回采工作面過斷層技術及實踐研究

邵洪興

摘 要：煤炭是我國國民經濟持續增長的關鍵所在，在社會進步和發展背景下，對于煤炭資源的需求量持續增長，對于煤炭開采作業技術提出了更高的要求。由于煤炭開采作業自身特殊性，在作業過程中伴隨著一系列的安全隱患，很容易受到客觀因素影響，影響到煤炭作業活動的安全有序開展。在回采工作面中，斷層作為一種常見的地質結構，將會對煤炭產出產生不同程度上的影響，為了保證生產效率，通過過斷層技術的應用，可以更加安全、快速斷層，作用十分突出。本文主要就回采工作面過斷層技術實踐應用進行分析，從多種角度進行分析，推動我國煤炭產業發展。

關鍵詞：回采工作面；過斷層技術；實踐；安全生產

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.118

在煤炭開采作業中，由于作業特性，很容易碰到斷層地質結構，在一定程度上阻礙煤炭開采活動有序開展，帶來不同程度上的安全隱患。基于此，為了確保煤炭開采活動有序開展，傳統的處理方法是通過重新開切眼方式，但是會對煤礦生產效率產生影響，采出率隨之下降，加劇采礦成本，在很大程度上制約著煤礦企業經營效益。針對此類問題，通過過斷層技術可以快速、安全的他用過斷層，確保生產活動有序開展，提升煤礦開采效率的同時，維護開采活動安全，帶來更大的經濟效益和社會效益。由此看來，加強回采工作面過斷層技術研究十分關鍵，同時也是當前煤礦企業經營發展中首要解決的問題之一。

1 工程概況

以貴州省安順市某礦井為例，生產能力95萬t/a，采儲量高達5055萬t。為了順應市場發展，提升煤炭開采效率，開始大力推廣綜采回采工作面。其中9103綜采工作面作為首個推行回采工藝的工作面，工作面采高1.5m，工作面巷道長1020m，軌道杭長935m。在工作面軌道夯234m處，發現有兩條連續的斷層，在不同程度上影響著開采活動有序開展。

2 工作面過斷層技術和實踐

2.1 過斷層技術工藝

縱觀當前我國煤炭回采工作面現狀來看，其中選擇的過斷層技術工藝主要是通過調整采高法和挑頂起底法，在實際應用中效果較為可觀。一般情況下，采高法更適合應用在采煤設備才沒高度無法達到最低煤層高度時，采煤工作面正常作業推進一定距離后，選擇采留頂煤方法來降低采高，確保回采工作面可以順利通過斷層，采高活動順利開展。挑頂起底法則是應用在采煤設備自身的采煤能力能夠達到最低煤層高度，可以借助采煤機器設備直接切割堅硬的巖石，確保開采作業活動有序開展，提升煤炭開采效率[1]。

2.2 斷層FLAC3D數值模擬技術

在工作面通過斷層時，通過收集巖石樣本，根據實際情況進行力學實驗，其中包括對巖石層的強度和變形值等，做好實驗數據的記錄工作，為后續工作開展提供參考依據。FLAC3D數值模擬技術作為一種前沿的數據分析技術，主要是應用在大變形的斷層頂板數據分析中。通過FLAC3D數值模擬技術，可以將收集得到的數據進行計算和分析，對圍巖和頂板的位移和垂直方向應力數值展開分析。從中不難看出，伴隨著埋藏深度的逐漸增加，垂直應力賦存規律隨之擴大，與實際情況充分契合。

2.3 工作面過斷層技術實踐

在回采工作面作業中，機械化設備最低過機高度為1.6m，選擇最低高度推進作業仍然會遇到巖層阻礙，這就需要選擇的合適的過斷層技術，確保各項作業活動有序開展。同時，為了有效提升煤炭品質，在與斷層之間距離較近時盡可能的縮小采高，避免割矸量的增加，保證煤炭品質，提升經濟效益。在過斷層時，采煤機推進作業中挑頂為主、破底為輔原則，具體情況還需要充分結合實際情況有針對性進行選擇，順利通過斷層，開采設備正常運行，提升煤炭開采效率[2]。

2.4 過斷層期間頂板和片幫煤壁支護

在回采工作面推進中，可能遇到頂板破碎現象，進而出現冒頂或是支架結構不穩定的問題，加之破壞支護不充分，發生嚴重的安全事故。基于此，為了確保推進安全、順利，需要進一步加強對片幫煤壁和破碎頂板的控制，主要包括以下幾個方面：

其一，加強支護。在割煤后，選擇前移支架和刮板輸送機的方式及時支護，同時確保在移架過程中立柱可以承擔足夠壓力，確保支護工作可以起到原有作用，盡可能避免空頂問題的出現。

其二，加快推進進度。在設備正常使用情況下，應該結合實際情況適當的增加推進進度，在提升推進進度的同時，可以有效縮短煤壁顯露時間，盡可能降低破碎頂板事故幾率。在回采工作面通過斷層過程中，為了維護作業安全，在打眼期間注重頂板和兩幫，一大發現有安全隱患的存在，需要立即停止鉆進活動，尋求合理措施予以處理[3]。爆破前，需要選擇合理的支架頂梁，爆破后選擇超前拉架，盡可能避免空頂事故出現，維護作業安全。在全巖回采中，需要選擇專門的采煤機及時有效的頂板支護，盡可能縮減空頂距離。工作面到達指定區域后，放置一定數量的圓木，可以有效避免支架上方空頂。斷層延伸到機尾后，派遣專門人員觀測巷道頂板，如果發現存在異常問題，及時選擇安全防護措施，確保作業活動安全有序進行。與此同時，為了避免落矸威脅到人員尚明安全，可以使用方木和竹笆背頂處理，維護作業安全[4]。

2.5 加強設備和人員管理

在回采工作面過斷層期間，為了確保各項作業活動有序開展，應該加強設備和人員管理，提升工作人員專業素質和責任意識，正確使用機械設備，降低設備老化、磨損，促使作業活動更加規范化，提升煤炭作業效率和安全。

3 結論

綜上所述，在回采工作面過斷層期間，需要充分結合實際情況，選擇合理的過斷層技術，加強破碎頂板和片幫煤壁控制，選擇合理的支護方式，確保結構穩定，確保采煤作業活動可以安全有序進行，為煤炭企業創造更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]趙東亮.裕興煤業15108回采工作面過斷層技術研究[J].能源與節能，2016，24（05）：187-188.

[2]劉中勝，陳峰.回采工作面補切眼內掏槽過斷層技術研究與實踐[J].中國煤炭，2015，24（10）：44-46+52.

[3]董利.回采工作面平推硬過斷層冒頂事故的技術分析及防范[J]. 煤礦安全，2015，31（12）：35-36.

[4]陳小軍.回采工作面過大斷層、無炭柱超前預裂爆破技術研究與應用[J].煤炭與化工，2015，21（05）：101-103.