回采工作面過斷層技術(shù)及實踐研究

邵洪興

摘 要：煤炭是我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的關(guān)鍵所在，在社會進(jìn)步和發(fā)展背景下，對于煤炭資源的需求量持續(xù)增長，對于煤炭開采作業(yè)技術(shù)提出了更高的要求。由于煤炭開采作業(yè)自身特殊性，在作業(yè)過程中伴隨著一系列的安全隱患，很容易受到客觀因素影響，影響到煤炭作業(yè)活動的安全有序開展。在回采工作面中，斷層作為一種常見的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，將會對煤炭產(chǎn)出產(chǎn)生不同程度上的影響，為了保證生產(chǎn)效率，通過過斷層技術(shù)的應(yīng)用，可以更加安全、快速斷層，作用十分突出。本文主要就回采工作面過斷層技術(shù)實踐應(yīng)用進(jìn)行分析，從多種角度進(jìn)行分析，推動我國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：回采工作面；過斷層技術(shù)；實踐；安全生產(chǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.118

在煤炭開采作業(yè)中，由于作業(yè)特性，很容易碰到斷層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在一定程度上阻礙煤炭開采活動有序開展，帶來不同程度上的安全隱患。基于此，為了確保煤炭開采活動有序開展，傳統(tǒng)的處理方法是通過重新開切眼方式，但是會對煤礦生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響，采出率隨之下降，加劇采礦成本，在很大程度上制約著煤礦企業(yè)經(jīng)營效益。針對此類問題，通過過斷層技術(shù)可以快速、安全的他用過斷層，確保生產(chǎn)活動有序開展，提升煤礦開采效率的同時，維護(hù)開采活動安全，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。由此看來，加強(qiáng)回采工作面過斷層技術(shù)研究十分關(guān)鍵，同時也是當(dāng)前煤礦企業(yè)經(jīng)營發(fā)展中首要解決的問題之一。

1 工程概況

以貴州省安順市某礦井為例，生產(chǎn)能力95萬t/a，采儲量高達(dá)5055萬t。為了順應(yīng)市場發(fā)展，提升煤炭開采效率，開始大力推廣綜采回采工作面。其中9103綜采工作面作為首個推行回采工藝的工作面，工作面采高1.5m，工作面巷道長1020m，軌道杭長935m。在工作面軌道夯234m處，發(fā)現(xiàn)有兩條連續(xù)的斷層，在不同程度上影響著開采活動有序開展。

2 工作面過斷層技術(shù)和實踐

2.1 過斷層技術(shù)工藝

縱觀當(dāng)前我國煤炭回采工作面現(xiàn)狀來看，其中選擇的過斷層技術(shù)工藝主要是通過調(diào)整采高法和挑頂起底法，在實際應(yīng)用中效果較為可觀。一般情況下，采高法更適合應(yīng)用在采煤設(shè)備才沒高度無法達(dá)到最低煤層高度時，采煤工作面正常作業(yè)推進(jìn)一定距離后，選擇采留頂煤方法來降低采高，確?；夭晒ぷ髅婵梢皂樌ㄟ^斷層，采高活動順利開展。挑頂起底法則是應(yīng)用在采煤設(shè)備自身的采煤能力能夠達(dá)到最低煤層高度，可以借助采煤機(jī)器設(shè)備直接切割堅硬的巖石，確保開采作業(yè)活動有序開展，提升煤炭開采效率[1]。

2.2 斷層FLAC3D數(shù)值模擬技術(shù)

在工作面通過斷層時，通過收集巖石樣本，根據(jù)實際情況進(jìn)行力學(xué)實驗，其中包括對巖石層的強(qiáng)度和變形值等，做好實驗數(shù)據(jù)的記錄工作，為后續(xù)工作開展提供參考依據(jù)。FLAC3D數(shù)值模擬技術(shù)作為一種前沿的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，主要是應(yīng)用在大變形的斷層頂板數(shù)據(jù)分析中。通過FLAC3D數(shù)值模擬技術(shù)，可以將收集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和分析，對圍巖和頂板的位移和垂直方向應(yīng)力數(shù)值展開分析。從中不難看出，伴隨著埋藏深度的逐漸增加，垂直應(yīng)力賦存規(guī)律隨之?dāng)U大，與實際情況充分契合。

