综采工作面过断层安全技术探究

黄保胜

摘要：煤矿断层分布广泛形态规模不一，断层的出现导致煤层发生明显位移，煤矿采煤过程中遇到的断层会经常影响采煤工作面的正常作业，严重影响工作面的推进，通过对断层掘进技术的研究，总结断层的基本情况，掌握断层使用过的施工技术方案，采取科学安全的技术措施，本文通过研究断层回采工作面安全技术方法，为综采工作的稳定进行奠定基础。

关键词：综采、断层、安全技术

0引言

煤层开采过程中要解决断层施工安全问题首先需要面对的是巷道断面的支护问题，不同岩层的支护方式不同，受地质断层的影响，要深入研究断面断层构造对巷道的影响，分析发生断面巷道支护问题的主要原因，本文通过对综采工作面断层安全技术的分析总结，选择相应的技术带来的不同效果，提出断层的安全施工方法和支护方法，全面分析断层面巷道的安全措施。

1 概况

老顶：细砂岩，灰色，致密坚硬，细砂为主，夹粉砂质薄层，断面可见集中分布的黄铁矿颗粒，裂隙和斜层理均发育。直接顶：泥岩，灰黑色,致密细腻，性脆易碎，滑面发育，裂隙中可见黄铁矿薄膜。厚度0.53～3.91m，均厚1.65m。

老底：底层为细砂岩，呈灰色，质地密实且硬度高，具有粉砂状结构，细砂的分布不均匀，形成一系列裂缝，其比重较大，可能含有菱铁矿物，部分区域存在泥岩发育。厚度0.00～5.31m，均厚2.64m。直接底：泥岩，灰色，致密坚硬，可见植物化石碎片。厚度0.79～3.04m，均厚1.48m。

2 施工方案

2.1施工方法

根据暴露于工作的地层信息，作业人员选择以切割石头的方法穿透分界线。对于煤炭的部分，使用采煤机来完成开采作业;而对岩石部分优先使用炸药使其变得疏松，然后再由采煤机进行挖掘。为确保在工作中能平稳穿越分界线，作业人员在开始前就需适当调节工作面的倾斜角度。作业人员必须严密监控采高的变化，以便在跨越分界线的过程中保持稳定和安全。根据断层实际参数变化，在保证少丢煤、少割矸石的前提下，随时调整断层面附近工作面坡度及运输机倾角，确保工作面倾向坡度控制在3-8°以内，走向剖面不超过8°。过断层时断层面附近采高3.0-3.6m，为保证设备正常运行，其最大调整角度原则上按8°控制，并使破岩段与断层下盘顶底板处平缓过渡。当断层面附近煤层及顶板破碎超前片冒时，可采用超前开帮架棚的方法穿越断层。超前开帮采用采煤机滚筒沿煤层顶板割煤，风镐配合刷扩。棚梁的一端应与煤壁保持垂直，并将其搭建在支架顶梁上。这种搭接长度需要超过300mm，另一侧则需要用单体支柱或木质支柱来进行支撑。过断层期间，收集分析现场地质资料，及时调整回采方案，尽可能过断层范围采取平推方法回采，跟住煤层顶板，局部受断层影响，工作面调整过程中，以多割煤、少破矸、少丢煤为原则。

2.2顶板管理

为防止片冒采用的安全措施为合理劳动组织，保证工作面推进速度，月推进度不小于60m。在断层面和顶板破碎带附近，应根据最小的顶距进行管理，并将采高限制在3. 0 - 3. 6米之内。断层带附近采用带压擦顶移架，坚持“带压擦顶，少降快移”原则，降架幅度不超过200mm，严禁大幅度降架，护帮板紧贴煤壁。支架在接顶后，需持续供液3~5秒，确保支架具有初撑力。顶部破碎处支架顶梁必须与其附近支架顶梁保持水平，以避免发生咬架情况。顶板破碎严格执行及时拉移超前架，采煤机前方收前梁、护帮板与采煤机后方伸收前梁、护帮板不超过2架，减少回采过程裸露顶板范围。强化对作业面的施工品质监控，要求顶梁与顶板保持水平对接，以确保稳定的支撑力，避免出现倾斜、倒塌或拥堵的情况。同时，需精确掌控框架之间的距离，以免因碎石掉落而引发顶板的不稳定状况。当开采过程中遇到断裂面或者顶部破碎区时，需要预先收缩可能影响切割的延伸梁及防护挡板，并且不超过两个框架。完成切割之后，立即调整后续滚轮至框架的延伸梁上，开启保护挡板来保障安全。对于断裂带，应该移动超前的框架，让液压框架的前梁触碰煤炭壁，并在其下放置护板，确保端面距离小于等于340mm。

