綜采工作面過斷層技術(shù)研究

盧斌

摘 要：斷層是巖石層原有結(jié)構(gòu)中自帶的損壞部分，同時也是一種比較常見的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，斷層面如果不能經(jīng)過合理控制，對綜采作業(yè)將會造成影響。該文首先分析了斷層結(jié)構(gòu)的特征以及影響，結(jié)合綜采工作開展對安全性的需求，對斷層造成的不良隱患進行概述。在此基礎(chǔ)上重點探討開展綜采工作期間，過斷層的有效技術(shù)措施，并對綜采期間液壓設(shè)備的控制措施進行概括總結(jié)，為接下來開展的各項綜采作業(yè)工作提供安全參考。

關(guān)鍵詞：綜采工作面 過斷層 斷層技術(shù)

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（a）-00-02

1 斷層的特征及影響

1.1 影響巖石穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

綜采工作開展過程中，進入到巖石斷層面，在此部分巖石結(jié)構(gòu)的整體承重體系受到破壞，斷層面不僅造成開采結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞，同時也增大開采過程中頂板所受到的壓力。這一部分開展巖石結(jié)構(gòu)支護難度比較大，如果斷層面的走向是直接垂直在支護結(jié)構(gòu)表面，此時也會增大工作面所承受的整體重量壓力，對于綜采工作面所采用的支護體系也會增大壓迫力，一旦超過原有支撐結(jié)構(gòu)承載能力，綜采作業(yè)面也將會因此受到破壞。

1.2 容易引發(fā)瓦斯爆炸

斷層不僅會影響到巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，由于斷層可能會成為每層中間氣體流通的通道，因此在綜采工作開展期間，如果不對斷層進行有效控制，煤層周圍氣體經(jīng)過斷層流通后，進入到開采作業(yè)區(qū)域中，極其容易引發(fā)瓦斯爆炸等危險事故。同時斷層也會成為煤層周圍水流的通道，開采過程中，時時威脅著作業(yè)人員人身安全。斷層是開采作業(yè)中比較常見的問題，經(jīng)過有效支護技術(shù)應(yīng)用，可以避免引發(fā)危險事故。

2 綜采工作面過斷層中存在的困難

2.1 冒頂

綜采工作開展進入到過斷層階段，其中存在的主要困難是由于斷層處破碎的巖石導(dǎo)致工作面通過時超過原有預(yù)定高度，進而引發(fā)冒頂風險。冒頂事故發(fā)生后，原有的巖石結(jié)構(gòu)層平衡體系受到破壞，此時上層的破碎巖石會掉落在作業(yè)面中，不僅不利于開采工作進行，也會增大開采工作任務(wù)量。開采過程中斷層掉落的破碎巖石，突然引發(fā)冒頂事故，此時如果作業(yè)面工作人員沒有及時撤離，那么將會造成人員傷亡事故，冒頂事故發(fā)生與斷層有著直接聯(lián)系，由于斷層部分巖石結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，綜采作業(yè)期間發(fā)生的震動也容易造成巖石破碎掉落。

2.2 液壓支架傾倒

當綜采作業(yè)需要通過斷層時，由于地板部分發(fā)生變化，導(dǎo)致固定在其中的液壓支架也因此傾倒。一旦液壓支架傾倒或者完全被壓死，接下來的作業(yè)工作也將會受到極其嚴重的阻礙。液壓支架需要承載頂部的延時壓力，提升巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，一旦發(fā)生傾斜或者完全壓縮的問題，原有支撐角度也將因此受到破壞，很難達到支護效果。

2.3 設(shè)備損壞

綜采作業(yè)面過斷層，需要配合使用相應(yīng)技術(shù)方法對斷層部分進行加固，如果選擇的加固手段不正確，將會對液壓支架以及綜采設(shè)備造成極大影響，導(dǎo)致設(shè)備處于不利使用環(huán)境中，此時如果繼續(xù)進行過斷層作業(yè)，將會造成設(shè)備損壞的嚴重事故。過斷層前設(shè)備缺乏及時檢修，其中所存在的問題并沒能及時發(fā)現(xiàn)，也會增大過斷層期間設(shè)備使用風險。

2.4 影響產(chǎn)量

過斷層技術(shù)應(yīng)用，直接關(guān)系到綜采作業(yè)的最終產(chǎn)量，當開采過程中面對的斷層差距較大，這樣的情況下需要進行有關(guān)于綜采方案上的調(diào)整，并配合液壓支護滿足不同支護需求，這樣的前提環(huán)境下，自然在產(chǎn)量上將會受到影響。綜采作業(yè)產(chǎn)量影響因素眾多，通常情況下過斷層技術(shù)應(yīng)用帶來的產(chǎn)量影響，與支護設(shè)備、保護措施使用不當有著直接關(guān)系，需要聯(lián)合其他問題共同解決。

