶板岩石，上盘底板留煤过渡的方法通过判断。此种方法适用于煤壁松软易片帮，底板岩石坚硬不易切割，周期来压明显频繁，断层落差较小等情况。

施工方法：随工作面的推进，必须保证破顶板岩石L，L与断层落差H有关，L>H/（M*2/3），这里的M是工作面支架侧护板高度。所以，为保证所切割的岩石最少，就得让L尽可能的接近H/（M*2/3）。

另外，断层不可能停在一架不动，随工作面推进会向机头或机尾移动，所以要随时观察断层的运动方向，及时调整所破岩石的位置。

3.2割底法

所谓割底法就是综采工作面通过断层时采用切割断层下盘底板岩石，下盘顶板留煤过渡的方法通过断层。此种方法适用于煤壁坚硬不易片帮，底板岩石以泥质胶结岩石为主易切割，周期来压不明显，断层落差较小等情况。

施工方法：随工作面的推进，必须保证破顶板岩石L，L与断层落差H有关，L>H/（M*2/3），这里的M是工作面支架侧护板高度。所以，为保证所切割的岩石最少，就得让L尽可能的接近H/（M*2/3）。另外，断层不可能停在一架不动，随工作面推进回向机头或者机尾移动，所以要随时观察断层的运动方向，及时调整所破岩石的位置。

4过断层措施

4.1采煤工艺及管理

本工作面作为8煤层保护层工作面，采用综采方式进行开采。10煤层顶板岩性均以砂岩为主，局部变为矿质泥岩，矿岩硬度系数均在8-10之间，割煤机破岩参数最高允许值f=6。为保证工作面推进速度，且最大限度保护综采设备，过断层期间对于薄岩和软岩段直接采用割煤机切割，坚硬岩石段采取爆破的方式进行松动破岩。为防止放炮飞石对支架的伤害（最多单茬炮在400余发），在爆破前采用废旧皮带机皮包裹立柱、木板金属网防护墙等直接防崩措施，另外适当控制每组放炮数量和药量，杜绝放大炮。通过措施的有效执行，保证了工作面每天保持0.8米的推进度。

4.2控制断层走向与工作面的交角

一般来说，断层走向与工作面交角越大越好，这样就可以使断层的断裂构造破碎带在采煤时，所揭露的面积越小，可以更好的对断层面进行维护。若断层走向与工作面的交角过小时，工作人员就必须对工作面进行调整，让其倾斜并与断层线保持一定的交角。为了方便日后维护，断层走向与工作面的交角保持在25°以上。如当交角为30°时，工作面每推进1m，断层所暴露的面积不会超过1.5m，这样就可以更好的对顶板进行维护。但是对于断裂带面积较小的地区，就可以将交角调至10°，这样也可以进行采煤作业。

4.3增强管理以及注意设备的日常维护

机械设备是工业项目以及施工工程中必不可少的组成部分，很多作业时人力难以完成的，需要借助机械的力量。在综采工作面过断层采煤中也一样，设备的重要性也决定了在日常工作中需要注意设备的维护以及管理。除了要对综采设备进行维护之外，还要进行定期的检修，以保证设备的安全稳定可靠的运行，保证采煤项目的顺利进行，减少和避免过程中因为设备和配件的耗损而出现的安全问题等，保证工作面及时供应，特别要注意的是常用的零配件的更换以及易磨损的零配件的预备，方便在发现问题时及时地采取措施进行更换和维修。

结语

本文通过对综采工作面过断层的主要常见方法进行了论述。综采工作面通过断层的方法，取决于断层的落差、煤层的厚度、综采设备的最小工作高度、断层处的岩石硬度、综采工作面推进方向及煤层的倾角等。针对不同矿区的不同情况，应有针对性的采取相应过断层方法和措施，最大限度地回收煤炭资源，提高工作面的产量，提高矿井经济效益。通过合理地设计，以及事先的精心准备，在煤炭工作面生产过程中严格按照既定步骤、程序实施方案，严格检查巷道质量、及时发现和改正存在问题。综采工作面是可以高效通过断层的，这是提高煤炭回收率，为企业创造更优经济效益的重要举措。

参考文献

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