综采工作面安全快速过断层技术研究

杜云峰

（晋能控股煤业集团有限公司忻州窑矿, 山西大同 037021）

在采煤工作中, 断层是地质现象中的一种, 并且其具有普遍性、特殊性, 支护过断层比较困难、有非常大的危险性, 会影响采煤工作, 在其有关的专业性强的人员在比较长的时间内都在其井下工作, 对支护过断层的有用的方法与不同种类的断层具有的优点进行总结。在本文中, 有重新开切巷法、挑顶起底法、调整采高法三种方法使用于断层带；被动地控制帮、顶、加固注浆方法和撞楔顶板超前支护使用于过断层, 能够有效控制支护顶板, 并且使其过断层的效率、安全得到保证。

1 概述

把保安煤柱安置在井田的界线处, 并且井田界线的南面、采区大巷的北面、井田界线的西面、15106工作面的采空区的东面即为15108采煤工作面, 并且采区大港有3条。在15108工作面中, 有顶板下降、煤层厚度减少的现象存在于其回风顺槽的620～680m段中, 估计工作面中会有构造的伸入, 在回采到本段的附近, 应该对其顶板加强管理, 超前支护的完成, 对瓦斯实时动态进行监测。在回采时, 要对矿压的察看力度加大, 在有压力作用于顶板时, 必须提早把防范做好, 预防顶板发生事故。在初采期间, 会使用放顶方法来预防有垮落事故发生而导致的破坏。

在勘探完其地质条件时发现, 井田东侧的界线处就是15108综采工作面, 其并安装于逆断层的上盘的东面, 断层带与断层都不少, 因此, 导致其影响了生产, 在进行生产时, 要对地质条件、断层带及断层要有深层次的了解, 有助于措施的实施, 并且其措施的针对性比较强。

2 关于断层带不同所使用的施工措施也不同

2.1 调整采高法

在F1断层中, 顶底板两者之间蕴藏着厚度不薄的煤层, 可以把采煤机与液压支架上的所有参数指标能够允许的最小开采区域所覆盖, 过断层可以选取调整采高法。采煤机在进行割煤时可以存下煤的厚度可以以断层的差距、煤层的厚度为依据进行推算。当采煤工作面未达到断层, 就把采煤的高度下降, 在持续推进采煤机至从断层中完全离开, 就要把其高度恢复到之前高度, 若恢复至未断层时的情况就要在开采至断层顶底板的后面[1]。

2.2 挑顶起底法

在F2断层带中, 其顶底板两者之间蕴藏着不厚的的煤层, 无法把采煤机与液压支架上的所有参数指标能够允许的最小开采区域所覆盖, 而围岩有很大的硬度, 在采煤时, 可以损伤其机器的割煤工具, 对过断层带可以选取挑顶起底法。起初, 对于岩层而言, 其硬度比较大, 对其清除要选取爆破方法, 然后在把采煤机设备的有关参数与其割煤的高度能够允许的最小开采值慢慢减小, 一直至逐渐推进其采煤机直至从断层的背后离开方可把其采煤的高度恢复；如果, 断层中的岩石的硬度不大, 则其刀具就能够直接通过, 能够把采煤机设备的有关参数与其割煤高度可以允许的最小值减小, 强制推进采煤机, 一直至从断层完全离开, 其采煤的高度就可以恢复之前的高度了。

2.3 重新开切巷法

在F3、F9断层带有比较广的区域, 如果想要强制通过, 则会有非常大的难度, 进而会损伤设备, 为了躲过断层, 并且其具有危险性, 就要选取重新开切巷法。此方法要把井下全部的采煤设备移动至和重新开切的巷道相同的方向, 那么物力、人力也要很多, 使采煤的效力下降, 并且, 如果有压力作用于顶板, 那么, 整体的综采工作面就都会处于非常危险的境遇, 安全隐患非常大。因此, 在综采工作面中, 若想对其使用重新开切巷法, 就会增加采煤工作的困难程度, 而且此方法的各个环节均要认真仔细[2]。

3 控制顶板和过断层煤壁的措施

如果在实施回采操作的时候就到达了断层处, 并有非常厉害的破碎状况存在于顶板中, 第一步要做的就是把顶板修复好, 预防顶板更加破碎。在此状况下, 无法尽快维修与养护顶板, 就会导致有以下危险状况出现液压操作中, 包括不接顶、被压死等, 乃至会推综采工作面全部进到窘境, 如果现在再有压力作用于断层范围内的顶板, 那么顶板由于破碎将无法承担其压力, 那么就会发生沉陷, 支架也会因此而被掩埋。所以, 在进行回采工作时, 要对断层区域的顶板的情况进行观察, 避免有事故发生。