2.3爆破施工

使用煤矿允许的乳化炸药，采用微秒延迟电雷管，延迟时间最长不超过130毫秒。用于爆破的主引线应选择长度不少于120米的双芯阻燃专用放炮线。封堵孔道时要先使用水泥黏土封堵，然后放置一块水泥块，最后再用黏土封堵，禁止使用不封堵或封堵不足的孔眼进行爆破作业，也严禁使用煤粉、块状材料和其他易燃材料作为封堵材料。

3支护方式的选择与效果

3.1支架选择技术的完善对策支架选择足煤矿综采非常重要的内容，对确保开采作面的安全、稳固具有积极作用。为提高支护水平，确保煤矿开采顺利进行，合理还择支架类型是非常重要的环节。液压支架被广泛应用于综采工作面，但其种类因其特性而异。根据其特性，液压支架可以被划分为三大类别：支撑型、保护型和支撑保护型。每一种支架都有其独特之处，并能适应各种不同的支护环境。实际工作中应结合具体需要,选择合适类型的支架方式,确保煤矿开采安全、顺利进行。

3.2破碎顶板管理技术对策在有些煤矿开采过程中,顶板并不是完整的,而是存在破碎现象。对于破碎顶板，为提高管理工作效率所采用的管理措施与完整顶板管理对策是不相同的。破碎顶板常用掩护式支架进行支护，具体应用时根据实际情况做出适当调整,通常较为有效的管理方法是在支架顶梁上铺设一层金属网。即使在煤矿开采过程中出现顶板破碎现象,但破碎顶板最先出现在金屈网上，不会直接影响支架的安全与稳固，从而确保支架安全稳定，有利于预防安全事故发生。因此，为保证作业面的安全性和稳定性，作业人员需要实施有效的防护措施。煤矿开采过程中应该及时进行超前支护，避免综采工作面出现片帮现象。在展开综采作业时，应注重采用先进技术，尽量减少煤壁暴露的时间，同时可以强化煤体，解决煤壁片帮问题，确保综采作业的安全性和可靠性。

3.3根据实际回采情况选择不同的支护方式，工作面回采过程中要采用布点监测方式，实时监测前后、两帮和底鼓的巷道情况，证对巷道变形量的监测效果，布点时首先将标准桩打入到顶板和两帮内，在标桩的上侧设置位移传感器，从而实现对工作面回采过程中两顺槽变形情况的监测，作业时首先优化前巷道顶板平均位移量约250mm，优化后巷道顶板平均位移量约比优化前降低了约24%。优化前巷道两帮的平均位移量约为 680mm，优化后巷道两帮的平均位移量约为 210 mm，比优化前降低了约 70%。由实际监测结果可知，优化后显著地提升了煤矿井下工作面回采的稳定性，对提升工作面回采效率、保障工作面安全回采安全具有十分重要的意义。

4 结束语

综上所述，通过对断层掘进技术的研究，总结断层的基本情况，掌握断层使用过的施工技术方案，采取科学安全的技术措施，对综采工作面断层安全技术的分析总结，全面做好巷道支护的安全作业提供参考，保障作业人员安全，促进企业经济平稳发展。

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黄保胜，男，生于1989年，汉族，安徽淮南人，2013年毕业于中国矿业大学安全工程专业，本科，中级工程师，工作于中煤新集能源股份公司，研究方向：安全工程