淺析采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)設(shè)備過斷層技術(shù)

潘艷軍 高恒 仇銳

摘 ? 要：斷層是因為巖層的受力到達(dá)相應(yīng)的強(qiáng)度而出現(xiàn)的破裂表現(xiàn)，且斷層會順著斷裂面出現(xiàn)移動的結(jié)構(gòu)。存在的斷層不但使巖層的完整性受到破壞，而且改變了開采工作面底板以及頂板壓力的規(guī)律，從而增加了支護(hù)工作面的困難。為此，本文分析了采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)遇斷層的危害、過斷層的技術(shù)方式以及需要注意的問題。并提出一系列做好掘進(jìn)操作的安全措施，以期為類似研究提供一定指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：采煤 ?連續(xù)掘進(jìn) ?過斷層 ?技術(shù)

中圖分類號：TD82 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0031-02

斷層帶煤巖構(gòu)造較為破碎，斷層破碎帶較易形成于斷層周圍。通常來講，斷層構(gòu)造巖帶的強(qiáng)度僅僅是正常段的大概三成，以及斷層交叉位置存在較大的密度，從而形成比較嚴(yán)重的破壞性。與此同時，斷層周圍的不穩(wěn)定因素非常多，這非常不利于采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)設(shè)備的操作。

1 ?采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)遇斷層的危害

1.1 冒頂或片幫情況形成于斷層區(qū)域

冒頂、片幫事故最常出現(xiàn)在采礦過程中。而冒頂、片幫事故的因素在于巖石缺少穩(wěn)定性，在比較大的地壓向頂板或兩幫傳遞的情況下，巖石受到破壞而導(dǎo)致?；诓粩嗤七M(jìn)回采工作面與掘進(jìn)作業(yè)的影響下，逐步增加了工作面空頂?shù)拿娣e，由于重新分布的應(yīng)力，頂板、周幫礦巖會出現(xiàn)形變，這造成一些區(qū)域出現(xiàn)裂縫。由于破壞了頂板巖石的完整性，頂板下沉顯著彎曲，逐步擴(kuò)大裂縫。如果生產(chǎn)組織管理與技術(shù)的應(yīng)用不適宜，那么較易冒落頂板礦巖。如此的冒落也屬于經(jīng)常見到的冒頂事故，如果巷道兩邊出現(xiàn)冒落，也就是形成了片幫。因為受到水平推力的制約，推垮型冒頂會造成工作面支架大量傾斜，從而導(dǎo)致冒頂事故。當(dāng)采煤機(jī)到達(dá)斷層破碎帶進(jìn)行連續(xù)采煤作業(yè)的情況下，會加重固有的業(yè)已破裂的頂板破碎情況，甚至導(dǎo)致冒頂或頂板離層的事故，這不利于頂板支護(hù)以及管理工作的開展。應(yīng)當(dāng)明確的是，較少存在大片的片幫以及冒落現(xiàn)象，倘若缺少實時的支護(hù)，那么破裂頂板的煤礦非常容易形成冒落現(xiàn)象。

1.2 瓦斯或透水情況形成于斷層區(qū)域

斷層這種地方能夠?qū)覂Υ媪说叵滤?，因為斷層破碎帶的性質(zhì)，所以基于采煤作業(yè)的制約，較易形成水災(zāi)。除此之外，倘若斷層大部分的含水層跟形成的水力相關(guān)聯(lián)的情況下，會使煤礦工作者的人身安全受到影響。斷層交匯處以及尖滅端都高度集中應(yīng)力，因此裂隙發(fā)育形成。如果采煤機(jī)在斷層開展連續(xù)掘進(jìn)作業(yè)的情況下缺少有效的管理，那么斷層透水的現(xiàn)象非常容易形成。這樣一來，斷層會使煤層的完整性受到破壞，進(jìn)而揉搓或擠壓斷層帶，從而使構(gòu)造煤形成，最終使煤體吸附的表面積增加，也隨之增加了處于游離的瓦斯容積，從而導(dǎo)致瓦斯的大量聚集。

2 ?采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)設(shè)備過斷層的技術(shù)方式

一般來講，倘若斷層較為完整、厚度小、落差小，周圍不存在瓦斯和水的影響，那么能夠硬過斷層。如果工作面在通過的情況下需要結(jié)合硬木柱支護(hù)斷層附近的薄帶;如果斷層最小采高等于或大于機(jī)械滾筒的情況下，能夠借助機(jī)采的方式過斷層。煤層底板處在平整狀態(tài)，斷層帶經(jīng)過采煤機(jī)的情況下，為了減小生產(chǎn)的不利影響，務(wù)必確保機(jī)采超前三刀和炮采超前兩刀循環(huán)進(jìn)至步距操作。底板錯到溜子之上的情況下，找工作面底板應(yīng)用挑頂?shù)姆椒āＬ热魯鄬禹敯迤扑榍掖嬖谳^大的落差，重新開眼或應(yīng)用拱眼。除此之外，過斷層的情況下應(yīng)將弱變區(qū)消除，以大大降低端面冒頂事故出現(xiàn)率。不然，逆斷層開采首先由上盤至下盤，且完成開采通過上盤到下盤的方式進(jìn)行。

