煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層技術(shù)措施研究

高佳永

摘 要：煤礦是我國(guó)不可再生資源的代表，其開(kāi)采率與使用率也是名列首位的能源之一。對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)與管理的問(wèn)題也成為煤礦企業(yè)在開(kāi)礦過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。煤礦開(kāi)采過(guò)程中，工作面過(guò)斷層在整個(gè)井下采煤操作中是重點(diǎn)的步驟和環(huán)節(jié)。而生產(chǎn)與管理的工作人員自身的安全與煤礦企業(yè)的個(gè)體形象與效益呈正相關(guān)。本文就以?xún)?yōu)化煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層技術(shù)，積極實(shí)施與研發(fā)符合實(shí)際情況的采煤斷層施工措施，實(shí)現(xiàn)采煤企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙豐收。

關(guān)鍵詞：煤炭生產(chǎn)；采煤工作面；過(guò)斷層；安全技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我們?cè)诘厍虻谋砻孢M(jìn)行著各類(lèi)生產(chǎn)及生活。地殼位于地球的中層部門(mén)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不斷地變動(dòng)，也就是人們常說(shuō)的“地殼運(yùn)動(dòng)”。斷層隸屬于地質(zhì)構(gòu)造的一種，其本質(zhì)來(lái)源于長(zhǎng)久性的劇烈運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)變。井下采煤安全的保障與勘探時(shí)斷層的分布有著緊密的關(guān)系。斷層在井下采煤作業(yè)中的危害性主要包括以下兩點(diǎn)。第一點(diǎn)，從整體的角度出發(fā)，斷層的產(chǎn)生原理在本質(zhì)上破壞了整個(gè)巖層分布。對(duì)于煤礦采掘和開(kāi)發(fā)時(shí)工作面底板與頂板的來(lái)壓規(guī)律發(fā)生改變，工作面支護(hù)技術(shù)的難度也越來(lái)越大。當(dāng)煤礦井下采煤工作面垂直于斷層走向相時(shí)，整體的施工壓力就會(huì)摧毀整個(gè)工作面的底板與頂板，從而引發(fā)大面積煤礦的冒頂，礦產(chǎn)資源的管理與開(kāi)采出現(xiàn)故障；第二點(diǎn)，斷層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的同時(shí)也會(huì)有一些其他的雜質(zhì)產(chǎn)生。例如：水流、有害氣體、礦石等諸多影響煤炭開(kāi)采的物質(zhì)。雜質(zhì)的出現(xiàn)就預(yù)示著氣體和空隙的存在。我們通過(guò)以往煤炭開(kāi)采發(fā)生事故的案例中，突發(fā)性嚴(yán)重的事故多為瓦斯泄露和爆炸、巖層坍塌、流水滿(mǎn)灌等因素。因此，深層探討采掘時(shí)工作面過(guò)斷層的技術(shù)操作，是保障參與人員人身安全和生產(chǎn)安全的有效措施和重要手段。

