浅谈综采工作面过断层技术实践与应用

摘 要：文章以钱家营矿业公司2074E工作面为例，分析了综采面通过断层的影响因素以及过各类断层对生产的影响程度，根据断层的不同类型对所要采取的具体措施进行了分析。工作面遇断层或砂岩构造时，用强行截割或放炮的方法通过的条件及工艺参数的确定，并对关键参数进行了较为详细的分析和计算，对指导安全生产有实际意义。

关键词：综采；断层；措施；挑顶

2074E工作面位于十采区东翼，西侧为十采皮带山、轨道山及专用回风巷，东侧为十一采皮带山、轨道山和专用回风巷。同煤层倾斜下方2075东工作面已回采完毕，倾斜上方暂无工程，上覆及下伏各煤层暂无工程。工作面煤层厚度2.0-7.0m，平均4.5m，煤层厚度变化较大。以亮煤为主，玻璃光泽。煤层上部有一层厚为0-1.0m的不稳定粉砂岩夹矸。工作面掘进揭露数十条断层，落差0.1～5.0m，受断层影响，煤层顶板破碎易冒落，同时工作面煤层厚度变化较大，造成回采过程中，采面割顶、底板较多，局部甚至全岩，对煤质造成一定影响。由于采取了比较科学的过断层技术，已成功顺利推出，取得了较好的效益。

一、断层参数及其影响

（一）断层落差的影响

断层落差的大小对生产影响程度不同，当断层落差增大时，综采工作面的产量下降。断层带岩石强度和复杂因素的不同，影响程度也不同。当岩石稳定，可以用采煤机进行截割时，影响产量较小；而当岩层松软，裂隙发育，易引起顶板冒落。

（二）断层的倾角的影响

断层面的倾角大部分在50°～90°之间。断层倾角在55°～80°时，综采面的生产能力下降达85%，在这种情况下，工作面控顶区岩石处理量增加，在工作面前方岩体发生破坏，增加开采的困难。其形成原因是在这个角度范围内，最大切应力集中在回采工作面附近。它与造成断层岩石沿滑动面破坏的主要裂隙方向相吻合，使支架顶梁载荷比整个掩护梁受载大大降低，它不能保证阻止断层岩石产生裂隙，而支架结构也不能积极维护和防止煤壁片帮。

二、综采面过断层的方法

（一）调整采高法

当煤层高度不小于设备允许最小煤层高度时，在距断层位置5m时，采取留顶煤或留底煤的方式降低采高。采煤机每刀留顶煤或留底煤的厚度为100mm～150mm，过断层后逐步见顶见底开采，恢复原采高。

（二）采煤机强行截割围岩法

当煤层高度小于设备允许最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩比较松软，在距断层位置5m时，采取挑顶或卧底使采煤机截割围岩强行通过断层，要求过断层时工作面的高度大于设备允许最小煤层高度，每刀挑顶或卧底量不得超过150mm。

（三）放炮挑顶起底法

当煤层高度小于设备允许的最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩坚硬，采煤机滚筒割不动时，必须对断层进行超前处理，可采取放震动炮挑顶或起底的方法。当沿着工作面推进方向，过断层前的工作面直接底板低于过断层后的工作面直接底板，适宜采取挑顶法过断层。因为若采取起底法，则随着工作面向前推进，在支架前柱未超过断层面时，支架前梁仰不起来，机道顶板处于无支护状态，易造成漏顶事故。当沿着工作面推进方向，过断层前工作面直接底板高于过断层后的工作面直接底板，采取挑顶法或起底法过断层均可。不论采取挑顶或起底，必须保证挑顶或起底范围内工作面的高度不小于设备允许最小煤层高度。

三、综采工作面过断层技术措施

（一）按断层落差取过断层措施

當遇有落差小于1m，煤层向上断失的断层，顶板好时，可将采煤机与溜子上漂，并降低采高，使支架前梁和顶板尽快接顶。顶板破碎易片帮时，要尽量缩小前探梁与煤壁间的距离，并提前挂双层金属网，对发生空顶处，要插背木板。如落差大于1m，小于煤厚的向上断失煤层，除降低采高多留底煤外，应使支架上挺，一般进15m后可爬高达到煤层全厚。

遇有落差小于1m，煤层向下断失的断层，顶板较好时，煤层小于支架最小高度，一般采用破顶的办法通过。为了使支架能顺利下栽，一般支架落后两步。顶板破碎时，采用采煤机直接割顶板的方法，随工作面前进提前挂双层网，移架前插好木板防止漏顶。对于落差大于1m，小于煤厚向下断失的断层，见断层前加大采高，并在支架顶梁上挂双层网，背上木板，使支架达最大支撑高度，为过断层作好准备，采煤机向下截割煤，将采高减小，如煤层过低，需割顶底板。

（二）特殊措施

为了预防断层带发生冒顶，对工作面的断层裂隙和周围岩石可进行压注人工树脂或聚氨脂加固顶板。但是人工树脂凝固需要一定的凝固时间，对于围岩压力大的矿井，此种效果没有得到广泛的应用，还需要进一步研究和努力。

四、结语

综采工作面遇地质构造时有很多解决方法，针对不同地质构造条件，及时选择合理的过断层方法。比如在地质构造较复杂的区域，如断层分布较多，但落差不是很大的情况下，在工作面进行打眼放震动炮是一种常用的方法。经过2074E过断层的实践得出，提前查明断层的走向、倾向、落差、详细位置以及大小、范围和走向，超前谋划生产安排，方能取得好的效果。

参考文献

[1] 刘志刚，张华清.综采工作面过断层技术与实践[J].煤矿开采，2010（05）.

[2] 郭守泉，彭永伟.综采工作面过断层技术综述[J].煤矿开采，2008（04）.

[3] 杨威，爆破技术在综采工作面过大断层的实践应用[J].山西焦煤科技，2010（03）.

作者简介：杨家平（1987- ），男，四川宜宾人，本科，开滦钱家营矿业分公司安拆队，助理工程师，研究方向：综采工作面设备安装工程技术管理。