煤礦井下采掘工作面過斷層技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢

上官朝陽

摘要：在煤礦實際生產(chǎn)過程中，由于井下地質(zhì)條件變化，常常會有采掘工作面過斷層的情況發(fā)生。斷層附近圍巖受應力影響較為破碎，降低了圍巖的穩(wěn)定性，而采掘工作面發(fā)生突水、瓦斯超限、冒頂?shù)仁鹿实暮艽笠徊糠衷蚓褪且驗樵诠ぷ髅孢^斷層帶時未采取有效措施來防止上述事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：煤礦井下;采掘工作面;過斷層技術(shù)

1斷層的成因

眾所周知，煤炭開采是一個比較高危的行業(yè)，在其開采過程中，有一定的幾率會遇到斷層問題，斷層是一種地質(zhì)構(gòu)造，其形成和煤巖層的地質(zhì)運動有關(guān)，斷層是煤巖層在地殼運動的時候受到結(jié)構(gòu)應力而發(fā)生斷裂產(chǎn)生的，因為地殼的運動，會對煤巖層進行拉扯，當煤巖層所受的拉力大于它本身的張力的時候巖層本身就會出現(xiàn)裂縫，如果煤巖層所受到的拉力沒有消失，這個裂縫就會不斷的擴大，最終就形成了我們所說的煤巖斷層。而對于煤巖斷層的實際情況我們還可以對其進行比較仔細的分類，對于斷層的兩個部分我們可以根據(jù)其位移的情況稱之為上下盤或者左右盤，斷層所產(chǎn)生的斷裂面被稱為斷層面，而對于上下斷層的位移情況又可以將其分為正斷層和逆斷層，正斷層是上盤相對下降，下盤相對上升，是受到張力的后果，其斷層面傾角一般大于45°。反之則成為逆斷層。另外，還有一種斷層被稱為平移斷層，就是斷層沒有發(fā)生水平上的位移，而這種斷層在地質(zhì)構(gòu)造中十分罕見的。

2確保煤礦井下采煤工作面安全過斷層的技術(shù)

2.1重視工作面過斷層期間的水害防治

在煤礦井下開采過程中，施工人員首先應當進行超前探查，例如一般會采用順槽巷道對工作面的具體情況進行探查，管理人員再根據(jù)探查結(jié)果合理采取開采方式，同時也會重視對水流的防治工作，例如加入隔水層、建立排水設(shè)施等。除此之外，煤礦井下管理人員也應當重視水源災害管理內(nèi)容，最大程度保障作業(yè)人員的作業(yè)環(huán)境安全，避免出現(xiàn)延誤施工進度的現(xiàn)象。由于煤礦地下水情況復雜，在開展作業(yè)之前，管理人員、施工人員一定要做好排水管道的安裝工作，確保出現(xiàn)水流時及時排出。同時也要加大監(jiān)督力度，井下施工人員在作業(yè)期間，安排監(jiān)督人員對作業(yè)周圍的水域情況進行仔細勘察，實時掌握水流的動態(tài)情況。若出現(xiàn)危險預兆，一定要及時停止作業(yè)，同時將情況進行上報，為管理人員制定決策提供有效的參考。在開采過程中，所有施工人員也應當提高安全意識，嚴格遵守各項規(guī)章制度，例如對斷層進行作業(yè)時，首先要安裝菱形金屬網(wǎng)防漏設(shè)置，采煤機在通過斷層時，操作人員也應當及時重視防護工作，例如安裝好頂板，并且進行加固，防止出現(xiàn)頂板坍塌現(xiàn)象。

2.2有效控制割煤作業(yè)的速度

煤礦井下進行開采作業(yè)時，斷層區(qū)域的煤層必然會出現(xiàn)不穩(wěn)定的特點，即使加上了頂板防護，也會容易發(fā)生脫落。為此，在過斷層時采用的采煤技術(shù)至關(guān)重要。施工人員也應當具有較高的技術(shù)操作水平以及臨場應變水平。首先，采煤高度應當控制在2～2.2m之間，若在具體過程中，由于受到某些因素限制，采煤高度已經(jīng)超過2.2m時，采煤機的切割速度就要受到控制。通常情況下，速度應該控制在每分鐘兩米以內(nèi)，以平均速度高效完成煤礦的開采工作。另外，采煤機司機在控制采煤機的作業(yè)時，也應當及時關(guān)注作業(yè)周圍的環(huán)境變化，若出現(xiàn)問題，首先要保證人身安全，同時，通過合理控制采煤機，確保安全通過斷層。除此之外，煤礦井下開采過程中，一般會有多個斷層同時施工的現(xiàn)象，此時不光作業(yè)人員要高度集中注意力，管理人員也應當加強對每個斷層開采工作的每個階段的監(jiān)管力度，嚴格按照各項條例把控開采進度，確保順利通過斷層。