3 綜采工作面有效過斷層技術(shù)

3.1 調(diào)整工作面與斷層線之間的夾角

綜采工作面過斷層施工，需要對作業(yè)面以及斷層線之間的夾角進行實時控制調(diào)整。開采工作可以調(diào)整作業(yè)面以及斷層線之間的交叉面積，并不斷優(yōu)化斷層線與綜采工作面之間的角度，在角度調(diào)整作用下，所開展的各項綜采工作，便可以獲得更多的安全開采空間。對于相交角度的調(diào)整，通常工作面遇斷層之間的角度控制在20°～30°范圍內(nèi)最為合理，但由于部分斷層面十分不穩(wěn)定，此時可以適當?shù)卦龃髪A角范圍，將其提升至45°之內(nèi)。具體的角度選擇還需要根據(jù)綜采面臨的實際情況進一步優(yōu)化。

3.2 處理斷層處巖石

開采過程中面對巖石斷層處，需要及時對斷層處的破碎巖石進行清理，以確保接下來能夠正常開展工作。斷層處巖石清理需要根據(jù)巖石的硬度系數(shù)來選擇是否需要進行截割，巖石硬度系數(shù)在4以下，可以采用截割方法對斷層處巖石進行處理，避免巖石大量掉落影響到綜采工作進行。斷層線平面上的巖石，也需要對其進行穩(wěn)定性檢測，觀察是否存在巖石松落的情況，及時將其中松落的巖石進行清理，為綜采工作營造出安全高效的環(huán)境。綜采作業(yè)期間受震動以及地質(zhì)層破壞的影響，斷層處的巖石結(jié)構(gòu)處理，需要及時開展。

3.3 加固過斷層頂板

過斷層頂板加固技術(shù)，對提升綜采工作安全性十分有效。加固可以采用混凝土材料，也可以使用錨桿加固技術(shù)，具體需要根據(jù)斷層表現(xiàn)的情況來選擇有效技術(shù)方法，從而進入到理想的加固狀態(tài)。將化學外加劑直接注入到斷層的巖石縫隙中，能夠快速達到加固效果，并且不會破壞原有的巖石結(jié)構(gòu)。選擇何種加固技術(shù)措施，與斷層的開裂形式有著直接關(guān)系。必要時，也可以針對比較復(fù)雜的斷層采用混合加固技術(shù)，對頂板部分同時使用化學加固材料以及錨桿加固技術(shù)，形成穩(wěn)定的頂板結(jié)構(gòu)。當出現(xiàn)頂板極為破碎、隨采隨落及煤壁片幫嚴重的狀況時，則需提前對頂板通過注固安特進行加固。且采煤機在過斷層的過程中需放慢速度，且最大速度不得超過1.0 m/s。

3.4 液壓支架過斷層防護

液壓支護是一種比較常見的技術(shù)方法，使用該種技術(shù)方法對頂板部分進行加固，要觀察是否存在液壓支架傾斜的問題，隨著加固任務(wù)開展，根據(jù)開開采期間的作業(yè)情況，及時進行液壓支護設(shè)備的調(diào)整。綜采前還需要對液壓支護設(shè)備進行檢修，由于過斷層對設(shè)備的損耗比較大，因此要確保設(shè)備足夠安全。使用過程中觀察設(shè)備是否存在異常，對其中存在安全隱患的部分進一步強化。液壓支架發(fā)生角度傾斜，需要現(xiàn)場技術(shù)人員觀察傾斜角度與作業(yè)需求，當與斷層線之間形成的角度超過安全支護范圍時，此時則需要對液壓支護結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，進入到最佳角支護角度范圍。

4 結(jié)語

綜采工作面過斷層開采技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中具備一定的開采風險，這就要求在應(yīng)用前應(yīng)進行合理的科學設(shè)計，并嚴格按照步驟與程序?qū)嵤┓桨?。此外，還應(yīng)對巷道質(zhì)量進行嚴格檢查，及時發(fā)現(xiàn)并改正綜采工作面過斷層開采技術(shù)應(yīng)用中所存在的問題。綜采工作面高效過斷層能顯著提高煤炭的回收率，從而創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。為了能進一步確保綜采工作面過斷層的安全，還需對煤礦企業(yè)職工開展安全技術(shù)教育工作，加強技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備更新，并做好設(shè)備維護與日常巡檢等工作，最終提高企業(yè)的安全技術(shù)與管理水平。對綜采工作面過斷層期間的具體施工方法及技術(shù)措施進行了總結(jié)，能有效地控制頂板，避免工作面漏頂與冒頂事故的發(fā)生，提高礦井煤炭采出率，降低開采成本，最終提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

參考文獻

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