1.工作面過(guò)斷層的開(kāi)采方法

通常如果斷層比較完整、比煤層薄、落差比較小，而且周?chē)鷽](méi)有水源和煤氣等危險(xiǎn)物質(zhì)，我們可以采用過(guò)硬的開(kāi)采方式。當(dāng)前的主要開(kāi)采方式是炮采和機(jī)采，所謂炮采，就是在進(jìn)行開(kāi)采工作時(shí)，要用硬木做支柱以使斷層周?chē)谋Э梢酝旰脽o(wú)損；所謂機(jī)采，就是在開(kāi)采高度高于機(jī)械滾筒的高度時(shí)，要用機(jī)器強(qiáng)行開(kāi)采斷層。為了保證煤層平滑完整，支柱措施起到作用，我們?cè)趯⒁_(kāi)采的斷層高度能夠通過(guò)采煤機(jī)的前提下，要采用炮采與機(jī)采相結(jié)合的方式，炮采超前2刀，然后機(jī)采超前3刀，如此循環(huán)操作，以保證高效生產(chǎn)。當(dāng)頂板錯(cuò)位時(shí)，若置于溜子下面，則采用挑頂法來(lái)找平施工面；若置于溜子上面，則采用拉底法來(lái)找平施工面。斷層的位置不同也要有不同的開(kāi)采方式，例如斷層置于施工面上部時(shí)，采用“下機(jī)、上炮”的方式；斷層置于施工面下部時(shí)，采用斷層“下炮、上機(jī)”的方式。斷層不完整、頂板破裂、落差大時(shí)，要直接去掉斷層帶，使用拱眼或者再次開(kāi)眼。工人在開(kāi)采已經(jīng)被斷層破壞了的巖層時(shí)，常常是伴隨著一定的風(fēng)險(xiǎn)的，很容易發(fā)生人身安全或生產(chǎn)安全等事故。所以，工人在施工過(guò)程中涉及挑頂或臥底等工作時(shí)，要將安全放在首位，其次是經(jīng)濟(jì)效益，制定最佳的開(kāi)采方案，爭(zhēng)取安全與質(zhì)量的雙豐收。開(kāi)采高度小于斷層的落差時(shí)，要將斷層分為兩部分進(jìn)行施工，順著中間部位進(jìn)行挖掘，將煤由下到上依次運(yùn)出。如果傾斜斷層落差過(guò)大，那么就要放棄開(kāi)采，選好位置重新開(kāi)眼并進(jìn)行回采，這樣既能減小搬運(yùn)設(shè)備的壓力，降低開(kāi)采難度，還能更有效地提高掘進(jìn)量，如果斜交斷層落差過(guò)大，那么開(kāi)采是就應(yīng)該放棄斷層掘切眼這一步。根據(jù)形勢(shì)，也可以適當(dāng)開(kāi)采施工面與斷層兩側(cè)的三角煤，以提高煤炭回收率和使用率。為保證傳輸機(jī)可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)，可以將其作為基點(diǎn)，從整體上控制傳輸機(jī)與煤壁間的距離，使其可以直鋪掘進(jìn)。當(dāng)煤的厚度比落差小或與落差相同時(shí)，可以通過(guò)加強(qiáng)頂板來(lái)對(duì)斷層的進(jìn)行平推硬過(guò)。

2.保證工作面安全過(guò)斷層的技術(shù)措施

為了保證采煤工作的順利進(jìn)行，積極貫徹落實(shí)“上盤(pán)托頂、下盤(pán)按底”的工作方法，保障工作面安全過(guò)斷層的應(yīng)用技術(shù)的實(shí)施。在處理遇正斷層作業(yè)，設(shè)置菱形金屬網(wǎng)防漏矸，以0.2m、0.6m棚距單排密集放頂，壓縮頂板被暴露的時(shí)間，采煤機(jī)械通過(guò)斷層后立即按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范移梁支護(hù)，迎山支設(shè)支柱來(lái)保證支柱與支架的充分接頂，確保支柱初撐力達(dá)標(biāo)。為了防止斷層處上下盤(pán)發(fā)生臺(tái)階性下沉，需設(shè)立貼幫柱。為了防止因反復(fù)支護(hù)對(duì)頂板的完整性造成破壞，必須確保斷層處托頂煤移梁與支柱一次支撐成功。

2.1 水源威脅采煤工作

在采煤的工作過(guò)程中，因?yàn)轭l繁發(fā)生頂板事故，所以進(jìn)行有效管理是十分重要的。在進(jìn)行煤礦工作面作業(yè)的時(shí)候，直接影響到煤礦企業(yè)人身生產(chǎn)安全的最大一個(gè)方面，便是對(duì)水源管理的程度如何，因?yàn)橛惺謴?fù)雜難測(cè)的水文地質(zhì)情況，所以很有可能受到水源災(zāi)害的威脅，這是由于需要帶壓開(kāi)采而導(dǎo)致的。因此，煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備，在開(kāi)采作業(yè)時(shí)應(yīng)該對(duì)排水管道和管路等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行提前的準(zhǔn)備，并且時(shí)刻確定設(shè)備處于一個(gè)良好的狀態(tài)，以便在遇到斷層這樣的問(wèn)題時(shí)，可以隨時(shí)很好地應(yīng)對(duì)。與此同時(shí)，每個(gè)生產(chǎn)作業(yè)隊(duì)都應(yīng)該派專(zhuān)人來(lái)專(zhuān)門(mén)觀察水源的情況，這樣可以隨時(shí)觀察到水情的變化情況，真正地做到有異常情況的時(shí)候可以立即報(bào)告，相關(guān)部門(mén)也可以立刻的做出安全舉措來(lái)應(yīng)對(duì)水源產(chǎn)生的問(wèn)題。