3.1 切顶移架法

在F4、F5断层中, 若顶板破碎比较厉害, 就会有漏顶情况出现在下降的液压支架中, 切顶移架法就可以使用于此中状况下的过断层作业。不降液压柱法使用于移架, 能够完成煤壁接触、顶底板和支架在带压情况的移架。此方法能够确保移架的实现是以完整的顶板为前提条件, 能够促进采煤工作的顺利实施, 可一旦操作失误, 就会带给液压支架与刮板运输机一定的损坏, 乃至导致设备发生开裂, 因此在施工时要小心。

3.2 顶板的注浆加固与撞楔超前支护

在F6断层中, 有破碎状况存在于顶板中, 并且其破碎非常严重, 在这种状况下的操作（补打钢针）就可以选取撞楔支护, 顶板间要和钢针在进行打钢针的时候成90°, 对于打钢针的深度与距离要按照断层区域的顶板发生破碎的状况来决定, 打钢针的深度与密度的增加, 会加强顶板被修复的坚固度。全部撞楔支护的钢针都固定之后, 对注浆孔进行钻孔的位置是距顶板发生破碎处有1m处, 并且其浆孔是排列在一条直线上, 并距离主浆孔有2m的距离, 有5m的深度, 有7°的倾斜夹角, 其夹角是注浆孔和工作面在90°方向的角度, 确保稳固效力能够对所有的注浆孔均能有利于以3m为半径中的顶板。按照1∶1的质量比例来把马丽散和催化剂混合, 产生浆液, 在注浆孔中注入由注浆泵注入的浆液, 确保浆液均匀、充足地在孔中, 凝固后的浆液会增加顶板的牢固性, 在进行采煤工作时仍然能够持续进行其操作。当过断层时, 对新产生的顶板的固定的方法就是等间距地用钢针进行打孔, 并且钢针为两排, 两排钢针有0.5m的间距, 按顺序等间距分布, 一直到通过断层。撞楔超前支护平面布置如图1所示。

图1 撞楔超前支护平面布置图（单位：mm）

3.3 被动控制顶、帮的方法

（1）对顶板的加固可以对支架进行搭梁。这种控制顶板的方法的施工是关于顶板间断性破碎, 第一步就是移动液压支架至较为平坦的顶板处, 第二, 在移动液压支架后, 其液压支架位于顶板发生破碎的左面与右面, 把钢梁铺设在有严重破损的顶板处来支护顶板, 等支护的可靠性、安全性提高后, 就可以把液压支架前移。

（2）与煤壁架棚成90°法。在由于断层而导致顶板有严重破碎时, 并上面介绍的方法实施性几乎为零时, 就可以使用这种方法。采用设备把断层煤壁的上面取出一个凹陷, 这样梁窝就形成了, 在梁窝中放入一根工字钢梁的其中一侧, 其是2m的长度, 剩余的一侧安放于顶板的牢固处, 继而在选取锚索来进行固定使其牢靠；把工字钢梁多架设几个, 梁距相邻梁有2m距离, 继而能够有效地控制顶板的破碎, 等其稳固之后, 就能对支架进行移动了。

（3）立柱挂网护帮法。顶板由于断层而发生的面积比较大的破碎时可以使用此方法, 当顶板发生破碎时, 首先要对顶板进行支护, 可以选取有单体支柱的液压支架来进行, 然后, 加固破碎的地方可以选取金属网, 在挂网时, 选取液压支架把金属网的其中一段固定与顶板的牢固处, 采取具有支撑作用的木头把煤壁与其剩余的一端接触, 并使其坚固[3]。

4 结束语

在采煤作业时, 断层是地质现象中的一种, 并且遇到其断层是非常常见的, 其会导致杂乱的煤层产生, 导致煤层顶板由之前的牢固、稳定变成破碎进而牢固性比较差, 有很多的安全与不便给综采工作面采煤。在本文中, 作者经过很多的操作实践, 对不同的断层地质构造选用不同的综采工作面过断层的方法进行了总结, 有助于综采工作面安全快速地通过断层。