綜合機(jī)械化采煤過(guò)斷層技術(shù)研究

馬勇

摘 要：隨著采煤工業(yè)的不斷發(fā)展，礦井生產(chǎn)的機(jī)械化程度也在不斷的增加。其中綜合機(jī)械化采煤工藝在現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)中已經(jīng)起到了主導(dǎo)的作用。工作面在回采過(guò)程中經(jīng)常受到多種地質(zhì)條件的影響，其中斷層對(duì)綜采工作面的正?；夭晒ぷ饔绊懯亲畲蟮摹＿@是由于機(jī)械化程度高、擁有大量重型設(shè)備的綜采工藝，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的適應(yīng)能力較差造成的。為了減少煤炭資源損失，減少搬家次數(shù)，緩解采掘矛盾。在工作面開(kāi)采期間，對(duì)于造成全煤層錯(cuò)斷的斷層完全有可能直接通過(guò)，不需新開(kāi)切眼。

關(guān)鍵詞：綜采，斷層，強(qiáng)行通過(guò)

1.斷層的分類及工作面過(guò)斷層時(shí)的影響

1.1斷層性質(zhì)簡(jiǎn)介

斷層是由于地層的運(yùn)動(dòng)、擠壓等形成的，是地層運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的聚集和釋放的結(jié)果。地層中聚積的能量的釋放過(guò)程中，巖層要斷裂、擠壓、錯(cuò)動(dòng)、破碎等，并伴有大量裂隙的產(chǎn)生。因此，在斷層帶附近，形成斷層的破碎帶。

斷層是由于地殼在不同的地質(zhì)年代，發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)引起的地殼斷裂后形成的一種地質(zhì)構(gòu)造。通常情況下人們將斷層分為正斷層、逆斷層和平移斷層。正斷層是指上盤下降下盤上升的斷層，逆斷層是指上盤上升下盤下降的斷層。斷層由斷盤、斷層面等組成。斷層的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2斷層對(duì)工作面的影響

總體來(lái)說(shuō)斷層跟工作面的關(guān)系有兩種。一種為斷層存在于工作面的中部或端頭；另一種為工作面的走向與斷層走向相交。本文所研究的主要是指第二種情況，即工作面走向與斷層走向相交。

當(dāng)回采工作面向前推進(jìn)遇到斷層時(shí)，通常會(huì)遇到礦上壓力異常，影響工作面的正常支護(hù)。這是由于地質(zhì)構(gòu)造嚴(yán)重的破壞了工程巖體的完整性，在采煤時(shí)它改變了工作面頂、底板的來(lái)壓規(guī)律， 會(huì)造成頂板局部來(lái)壓， 增加了采煤工作面的支護(hù)難度。尤其當(dāng)工作面走向與斷層走向垂直時(shí)， 將導(dǎo)致工作面整體來(lái)壓。嚴(yán)重時(shí)可能摧垮整個(gè)工作面，進(jìn)而誘發(fā)工作面大面積冒頂。其次，斷層在形成時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的節(jié)理、裂隙、斷裂等微觀和宏觀的構(gòu)造。這些構(gòu)造很容易引起瓦斯和水的聚集，當(dāng)工作面推進(jìn)到斷層附近時(shí)很容易引起瓦斯突出和礦井突水事故。由此可見(jiàn)采用合適的方法處理工作面過(guò)斷層，對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)有著十分重要的意義。

2.綜采工作面過(guò)斷層的方法

工作面過(guò)斷層的方法通常有接架、抽架、搬家、強(qiáng)過(guò)。當(dāng)工作面內(nèi)的斷層落差較大時(shí)通常采用工作面搬家的方法過(guò)斷層，當(dāng)工作面內(nèi)的斷層落差較小時(shí)采用強(qiáng)行搬家法（即工作面通過(guò)切割頂?shù)装暹^(guò)斷層）。工作面直接搬家過(guò)斷層在此不作詳細(xì)介紹，以下主要對(duì)工作面強(qiáng)行搬家過(guò)斷層做介紹。

工作面過(guò)斷層的難以程度是由斷層的性質(zhì)、煤層賦存條件、具體生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)條件決定的。但是通常情況下斷層的落差越小，工作面通過(guò)斷層越容易。工作面強(qiáng)過(guò)斷層時(shí)主要采用對(duì)斷層“避”、“迎”、“躲”法以及這幾種方法的綜合。

過(guò)斷層采取“避”的方式。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法預(yù)測(cè)出斷層對(duì)煤層的影響距離，即過(guò)渡段。通過(guò)控制割煤高度來(lái)通過(guò)斷層，通常會(huì)留頂煤板或留底煤。通過(guò)斷層后可恢復(fù)采高。調(diào)整割煤高度方法一般適用條件是斷層落差較小，且斷層上下盤接觸之間煤層的厚度大于或等于液壓支架的下限通過(guò)高度。液壓支架下限通過(guò)高度H由下式確定[1]：