2.3做好瓦斯的監(jiān)測與防治工作

煤礦由于受到埋藏位置、地質(zhì)特點等的影響，周圍瓦斯含量也會有不同的分布特點。在開采過程中，如果出現(xiàn)斷層，一般會打破瓦斯的平常狀態(tài)，讓瓦斯出現(xiàn)不同尋常的流動或分布現(xiàn)象，在作業(yè)過程中稍有不慎，就會出現(xiàn)瓦斯爆炸。在過斷層過程中，瓦斯爆炸屬于常見危害之一。因此，施工人員、作業(yè)人員、管理人員都應當重視過斷層過程中的瓦斯監(jiān)測工作，防止出現(xiàn)由于瓦斯爆炸產(chǎn)生的人員傷亡。煤礦首先要引進專業(yè)的人員和設(shè)

備，對煤礦井下周圍的瓦斯進行嚴格監(jiān)測，當瓦斯含量在安全的濃度時再進行開采，若瓦斯含量濃度較高，一定要及時采取防治措施。除此之外，管理人員以及作業(yè)人員在下井開采時，也要隨身攜帶瓦斯檢測儀，隨時關(guān)注瓦斯氣體的含量，若瓦斯檢測儀出現(xiàn)異常報警，要立即停止作業(yè)，迅速切斷電源，組織井下人員安全有序的撤離作業(yè)現(xiàn)場，當瓦斯含量濃度降到正常值之后，方可重新進入采煤工作面，繼續(xù)進行開采工作。

3煤礦井下采煤工作面過斷技術(shù)應用

3.1采煤工作面過斷層時，可以選擇支柱控制頂部并安排開放式鋼梁支撐（超前擴幫）。當采煤工作面遇到正常斷層時，可以選擇挑頂或落底的方法。棚屋距離為0.4m和0.6m。增強支撐強度的同時，也能以防止漏煤（矸）。采煤后，必須及時加強支撐煤層工作面的支柱，減小頂板暴露時間，確保支柱初始支撐力符合規(guī)定標準，支架完全連接，維持斷層上、下的穩(wěn)定性而避免出現(xiàn)下沉的情況。有必要確保支撐故障的移動鋼梁和支柱的情況，達到一次性支撐，保護頂板的完整性。

3.2煤礦水文地質(zhì)條件十分復雜，許多煤礦開采面臨帶壓開采，直接威脅到煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。當采煤面帶壓開采時，要對設(shè)施、設(shè)備提前進行檢測，準備備用排水管和其它設(shè)備，并對排水情況進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)異常，立即停工，并采取相應措施處理故障。

3.3在過斷層工作中最關(guān)鍵的危害物就是瓦斯，如果在采掘過程中對于瓦斯的治理不到位，一定會嚴重威脅到施工人員的生命安全。在施工之前，需要派遣專門的監(jiān)測工作者，來對采掘區(qū)域內(nèi)瓦斯的實際含量進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標，則立即停止工作，并且切斷電源。杜絕在氣體濃度超過限值的條件下工作。此外，斷層處的采礦高度要控制在一定范圍內(nèi)，確保安全與資源的最佳利用，最佳控制范圍2m到22m之間。

3.4加強工作面過斷層相關(guān)的管理措施。煤礦采掘工作面多斷層是否成功，將會對作業(yè)人員的生命與健康產(chǎn)生最為直接的影響。所以在作業(yè)環(huán)節(jié)中，要始終秉承安全第一的思想，注重對作業(yè)人員的安全培訓工作，強化作業(yè)人員的操作技能與判斷能力，積極更新與創(chuàng)新先進的技術(shù)手段，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備，將安全生產(chǎn)理念落實到實處。此外，還需要從以下幾個角度著手，完成管理水平提升。

①堅決杜絕作業(yè)人員空頂冒進，保障作業(yè)環(huán)境安全，提升支護設(shè)備的牢固程度。

②禁止將支柱設(shè)置在浮煤或者是浮矸位置。

③制定與落實敲幫問頂制度，由專業(yè)的人員對制度的落實情況展開監(jiān)督與指揮，派遣三人及以上人員共同完成破碎斷層帶作業(yè)。

④提高安全隱患預警能力，當存在威脅到作業(yè)人員生命安全的情況發(fā)生時，要在最短的時間內(nèi)組織人員撤離到安全區(qū)域，無危險之后再恢復作業(yè)。

結(jié)束語

總而言之，在實施采掘工作面過斷層時，具有一定的危險性，為保障安全且高效的完成作業(yè)，煤礦開采企業(yè)必須要徹底清楚斷層形成的原因以及作業(yè)施工方式，注重在日常工作中提升安全教育力度。通過采取科學且有效的措施，更新技術(shù)理念與創(chuàng)新設(shè)備使用，提升安全管理能力。

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