2.2 瓦斯威脅采煤工作

目前，瓦斯雖然是在采煤作業(yè)的過(guò)程中是必不可少的，但是它也嚴(yán)重威脅到我們的人身生產(chǎn)安全，所以在進(jìn)行工作的過(guò)程中，必須嚴(yán)格把關(guān)，使專(zhuān)業(yè)的瓦斯檢測(cè)人員必須配帶瓦檢儀器，并且對(duì)瓦斯的濃度數(shù)值應(yīng)該進(jìn)行隨時(shí)隨地的監(jiān)測(cè)，只有這樣才能夠增加檢測(cè)的準(zhǔn)確概率，與此同時(shí)，瓦檢儀器也應(yīng)該由相關(guān)的管理人員進(jìn)行配帶。在遇到問(wèn)題如瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的時(shí)候，是絕對(duì)不應(yīng)該再進(jìn)行采掘作業(yè)的，這個(gè)時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)電源立即切斷，并且讓員工馬上停止作業(yè)撤離現(xiàn)場(chǎng)。

2.3 超高與煤層分布威脅采煤工作

除此之外，在 2m～2.2 m之間的高度是采高所必須遵守的高度，因?yàn)槌吆退乐默F(xiàn)象是在采掘煤礦的過(guò)程中所嚴(yán)格禁止的。再有，從安全方面考慮，應(yīng)該對(duì)分層煤厚等數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確地掌握了解，這樣在分層開(kāi)采時(shí)的工作面才可以更加順利地進(jìn)行下去。采煤機(jī)在進(jìn)行過(guò)斷層的作業(yè)時(shí)，應(yīng)該以十分慢速的割煤速度來(lái)進(jìn)行，最好以1.5～2 m /min的速度。同時(shí)，為了可以及時(shí)應(yīng)付各種突發(fā)的問(wèn)題，采掘煤礦的司機(jī)必須隨時(shí)隨地的觀察工作面支架等部位出現(xiàn)的安全狀況，只有隨時(shí)監(jiān)測(cè)，才可以對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題采取積極有效的解決方案。為了可以最大限度地滿(mǎn)足開(kāi)采作業(yè)的工程質(zhì)量，應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的全面管理，從而使強(qiáng)采煤工作面質(zhì)量得到最大的強(qiáng)化。在工作面過(guò)斷層采煤時(shí)使刮板輸送機(jī)的坡度必須保持均勻是為了能讓輸送機(jī)更加平穩(wěn)的運(yùn)輸。

結(jié)語(yǔ)

為了確保煤礦人身生產(chǎn)安全，在工作面安全過(guò)斷層時(shí)必須提高安全生產(chǎn)的意識(shí)的樹(shù)立提高，并且應(yīng)該培訓(xùn)工作人員的安全知識(shí)與技能等。同時(shí)，應(yīng)該采取多種管理手段來(lái)進(jìn)行好技術(shù)創(chuàng)新與設(shè)備更新。只有落實(shí)安全生產(chǎn)的理念，才能使煤礦企業(yè)安全穩(wěn)定地進(jìn)行作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]焦其峰，宋召謙.工作面過(guò)斷層清潔回采技術(shù)實(shí)踐探索[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（2）：37-39.

[2]宋延力，魏巍.回采工作面過(guò)斷層的處理方法[J].山東煤炭科技，2005（4）：6-7.

[3]陳濤.綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)[J].同煤科技，2003（1）：4-5+46.