綜采工作面安全快速過斷層技術研究

杜云峰

（晉能控股煤業集團有限公司忻州窯礦, 山西大同 037021）

在采煤工作中, 斷層是地質現象中的一種, 并且其具有普遍性、特殊性, 支護過斷層比較困難、有非常大的危險性, 會影響采煤工作, 在其有關的專業性強的人員在比較長的時間內都在其井下工作, 對支護過斷層的有用的方法與不同種類的斷層具有的優點進行總結。在本文中, 有重新開切巷法、挑頂起底法、調整采高法三種方法使用于斷層帶；被動地控制幫、頂、加固注漿方法和撞楔頂板超前支護使用于過斷層, 能夠有效控制支護頂板, 并且使其過斷層的效率、安全得到保證。

1 概述

把保安煤柱安置在井田的界線處, 并且井田界線的南面、采區大巷的北面、井田界線的西面、15106工作面的采空區的東面即為15108采煤工作面, 并且采區大港有3條。在15108工作面中, 有頂板下降、煤層厚度減少的現象存在于其回風順槽的620～680m段中, 估計工作面中會有構造的伸入, 在回采到本段的附近, 應該對其頂板加強管理, 超前支護的完成, 對瓦斯實時動態進行監測。在回采時, 要對礦壓的察看力度加大, 在有壓力作用于頂板時, 必須提早把防范做好, 預防頂板發生事故。在初采期間, 會使用放頂方法來預防有垮落事故發生而導致的破壞。

在勘探完其地質條件時發現, 井田東側的界線處就是15108綜采工作面, 其并安裝于逆斷層的上盤的東面, 斷層帶與斷層都不少, 因此, 導致其影響了生產, 在進行生產時, 要對地質條件、斷層帶及斷層要有深層次的了解, 有助于措施的實施, 并且其措施的針對性比較強。

2 關于斷層帶不同所使用的施工措施也不同

2.1 調整采高法

在F1斷層中, 頂底板兩者之間蘊藏著厚度不薄的煤層, 可以把采煤機與液壓支架上的所有參數指標能夠允許的最小開采區域所覆蓋, 過斷層可以選取調整采高法。采煤機在進行割煤時可以存下煤的厚度可以以斷層的差距、煤層的厚度為依據進行推算。當采煤工作面未達到斷層, 就把采煤的高度下降, 在持續推進采煤機至從斷層中完全離開, 就要把其高度恢復到之前高度, 若恢復至未斷層時的情況就要在開采至斷層頂底板的后面[1]。

2.2 挑頂起底法

在F2斷層帶中, 其頂底板兩者之間蘊藏著不厚的的煤層, 無法把采煤機與液壓支架上的所有參數指標能夠允許的最小開采區域所覆蓋, 而圍巖有很大的硬度, 在采煤時, 可以損傷其機器的割煤工具, 對過斷層帶可以選取挑頂起底法。起初, 對于巖層而言, 其硬度比較大, 對其清除要選取爆破方法, 然后在把采煤機設備的有關參數與其割煤的高度能夠允許的最小開采值慢慢減小, 一直至逐漸推進其采煤機直至從斷層的背后離開方可把其采煤的高度恢復；如果, 斷層中的巖石的硬度不大, 則其刀具就能夠直接通過, 能夠把采煤機設備的有關參數與其割煤高度可以允許的最小值減小, 強制推進采煤機, 一直至從斷層完全離開, 其采煤的高度就可以恢復之前的高度了。

2.3 重新開切巷法

在F3、F9斷層帶有比較廣的區域, 如果想要強制通過, 則會有非常大的難度, 進而會損傷設備, 為了躲過斷層, 并且其具有危險性, 就要選取重新開切巷法。此方法要把井下全部的采煤設備移動至和重新開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, 如果有壓力作用于頂板, 那么, 整體的綜采工作面就都會處于非常危險的境遇, 安全隱患非常大。因此, 在綜采工作面中, 若想對其使用重新開切巷法, 就會增加采煤工作的困難程度, 而且此方法的各個環節均要認真仔細[2]。

3 控制頂板和過斷層煤壁的措施

如果在實施回采操作的時候就到達了斷層處, 并有非常厲害的破碎狀況存在于頂板中, 第一步要做的就是把頂板修復好, 預防頂板更加破碎。在此狀況下, 無法盡快維修與養護頂板, 就會導致有以下危險狀況出現液壓操作中, 包括不接頂、被壓死等, 乃至會推綜采工作面全部進到窘境, 如果現在再有壓力作用于斷層范圍內的頂板, 那么頂板由于破碎將無法承擔其壓力, 那么就會發生沉陷, 支架也會因此而被掩埋。所以, 在進行回采工作時, 要對斷層區域的頂板的情況進行觀察, 避免有事故發生。