2.3 工作面過斷層技術(shù)實踐

在回采工作面作業(yè)中，機(jī)械化設(shè)備最低過機(jī)高度為1.6m，選擇最低高度推進(jìn)作業(yè)仍然會遇到巖層阻礙，這就需要選擇的合適的過斷層技術(shù)，確保各項作業(yè)活動有序開展。同時，為了有效提升煤炭品質(zhì)，在與斷層之間距離較近時盡可能的縮小采高，避免割矸量的增加，保證煤炭品質(zhì)，提升經(jīng)濟(jì)效益。在過斷層時，采煤機(jī)推進(jìn)作業(yè)中挑頂為主、破底為輔原則，具體情況還需要充分結(jié)合實際情況有針對性進(jìn)行選擇，順利通過斷層，開采設(shè)備正常運行，提升煤炭開采效率[2]。

2.4 過斷層期間頂板和片幫煤壁支護(hù)

在回采工作面推進(jìn)中，可能遇到頂板破碎現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)冒頂或是支架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題，加之破壞支護(hù)不充分，發(fā)生嚴(yán)重的安全事故?；诖耍瑸榱舜_保推進(jìn)安全、順利，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對片幫煤壁和破碎頂板的控制，主要包括以下幾個方面：

其一，加強(qiáng)支護(hù)。在割煤后，選擇前移支架和刮板輸送機(jī)的方式及時支護(hù)，同時確保在移架過程中立柱可以承擔(dān)足夠壓力，確保支護(hù)工作可以起到原有作用，盡可能避免空頂問題的出現(xiàn)。

其二，加快推進(jìn)進(jìn)度。在設(shè)備正常使用情況下，應(yīng)該結(jié)合實際情況適當(dāng)?shù)脑黾油七M(jìn)進(jìn)度，在提升推進(jìn)進(jìn)度的同時，可以有效縮短煤壁顯露時間，盡可能降低破碎頂板事故幾率。在回采工作面通過斷層過程中，為了維護(hù)作業(yè)安全，在打眼期間注重頂板和兩幫，一大發(fā)現(xiàn)有安全隱患的存在，需要立即停止鉆進(jìn)活動，尋求合理措施予以處理[3]。爆破前，需要選擇合理的支架頂梁，爆破后選擇超前拉架，盡可能避免空頂事故出現(xiàn)，維護(hù)作業(yè)安全。在全巖回采中，需要選擇專門的采煤機(jī)及時有效的頂板支護(hù)，盡可能縮減空頂距離。工作面到達(dá)指定區(qū)域后，放置一定數(shù)量的圓木，可以有效避免支架上方空頂。斷層延伸到機(jī)尾后，派遣專門人員觀測巷道頂板，如果發(fā)現(xiàn)存在異常問題，及時選擇安全防護(hù)措施，確保作業(yè)活動安全有序進(jìn)行。與此同時，為了避免落矸威脅到人員尚明安全，可以使用方木和竹笆背頂處理，維護(hù)作業(yè)安全[4]。

2.5 加強(qiáng)設(shè)備和人員管理

在回采工作面過斷層期間，為了確保各項作業(yè)活動有序開展，應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)備和人員管理，提升工作人員專業(yè)素質(zhì)和責(zé)任意識，正確使用機(jī)械設(shè)備，降低設(shè)備老化、磨損，促使作業(yè)活動更加規(guī)范化，提升煤炭作業(yè)效率和安全。

3 結(jié)論

綜上所述，在回采工作面過斷層期間，需要充分結(jié)合實際情況，選擇合理的過斷層技術(shù)，加強(qiáng)破碎頂板和片幫煤壁控制，選擇合理的支護(hù)方式，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保采煤作業(yè)活動可以安全有序進(jìn)行，為煤炭企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙東亮.裕興煤業(yè)15108回采工作面過斷層技術(shù)研究[J].能源與節(jié)能，2016，24（05）：187-188.

[2]劉中勝，陳峰.回采工作面補(bǔ)切眼內(nèi)掏槽過斷層技術(shù)研究與實踐[J].中國煤炭，2015，24（10）：44-46+52.

[3]董利.回采工作面平推硬過斷層冒頂事故的技術(shù)分析及防范[J]. 煤礦安全，2015，31（12）：35-36.

[4]陳小軍.回采工作面過大斷層、無炭柱超前預(yù)裂爆破技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤炭與化工，2015，21（05）：101-103.