H=h1+h2+a

式中：h1 ——液壓支架下限高度；h2 ——頂板最大下沉量；a——富余量

各項(xiàng)參數(shù)滿足上述條件后，工作面過(guò)斷層即可采用“避的方法”。

過(guò)斷層采用“迎”的方法。即通過(guò)采煤機(jī)強(qiáng)行的割頂板或底板通過(guò)斷層的方法。該方法對(duì)于采煤機(jī)的消耗較大，不利于機(jī)組的維護(hù)。過(guò)斷層采用“躲”的方法是指通過(guò)采用斷層處留垛，重新打巷的跳采方式通過(guò)斷層。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，由于影響因素的復(fù)雜性，往往要綜合多種方法過(guò)斷層。不一定采用單一方法，有可能幾種方法同時(shí)使用，這要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際決定。

2.工作面過(guò)斷層采取的措施

工作做面在過(guò)斷層過(guò)程中主要面臨的問(wèn)題是頂板問(wèn)題和瓦斯、水突出問(wèn)題。

2.1頂板管理

頂板事故是煤礦五大災(zāi)害之一，如何管理頂板是每一個(gè)采煤工作面首先應(yīng)解決的問(wèn)題。工作面過(guò)斷層期間，一般頂板較為破碎。通常人們采用化學(xué)藥劑的粘結(jié)性來(lái)加固松散的圍巖。進(jìn)而通過(guò)采煤機(jī)切割巖石或者放炮掘進(jìn)的方式通過(guò)斷層。

過(guò)斷層時(shí)對(duì)頂板管理的具體措施有一下幾種方法：注馬麗散加固煤壁；預(yù)挑頂通過(guò)斷層；調(diào)整工作面與斷層的交角，分段通過(guò)斷層；（由于受沉積條件的影響，形成的斷層走向不一致，且落差、傾角變化比較大，因此，在過(guò)斷層過(guò)程中制定措施增加了諸多困難。斷層揭露之初，考慮到傾向斷層對(duì)回采的影響較大，決定調(diào)整工作面角度即由原來(lái)的垂直變?yōu)榕c之斜交，正巷一側(cè)加速推進(jìn)，副巷一側(cè)減慢推進(jìn)速度，以求最大限度地減小斷層對(duì)工作面回采的影響，使過(guò)斷層的工作順利開(kāi)展。）

打超前錨桿、錨索維護(hù)斷層破碎帶頂板；頂板松動(dòng)冒落處采用人工拉底、頂輸送機(jī)，縮小循環(huán)通過(guò)；加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修，保證設(shè)備性能良好。與斷層交接處支架預(yù)留煤底，但工作面刮板輸送機(jī)必須緩慢順延，不使刮板輸送機(jī)出現(xiàn)急彎，保證工作面刮板輸送機(jī)正常使用。過(guò)斷層期間，支架要保證完好，不出現(xiàn)自動(dòng)卸載現(xiàn)象，否則無(wú)法控制頂板。機(jī)組割完煤后，要及時(shí)拉架，滾筒過(guò)后伸縮梁馬上前伸，防止頂板破碎冒頂。

2.2水與瓦斯的管理

斷層附近由于應(yīng)力復(fù)雜、構(gòu)造較多，造成斷層內(nèi)部極容易引起瓦斯和水的聚集。因此在工作面過(guò)斷層前，準(zhǔn)備一趟排水管路及排水設(shè)備，隨時(shí)保證能夠正常使用。生產(chǎn)隊(duì)每班必須指定專人，嚴(yán)密注視水情的變化，一旦發(fā)現(xiàn)水情異常時(shí)，立即停工撤人并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。加強(qiáng)工作面瓦斯檢查。在工作面過(guò)斷層期間，每班必須配備一名瓦檢員，生產(chǎn)隊(duì)跟班干部和班長(zhǎng)也必須隨身攜帶便攜式瓦檢儀，隨時(shí)檢查工作面及斷層處瓦斯?jié)舛?。如發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛冉咏薅葧r(shí)，立即停工、撤人，切斷電源，采取措施進(jìn)行處理，嚴(yán)禁在瓦斯超限的情況下強(qiáng)行作業(yè)。加強(qiáng)職工瓦斯、水害等安全知識(shí)教育，使職工熟練掌握“一通三防”知識(shí)，提高“一通三防”意識(shí)， 保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

3.結(jié)論

通過(guò)分析指出由于斷層構(gòu)造的復(fù)雜性，引起應(yīng)力、瓦斯、水賦存的異常。工作面過(guò)斷層時(shí)采用適當(dāng)?shù)姆椒?，?duì)于保證煤礦安全高效生產(chǎn)有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉國(guó)勇.探析綜合機(jī)械化采煤中的過(guò)斷層技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014（05）：188.

[2]鄭金飛.淺談綜合機(jī)械化采煤中的過(guò)斷層技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（16）：115.