3.1 切頂移架法

在F4、F5斷層中, 若頂板破碎比較厲害, 就會有漏頂情況出現在下降的液壓支架中, 切頂移架法就可以使用于此中狀況下的過斷層作業。不降液壓柱法使用于移架, 能夠完成煤壁接觸、頂底板和支架在帶壓情況的移架。此方法能夠確保移架的實現是以完整的頂板為前提條件, 能夠促進采煤工作的順利實施, 可一旦操作失誤, 就會帶給液壓支架與刮板運輸機一定的損壞, 乃至導致設備發生開裂, 因此在施工時要小心。

3.2 頂板的注漿加固與撞楔超前支護

在F6斷層中, 有破碎狀況存在于頂板中, 并且其破碎非常嚴重, 在這種狀況下的操作（補打鋼針）就可以選取撞楔支護, 頂板間要和鋼針在進行打鋼針的時候成90°, 對于打鋼針的深度與距離要按照斷層區域的頂板發生破碎的狀況來決定, 打鋼針的深度與密度的增加, 會加強頂板被修復的堅固度。全部撞楔支護的鋼針都固定之后, 對注漿孔進行鉆孔的位置是距頂板發生破碎處有1m處, 并且其漿孔是排列在一條直線上, 并距離主漿孔有2m的距離, 有5m的深度, 有7°的傾斜夾角, 其夾角是注漿孔和工作面在90°方向的角度, 確保穩固效力能夠對所有的注漿孔均能有利于以3m為半徑中的頂板。按照1∶1的質量比例來把馬麗散和催化劑混合, 產生漿液, 在注漿孔中注入由注漿泵注入的漿液, 確保漿液均勻、充足地在孔中, 凝固后的漿液會增加頂板的牢固性, 在進行采煤工作時仍然能夠持續進行其操作。當過斷層時, 對新產生的頂板的固定的方法就是等間距地用鋼針進行打孔, 并且鋼針為兩排, 兩排鋼針有0.5m的間距, 按順序等間距分布, 一直到通過斷層。撞楔超前支護平面布置如圖1所示。

圖1 撞楔超前支護平面布置圖（單位：mm）

3.3 被動控制頂、幫的方法

（1）對頂板的加固可以對支架進行搭梁。這種控制頂板的方法的施工是關于頂板間斷性破碎, 第一步就是移動液壓支架至較為平坦的頂板處, 第二, 在移動液壓支架后, 其液壓支架位于頂板發生破碎的左面與右面, 把鋼梁鋪設在有嚴重破損的頂板處來支護頂板, 等支護的可靠性、安全性提高后, 就可以把液壓支架前移。

（2）與煤壁架棚成90°法。在由于斷層而導致頂板有嚴重破碎時, 并上面介紹的方法實施性幾乎為零時, 就可以使用這種方法。采用設備把斷層煤壁的上面取出一個凹陷, 這樣梁窩就形成了, 在梁窩中放入一根工字鋼梁的其中一側, 其是2m的長度, 剩余的一側安放于頂板的牢固處, 繼而在選取錨索來進行固定使其牢靠；把工字鋼梁多架設幾個, 梁距相鄰梁有2m距離, 繼而能夠有效地控制頂板的破碎, 等其穩固之后, 就能對支架進行移動了。

（3）立柱掛網護幫法。頂板由于斷層而發生的面積比較大的破碎時可以使用此方法, 當頂板發生破碎時, 首先要對頂板進行支護, 可以選取有單體支柱的液壓支架來進行, 然后, 加固破碎的地方可以選取金屬網, 在掛網時, 選取液壓支架把金屬網的其中一段固定與頂板的牢固處, 采取具有支撐作用的木頭把煤壁與其剩余的一端接觸, 并使其堅固[3]。

4 結束語

在采煤作業時, 斷層是地質現象中的一種, 并且遇到其斷層是非常常見的, 其會導致雜亂的煤層產生, 導致煤層頂板由之前的牢固、穩定變成破碎進而牢固性比較差, 有很多的安全與不便給綜采工作面采煤。在本文中, 作者經過很多的操作實踐, 對不同的斷層地質構造選用不同的綜采工作面過斷層的方法進行了總結, 有助于綜采工作面安全快速地通過斷層。