综采工作面过断层方法及技术要点

综采工作面过断层 方法及技术要点

常贵

摘要：我国煤炭工业的发展已有100多年的历史。作为一个主要的能源工业，它对我国许多现代工业的发展也至关重要。即汽车工业、电力工业和化学工业。此外，随着技术的不断进步，煤炭工业的发展也从传统的注重效率转变为注重技术和安全。特别是对于一些特殊的煤层结构，如断层结构，采煤工作效率往往会降低。此外，如果倾斜工作面出现故障，将直接威胁煤矿开采过程的安全和生产效率，因此需要引起关注。

关键词：综采工作面；过断层；采煤技术；实践

引言

作为煤矿开采和巷道掘进过程中非常普及的一种质构造形式，断层的负面作用不容忽视，它非常易于导致附近破碎的岩层中积累许多瓦斯和水，因此，按照断层具体的特点与围岩、煤层特性等开展有效的施工，已经成为每一个技术工作者均必须重视的一个问题，同时还是实现矿井高效、安全生产的必然要求。

1、大采高综采工作面的特征

在大采高综采工作面进行开采之后，工作面的整体煤层构造和煤质情况受到断层构造的影响而发生变化，随采高的增大使冒落带高度也随之增大，如果带有坚硬岩层在煤层的上方。在采高较大的时候，采空区往往不能被垮落的顶岩石所填满，但是在坚硬岩层的下方会出现比较大的空间；在折断后，老顶岩梁比较难以形成平衡，会在工作面引起非常剧烈的周期来压。若小断层及裂隙在工作面中比较增多，煤层的位置发生错乱，在机组采过后出现煤帮大面积的片帮现象，导致端面距增大，顶板冒落问题十分严峻。如果提前拉架对顶板的控制不能得到很好的效果，可以采取锚杆、锚索联合支护措施对工作面的顶板进行有效支护，因此，大采高综采工作面出现的局部冒顶和煤壁片帮等严重现象，是需要矿企业公司改进的一项技术。

2、综采工作面过断层方法

2.1调整割煤高度法

调整割煤高度是在采煤的过程中避开断层的办法，在作业之前，首先通过计算工作面与断层前方之间的距离长短，再根据得出的数据对割煤的高度进行适量地调整，在实际作业时，保留顶层的煤或者底层的煤的方法过断层，当通过断层以后再开采顶层和底层的煤。这种方法通常是在断层之间的落差不大的情况下使用，同时在断层中间的煤层厚度在液压支架下可通过的范围之内，在出现特殊情况时，就需要将工作面上扬，从而使得采高过断层有所降低，这样一来就能有效地保证采煤作业的正常运行。

2.2平推硬过法

工作面推进的过程中，当断层落差相对较小同时不能利用调整采高的方式来通过时，在这种情况下，则能够选择该种技术。该技术在使用过程中必须预先在断层之前一定间距按照实测的断层数据来实施相应的破岩操作，然而，因采煤机具有相对有限的破岩能力，正是由于这一个方面的原因，该技术只对那些顶底板岩层岩性较脆弱的条件适应。该技术具有诸多优势：流程简易，非常容易进行，对生产的连续性不会产生较大的妨碍。但是，其仍然存在一些不足之处：如过断层过程中的顶板非常难以进行有效管理等。

2.3挑顶起底法

挑顶起底法主要是在断层中利用采煤机进行挑顶或者卧底，将周围的岩层进行强行截割，从而达到过断层的目的。可能出现的情况有两种，一种为截割方向沿着工作面向前推进，这时在过断层之前工作面的直接底板比过断层后面的直接底板要低，就需要采取挑顶法。通常情况下，断层的上下盘之间的煤层厚度都不超过液压支架的最低通过高度，在这种情况下就可以使用挑顶起底法，而当工作面顶底板周围的岩层不是很坚硬的时候，就需要借助与采煤机的力量来直接挑顶起底；当工作面顶底板周围的岩层比较坚硬的时候，采煤机的滚筒也不能对其进行切割，将对断层进行超前处理，根据现场的实际情况，决定是否需要使用挑顶起底法。

