綜采工作面過斷層采煤技術探析

高 旭

(西山煤電集團股份有限公司西銘礦，山西 太原 030052)

煤礦工程

綜采工作面過斷層采煤技術探析

高 旭

(西山煤電集團股份有限公司西銘礦，山西 太原 030052)

煤礦綜采工作面過斷層方法包括挑頂起底法、割煤高度調整法和跳采法等。介紹了煤礦綜采工作面過斷層方法，對過斷層采煤技術進行了探析。

煤礦；綜采工作面；過斷層；采煤技術

引 言

煤炭作為我國主要能源之一，在新時期中得到了極大程度的發展。雖然近年來受全球煤炭資源市場疲軟、去產能等眾多因素所影響使煤炭產量出現一定程度下降，但據發改委公布的數據統計，2016年1月～4月我國煤炭產量仍達到約10.1億萬t。從我國煤礦生產實際情況來看，所處地質條件通常復雜性較大，而其中斷層是煤礦綜采工作面經常遇到的一類地質結構，它不但會使回采作業中斷，而且這種地質情況中還隱藏了不少的安全隱患。本文在充分研究基礎上，對煤礦綜采工作面過斷層方法展開分析，對其采煤技術進行了探析，從而為企業做好斷層采煤奠定基礎。

1 煤礦綜采工作面過斷層方法

1.1 挑頂起底法

挑頂起底法指的是，采用采煤機在斷層中進行臥底或挑頂，強行截割斷層上下盤四周巖層，以達到過斷層的效果。在具體作業過程中，順著工作面往前截割，低于過斷層后面的直接底板，則應當采用挑頂法。一般來說，在斷層上下盤間的煤層厚度均小于液壓支架的最低通過高度。在此情形下，則應當采用挑頂起底法。若工作面頂底板巖層堅硬程度不足，則應當利用采煤機來挑頂起底。反之，則無法利用采煤機滾筒來完成切割，需要超前處理斷層，并結合具體情況考慮是否采用挑頂起底法[1-2]。

1.2 割煤高度調整法

在綜采工作面中應用割煤高度調整法時，其作用在于可以使得煤礦企業采煤作業將斷層避開，從而起到保障生產效率與安全之目的。煤礦企業在綜采工作面使用割煤高度調整法過斷層時主要有2個環節：第一，準確掌握斷層落差及其走向與采煤工作面夾角，在此基礎上，結合工作面刮板輸送機所允許起伏坡度及采機爬坡能力等技術參數，提前將割煤高度適當調整；第二，將割煤高度調整后，在過斷層前根據斷層及其與采機工作的關系，可以采取留頂割底或留底割頂的方法通過。結合實踐來看，煤礦企業在綜采工作面中要想運用割煤高度調整法過斷層，前提條件是斷層落差較小且煤層較厚。另外，綜采工作面采用液壓支架進行支護時，可通過公式(1)將其適宜高度計算出來。

H=h1+h2+a

(1)

式中：h1、h2以及a表示液壓支架下限高度、頂板最大沉降量以及富余伸縮量。最后需特別注意的是，當綜采工作面所遇斷層較為特殊時，企業可以采取適當上揚工作面的方法，使得采煤作業在采高過斷層降低情況下開展。

1.3 跳采法

跳采法也較為常用。簡單來說，跳采法主要是采煤工作面根據斷層位置進行局部搬家或工作面整體搬家的方法。之后，挖掘一條新的巷道，回收支架在新掘巷道內重新安裝后進行采煤。跳采法具體應用是，當與綜采工作面斜交斷層落差變大、通過困難時，可結合現場環境情況挖掘出一條與斷層相平行的新巷道，并需確定其和區段材料、運輸2條巷道良好連接。如此一來，才能使得煤礦開采在避免斷層的前提下有效開展，見圖1。結合實踐來看，當斷層落差變大且位于綜采工作面尾端時，可采用搬家法與工作面運輸巷斜交或平行工作面。此外，使用跳采法過斷層時，受原巷道部分區段空置時間長的影響，會導致其壓力增大。對此，煤礦企業除了需要密切關注斷層狀況外，還應適當加強支護，從而切實有效地保障煤礦開采的安全性和經濟性。

圖1 跳采法的具體應用

1.4 綜合方法

采煤技術具有綜合性特點，在實際工作中往往會受多方面因素的影響而使得采煤進度受阻，所以必須綜合考慮各種情況，因地制宜，而非將同一種方法貫穿于整個采煤過程。方法過于單一會導致在采煤過程中出現諸多漏洞。因此，為了杜絕不必要問題的出現，在過斷層采煤時應當采用多種方法相結合的綜合方法進行[3-4]。

