薄煤層采煤工作面過斷層

董健

琿春礦業(yè)集團板石煤業(yè)有限公司 吉林琿春 133300

薄煤層是根據(jù)煤層厚度的大小所劃分、定義出的一個概念，我國習慣上將厚度在130cm以上的煤層稱之為厚煤層，將未達到130cm的煤層定義為薄煤層，其中又把厚度未達到80cm的煤層劃分為極薄煤層。煤層的厚度不同，與之相對應(yīng)的開采技術(shù)要求也是不同的，煤層越厚越利于開采。因此，相對于厚煤層的開采而言，薄煤層的開采一方面受自身厚度較低導致作業(yè)空間限制，另一方面其開采有著更高的技術(shù)要求與更大的開采難度。但是，薄煤層所儲藏的煤炭量在我國的煤炭總儲量中占著比較大的比例，且分布范圍廣泛，是我國煤礦開采的重要對象。因此，薄煤層雖是煤炭開采的難點，但同時也是我國煤炭開采的一大重點，必須對其予以足夠的重視。

1 工程概況

某煤厚度為0．65m，煤層傾角14°；頂板為十層石灰?guī)r，厚度為5～6m，穩(wěn)定、致密、性脆，巖溶發(fā)育；底板為5m左右的泥巖，賦存穩(wěn)定。十六層煤構(gòu)造復雜，褶曲發(fā)育，4m以下的小斷層密度較大。據(jù)已采工作面統(tǒng)計，每萬平方米內(nèi)小斷層近20條，以正斷層為主，延展度不均勻，由于煤層厚度小于1m，所以落差在1m以上的斷層就會造成工作面局部全巖，使工作面正常生產(chǎn)受到影響。

2 薄煤層過斷層方法和輔助措施

2.1 過斷層方法

2.1.1 斷層落差小于采高

結(jié)合礦井其它工作面過斷層經(jīng)驗，對于落差小于工作面采高的斷層決定采用強推硬過方式。遇斷層前將運輸機調(diào)整方向，過斷層期間加強支護。

2.1.2 斷層落差大于采高

斷層落差越大對工作面開采越不利。根據(jù)本礦井開采經(jīng)驗，對于斷層落差大于采高的斷層，可以通過以下幾個方法來通過：（1）在煤田地質(zhì)普查時發(fā)現(xiàn)的斷層，可將工作面沿斷層邊界線布置，使工作面避開斷層帶；（2）工作面在回采過程中遇到落差較大的傾向斷層，可以采用跳采進行回采。具體是在斷層帶附近開掘一條中間巷道，作為機巷或者風巷，通過該區(qū)域后重新布置切眼進行回采。這種方法雖然能夠有效避免斷層的影響，但是工期長，會損失大量煤炭資源，在經(jīng)濟效益上很差，一般不會選擇；（3）當工作面傾向方向存在多個斷層時，可在斷層中間掘出一條全煤巷道，鋪設(shè)刮板輸送機后，向煤巷兩邊放炮掏硐開采；（4）當走向斷層位于工作面中部時，可將原工作面在斷層處分為兩個小型工作面進行開采；（5）當斷層位于機巷或者風巷附近時，可以在斷層處重新掘進一條機巷或者風巷，然后在斷層的端點處將掘進的新機巷／風巷與原來的機巷／風巷貫通，這樣可以撇開斷層部分進行回采[1]。

2.2 斷層處的支護

綜采工作面過斷層在實際操作中容易造成頂板冒落，存在著一定的安全隱患。通過對斷層處的支護處理可進行一定的防治，為工作面的順利推進提供保障。斷層處的支護需重點考慮四方面的內(nèi)容，同時也是施工進行的主要影響因素：（1）斷層處的支護主要利用支柱起支撐作用。而煤層底板土巖的粘性是比較高的，容易導致支柱鉆底，不利于支撐作用充分發(fā)揮。支柱起不到有效的支護作用，也就不能進行一定的危險防范；（2）斷層中的頂板冒落在支護處理中比較脆弱，如果頂板的抗壓強度減弱，容易發(fā)生頂板冒落事故。斷層是一種復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其起伏較大，對煤礦開采工作的進行造成較大的不便。在支護處理中，還需加強頂板管理，處理放炮對斷層處所造成的影響，保證施工工序的正常進行。支護措施具體分為六方面，內(nèi)容較為豐富：①在斷層處2m的范圍內(nèi)超前處理1m，將型鋼探梁架設(shè)在上下2個開采盤處，一般上下一共需要2對，通過基本的處理實現(xiàn)邁步前進；②斷層面有著一定的傾角，可沿著這個方向架設(shè)木棚，并在斷層面打戧柱；③在斷層面兩側(cè)打設(shè)木垛，木垛之間的距離相等，為4m，且木垛不能超出斷層面兩側(cè)20m的范圍；④可對支護措施進行調(diào)整，通過將支柱距離縮短到0．8m提高支護密度，增大支護強度，降低煤礦開采的危險威脅；⑤需對支柱進行處理，防治巖土粘性過強而出現(xiàn)的鉆底問題，支柱上需要套上鐵鞋，不僅可提高支護的安全性，還可有效提高支護強度；⑥放炮問題。打炮需嚴格按照程序進行，避免出現(xiàn)混亂，保證支柱的穩(wěn)定性[2]。

2.3 薄煤層過斷層輔助措施

（1）過傾向斷層：在工作面回采過傾向正斷層時，若斷層傾向沿走向，一般沿著下盤向上盤推進，此時斷層兩側(cè)頂板巖層已經(jīng)斷裂分離，如果強推硬過容易造成工作面大面積懸頂和采空區(qū)垮落帶不均勻，斷層面頂板巖層重量得不到工作面煤體支撐，將重量全部壓在采場支架上，這樣極易造成工作面大面積頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生；若斷層傾向與走向相反，工作面沿斷層上盤向下盤推進，斷層帶頂板巖層重量部分由斷層下盤承受，支架所受載荷相對減小，這樣有利于降低工作面頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生，但減小工作面來壓對斷層帶來的影響，應(yīng)做到提前調(diào)整工作面，使工作面傾向與斷層走向形成一定的角度，這樣可以人為縮短工作面每個循環(huán)過斷層的長度，避免一次性過斷層。（2）過走向斷層：薄煤層過走向斷層時，可將工作面分為上、下兩端，并采取拉底挑頂?shù)却胧┒汩_斷層進行開采，同時要加強斷層帶支護，防止工作面頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生[3]。

2.4 薄煤層采煤工作面過斷層安全措施

（1）嚴禁空頂作業(yè)。任何作業(yè)人員都必須在牢固單體支柱（或臨時柱）的掩護下作業(yè)。（2）嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度。每次作業(yè)前，班組長和作業(yè)人員必須仔細檢查作業(yè)地點偽頂、直接頂是否破碎、離層、松動，并使用長1．6m以上的長把工具。