2.4跳采法

这种技术还叫做绕过法，在落差与波及区域相对偏大的断层比较适用，主要包括全部和局部跳过2个类型。通常情况下，后者具有相对较大的任务量极，同时能够阻碍到煤炭的回采，一般不会使用；而对于前者，其主要是利用改变工作面尺寸的方式使得彼此之间能够有效衔接，能够明显提高回采率，然而施工過程中必须挖掘中间巷，并且尤其需要注重通风系统及其有关设备的衔接状况。

3、综采工作面过断层采煤技术要点

3.1断层与工作面角度调整

一般煤层的斜面断层落差过大，则需要考虑以工作平推通过断层，如果断层与工作面角度不大，则可以考虑工作面通过，断层裸露出更多；另外，断层线交叉的度数不高，断层同样会存在更多裸露。而这些裸露问题则会导致顶板维护工作难度提升。因而，正常操作应当是降低综采工作面与断层的公共面积，同时对断层与综采工作面的夹角进行调整，即夹角保持越大，则相交面积更少，维护就会更加简单，不过通过断层的周期就会延长。而且根据顶板工作面稳固情况，可以调整相应的夹角，以满足工作需要。即如一般稳固，断层和工作面的夹角范围应当为20°～30°为宜；稳固不足，则夹角范围应当调整为30°～45°范围内，但是需要考虑该方案对于工作面的延长，所以方案的可行性还需要进行详细考虑。

3.2对断层线与工作面的夹角进行科学调整

对于煤层的倾斜断层大于或者等于落差，一般采取工作面平推硬过的方式进行。如果断层线与工作面相交或者相互平行的度数不是很大，工作面通过断层时，断层就会有很大的暴露范围；断层线相交或者相互平行的度数不是很大，则断层有较大的暴露范围，从而给顶板维护带来一定的难度。为了减少综采工作面与断层的交叉面积，可以采取在通过断层前对综采工作面的方向进行调整，使断层与综采工作面形成一定的夹角，夹角越大，就会形成越小的交叉面积，顶板维护起来越容易，但是需要较长的时间才能通过断层。顶板工作面稳定程度处于中等，断层与综采工作面的夹角以20°-30°度最佳；对于顶板不稳定的，断层与综采工作面的夹角以30°-45°度最佳。但是会大大加长综采工作面的长度，是否采用这种方法要综合各种因素，最终确定最优方案。

3.3提高安全生产的管理水平

高煤矿安全生产管理水平不仅要做好职工安全技术培训、创新技术和更新设备，还要强调采煤工作面过断层的安全管理知识。在大采高综采工作面作业过程中，如果出现老顶周期来压威胁到作业人员安全时，在工作面作业人员必须迅速撤到安全地点；每次作业前，作业人员必须仔细检查作业的位置，认真检查工作面的岩层，支架，顶板，认真检查直接顶是否有松动、破碎或是离层；作业人员必须在牢固支柱的掩护下进行作业，严禁进行空顶作业；生产矿长全面负责石门揭煤期间的生产组织、顶板管理及安全生产工作，负全面生产管理责任；必须及时更换损坏柱、失效柱和光头柱，及时补齐，在浮煤和浮矸上面严禁打支柱。帮助职工树立并提高安全生产的意识和加强职工安全知识教育是煤矿企业重要的责任，为了提高煤矿生产的安全性和稳定性，作业人员必须掌握水和瓦斯等方面的知识。

结束语

综采工作面过断层采煤过程中要进行科学设计，精心准备，要按照一定的程序和步骤对方案进行科学实施，对于巷道的质量要认真检查，一旦发现问题要认真进行整改，综采工作面过断层采煤技术的运用创造了较好的经济效益，使煤炭的回收率得到提高。

参考文献

[1]周明杰，唐杰伟，吴绍贵，周明非.综采工作面安全过断层技术在实践中的应用[J].西部探矿工程.2017，03（03）：144-146.

[2]杨继和，陈维龙，张林，张成.深部矿井复合顶板综采工作面过N型导水断层技术管理实践[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2017，08（08）：85-86.

[3]杨胜，张志智，彭立华，李汉文.大倾角煤层综采工作面过断层技术与实践[J].华北科技学院学报.2017，10（10）：47-48.