2 煤礦綜采工作面過斷層采煤技術探析

2.1 支護技術的運用

為了避免綜采工作面過斷層采煤時出現冒頂現象，煤礦企業應在巷道中運用支護技術。例如，某煤礦綜采工作面回采中距離開切眼90 m遇到8.2 m落差斷層無法通過時，在與原工作面間距30 m處(甩掉斷層)重開切眼。由于與原切眼間距小，受原工作面超前壓力影響，新切眼壓力增大，因此，在新開巷道中間運用了錨網索聯合支護技術。選擇預緊力大于80 kN且直徑為22 mm的加強型螺紋鋼錨桿，兩幫和頂板錨桿按700 mm×700 mm排距進行布設，并打設鋼絞繩錨索按1 400 mm×1 400 mm間距在巷道中心補強。在完成巷道支護后，對局部壓力明顯嚴重的地段采用單體支柱和π型梁進行局部補強支護。最終順利實現搬家[5]。

2.2 合理增加工作面的推進速度

減少頂板被破壞程度的有效方法之一就是合理增加工作面的推進速度。由于工作面推進速度越快，煤壁暴露的時間越短，所以，非常有必要增加工作面速度。將工作面推進速度合理提升在特定范圍內，不但能夠確保采煤作業的可靠性與安全性，而且能大幅提升采煤效率，在一定程度上減少成本費用的支出，使煤礦企業利潤得到增加。

2.3 合理調整工作面和斷層線的夾角

通常情況下，如果出現煤層傾斜斷面等于或大于落差的現象，則可采用工作面平推硬過的方式來進行。如若工作面和斷層線相互平行或相交度數較小，工作面通過斷層則會導致斷層暴露范圍較大。如若斷層線相互平行或相交度數較小，那么斷層暴露范圍也很大，且會大大增加頂板維護的難度。所以，應合理調整綜采工作面的方向，讓綜采工作面和斷層間產生夾角，而且夾角度數越大，其產生的交叉面積就越小，從而能夠減小維護頂板的難度。該方法的不足之處在于，通過斷層所需時間會比較長。通常，頂板工作面屬于中等程度的穩定性，維持綜采工作面和斷層間的夾角在20°～30°最為合適。如若頂板穩定性較差，則設置夾角在30°～45°比較合適。但如此一來，會使得綜采工作面長度大幅增加。所以，最終是否選用該方法，還需對各類因素進行綜合考慮[6]。

2.4 做好斷層處巖石處理

綜采工作面過斷層首要工作就是正確處理斷層處的巖石。如若巖石的硬度系數在4以下，則可以采用截割方法來進行。如若巖石硬度系數較大，則可選用打眼放炮來進行挑頂或臥底。值得注意是，在處理斷層過程中，需放小炮，并嚴格控制裝藥數量，在科學確定炮眼位置及角度后方可進行打眼工作。在放炮過程中，務必重視防護液壓支架，避免其被放炮所損壞。進行支架防護實質上就是在支架前柱懸掛擋矸皮帶，必要時還應在支架外面設置防護筒。長期實踐可知，支架表面的鍍層，尤其是鍍銅層，極易被炮煙所腐蝕。所以，部分煤礦選用風鎬來處理斷層的巖石。

3 結束語

近年來，綜采技術在我國采煤領域得到了不斷推廣與應用。本文對現階段較為常用的技術方法進行分析與研究，以便于在具體作業中采取有效的施工技術，提高日常作業的可靠性與安全性。

[1] 姚志豐. 綜采工作面過斷層采煤技術探討[J].科技與企業,2015(22):135-135.

[2] 高正武.綜采工作面過斷層采煤技術實踐[J].能源與節能,2015(3):130-131.

[3] 劉兆祥.大采高綜采工作面過斷層采煤技術探討[J].華東科技(學術版),2014(1):314-314.

[4] 劉耀輝.綜采工作面過斷層采煤技術探討[J].內蒙古煤炭經濟,2014(10):156-157.

[5] 李平.綜采工作面過斷層采煤技術實踐[J].煤礦開采,2001(1):27-28.

[6] 盧科帆.綜采工作面過斷層采煤技術探討[J].科技展望,2016,26(23):73.

Analysis on mining technology of over fault in fully mechanized coal mining face

GAO Xu

(Ximing Coal Mine, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd.,Taiyuan Shanxi 030052, China)

The mathod of over fault in fully mechanized coal mining face includes bottom-up method, coal cutting height adjustment method and skip-mining. This paper introduces the method of over fault in fully mechanized coal face in coal mine, and analyzes the mining technology of pover fault.

coal mine; fully mechanized coal mining face; over fault; coal mining technology

2016-11-22

高 旭，男，1982年出生，畢業于中國礦業大學采礦工程專業，本科，采煤助理工程師，現就職于西山煤電集團股份有限公司西銘礦。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.32

TD8

A

1004-7050(2017)01-0097-02