如果頂板巖層受到斷層的破壞性，那么較易導(dǎo)致影響生產(chǎn)安全與傷害人身的冒頂現(xiàn)象。為此，在處理斷層的情況下，務(wù)必牽涉到挑頂操作，應(yīng)以安全與經(jīng)濟(jì)的角度結(jié)合適宜的方法處理斷層落差。倘若采高小于斷層落差，那么以斷層為界限劃分工作面，順中巷掘進(jìn)斷層，從工作面下面輸送上面的煤。若傾斜斷層存在較大的落差，則停采斷層側(cè)。為了減小移動設(shè)備的困難，降低斷層附近的采掘難度，需要通過新開切眼的一邊回采，以使掘進(jìn)量顯著增加。若斜交斷層的落差大，則應(yīng)跳過斷層掘切眼。針對斷層兩邊和工作面間的三角煤，應(yīng)借地勢進(jìn)行開采，以使煤炭回收率增加。具體來講：一是當(dāng)斷層與真傾斜間為25°～40°的夾角時，順著真傾斜走向推進(jìn)，實現(xiàn)預(yù)留通道的縮短，以此充當(dāng)安全出口;縮小工作面到10～20m的時候務(wù)必停采。二是斷層與真傾斜為25°夾角的情況下，選用加楔子端進(jìn)度及工作面長度，從而明確一系列工作面的進(jìn)度。除此之外，結(jié)合傳輸機(jī)科學(xué)控制工作面的進(jìn)度以及跟煤壁的間距，確保傳輸機(jī)可以直鋪掘進(jìn)。煤層厚度不大于落差的情況下，結(jié)合強(qiáng)化頂板的措施，順利平推硬過斷層。

3 ?采煤作業(yè)連續(xù)掘進(jìn)設(shè)備過斷層需要注意的問題

3.1 注重支護(hù)

避免冒頂是過斷層過程中尤為關(guān)鍵的事項。為此，強(qiáng)化支護(hù)顯得至關(guān)重要，這樣可以很好地控制斷層面頂板。務(wù)必注重工作面上下巷斷層周圍的支護(hù)工作，確保支護(hù)質(zhì)量與數(shù)量。在需要的情況下，尤其是斷層帶頂板破碎，需要帶壓移架，從而降低因為移架導(dǎo)致的頂板破壞率。應(yīng)對片幫嚴(yán)重的區(qū)域?qū)嵤┏袄?，必要的情況下打單體柱控頂。

3.2 加速推進(jìn)

加快推進(jìn)工作面，則縮短顯露煤壁的時間，從而降低頂板破碎程度，因此在確保設(shè)備具備穩(wěn)定性能的條件下，加速推進(jìn)速度非常關(guān)鍵。例如，在生產(chǎn)當(dāng)中，實施淺割快跑、提升牽引速度、降低一次進(jìn)刀量的方式，這樣能夠使頂板破碎的情況減少。

3.3 注重維護(hù)與管理設(shè)備

應(yīng)有效控制工作面直度與平度。實現(xiàn)乳化液泵站壓力與液壓支架初撐力的提升，確保供液系統(tǒng)的完好性，注重管理工作面質(zhì)量，對人的行為予以規(guī)范，防止操作的盲目性，像是支架傾斜歪倒、空間大難以接頂。注重定檢與維護(hù)綜采設(shè)備，確保設(shè)備的順利運(yùn)行，特別應(yīng)超前備用易損和常用配件，確保工作面供應(yīng)的及時性。

3.4 重視地下水以及其它影響因素

因為斷層使巖體固有的堅固性與連續(xù)性受到破壞，所以巖體具備各種性質(zhì)和大小的構(gòu)造面，巖體的全部構(gòu)造面和裂縫有助于儲存與輸送地下水。為此，工作面過斷層的情況下務(wù)必重視斷層受到水的影響問題。如果存在裂隙水，那么過斷層前應(yīng)明確裂隙水的水力聯(lián)系性，實施相應(yīng)的疏水和防水策略。當(dāng)然，還應(yīng)重視其它地質(zhì)影響因素。

4 ?結(jié)語

綜上所述，對于綜采工作面過斷層而言，其受到煤層傾角、斷層巖石硬度、煤層厚度、綜采工作面推進(jìn)方向、綜采設(shè)備最小工作高度、斷層落差等因素的制約作用。為此，應(yīng)根據(jù)各礦的現(xiàn)狀，實施有針對性的過斷層技術(shù)策略，進(jìn)而盡可能地回收煤炭資源，最終實現(xiàn)工作面產(chǎn)量的增加與經(jīng)濟(jì)效益的提升。

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