煤礦井下采掘工作面過斷層技術的應用及發展趨勢

上官朝陽

摘要：在煤礦實際生產過程中，由于井下地質條件變化，常常會有采掘工作面過斷層的情況發生。斷層附近圍巖受應力影響較為破碎，降低了圍巖的穩定性，而采掘工作面發生突水、瓦斯超限、冒頂等事故的很大一部分原因就是因為在工作面過斷層帶時未采取有效措施來防止上述事故的發生。

關鍵詞：煤礦井下;采掘工作面;過斷層技術

1斷層的成因

眾所周知，煤炭開采是一個比較高危的行業，在其開采過程中，有一定的幾率會遇到斷層問題，斷層是一種地質構造，其形成和煤巖層的地質運動有關，斷層是煤巖層在地殼運動的時候受到結構應力而發生斷裂產生的，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其位移的情況稱之為上下盤或者左右盤，斷層所產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，就是斷層沒有發生水平上的位移，而這種斷層在地質構造中十分罕見的。

2確保煤礦井下采煤工作面安全過斷層的技術

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，管理人員再根據探查結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容，最大程度保障作業人員的作業環境安全，避免出現延誤施工進度的現象。由于煤礦地下水情況復雜，在開展作業之前，管理人員、施工人員一定要做好排水管道的安裝工作，確保出現水流時及時排出。同時也要加大監督力度，井下施工人員在作業期間，安排監督人員對作業周圍的水域情況進行仔細勘察，實時掌握水流的動態情況。若出現危險預兆，一定要及時停止作業，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，嚴格遵守各項規章制度，例如對斷層進行作業時，首先要安裝菱形金屬網防漏設置，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，防止出現頂板坍塌現象。

2.2有效控制割煤作業的速度

煤礦井下進行開采作業時，斷層區域的煤層必然會出現不穩定的特點，即使加上了頂板防護，也會容易發生脫落。為此，在過斷層時采用的采煤技術至關重要。施工人員也應當具有較高的技術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，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時，也應當及時關注作業周圍的環境變化，若出現問題，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象，此時不光作業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做好瓦斯的監測與防治工作

煤礦由于受到埋藏位置、地質特點等的影響，周圍瓦斯含量也會有不同的分布特點。在開采過程中，如果出現斷層，一般會打破瓦斯的平常狀態，讓瓦斯出現不同尋常的流動或分布現象，在作業過程中稍有不慎，就會出現瓦斯爆炸。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、作業人員、管理人員都應當重視過斷層過程中的瓦斯監測工作，防止出現由于瓦斯爆炸產生的人員傷亡。煤礦首先要引進專業的人員和設

備，對煤礦井下周圍的瓦斯進行嚴格監測，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，管理人員以及作業人員在下井開采時，也要隨身攜帶瓦斯檢測儀，隨時關注瓦斯氣體的含量，若瓦斯檢測儀出現異常報警，要立即停止作業，迅速切斷電源，組織井下人員安全有序的撤離作業現場，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，繼續進行開采工作。

3煤礦井下采煤工作面過斷技術應用

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定標準，支架完全連接，維持斷層上、下的穩定性而避免出現下沉的情況。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的安全生產。當采煤面帶壓開采時，要對設施、設備提前進行檢測，準備備用排水管和其它設備，并對排水情況進行檢查。如果發現異常，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，需要派遣專門的監測工作者，來對采掘區域內瓦斯的實際含量進行檢測，一旦發現氣體濃度超標，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，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的管理措施。煤礦采掘工作面多斷層是否成功，將會對作業人員的生命與健康產生最為直接的影響。所以在作業環節中，要始終秉承安全第一的思想，注重對作業人員的安全培訓工作，強化作業人員的操作技能與判斷能力，積極更新與創新先進的技術手段，優化生產設備，將安全生產理念落實到實處。此外，還需要從以下幾個角度著手，完成管理水平提升。

①堅決杜絕作業人員空頂冒進，保障作業環境安全，提升支護設備的牢固程度。

②禁止將支柱設置在浮煤或者是浮矸位置。

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

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

結束語

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，煤礦開采企業必須要徹底清楚斷層形成的原因以及作業施工方式，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，更新技術理念與創新設備使用，提升安全管理能力。

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