采煤工作面过断层技术分析

2018-03-19胡雪墩

陕西煤炭 2018年4期

胡雪墩

(霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿，山西霍州 033102)

0 引言

煤矿采煤工作面回采过程中，经常会遇到落差大小不等的断层。过断层回采一般有2种方案，其一为重开切眼，跳采；其二为直接过断层。重开切眼涉及综采支架搬家、跳采等问题，资金投入大，煤炭损失多，同时还加大了工作面接续的难度。采取适当直接过断层回采，既可达到采煤之目的，又能取得显著的经济效益。

1 采煤工作面过断层方法

采煤工作面一般采用以下方法直接过断层开采。

直接割煤过断层：当断层落差较小，上下两盘接触处之间的煤层的厚度大于或等于液压支架的下限通过高度，则液压支架可以顺利通过，综采工作面可直接采煤过断层。

割顶(底)采煤过断层：上下两盘接触处之间的煤厚小于液压支架下限通过高度，煤层底板或顶板岩石较软且顶板较完整，可通过机组割底或割顶直接采煤过断层。

用预掘巷与割底相结合的方法过断层：断层落差较大，可采取预掘巷辅助法过断层。

2 采煤工作面过断层的主要技术措施

2.1 顶板管理

加强顶板压力监控，通过矿用数字压力表及时监测支架的初撑力和工作阻力，进行动态分析，掌握顶板应力规律。另外两巷超前支护区，用阻力检测仪测压(即测压枪测压)，量取单体柱的初撑力和工作阻力。采煤机割煤时将断层揭露的断层上盘的板尖子割平，确保支架不出现较大错茬。采取联网、打水平锚杆等方式托顶煤和防止煤壁片帮。为了防止过断层时发生大面积片帮引起冒顶事故，须降低采面上部断层带及以上采高。无论是否在断层带，必须提前拉超前架。在不能拉超前架的地方，追采煤机前滚筒移架。

2.2 加强支架稳定性

安装防倒千斤顶，从采面机尾开始，每架安装一套防倒千斤顶装置。在拉架时收紧防倒千斤顶，减少支架向下偏移。及时调架，在断层带及以上备用单体柱，配合使用防倒千斤顶、侧护板进行调架，保证支架处于合理的支护状态。保持正确伪倾斜，使输送机上下滑移量相互抵消，支架必须始终垂直输送机，并及时使用侧护板或单体柱对支架调整。

2.3 处理冒顶安全技术措施

过断层时，由于顶板破碎，顶板压力大，虽然采取了多种方法进行控顶，但还是会有发生流矸冒顶的可能。工作面发生冒顶时，要及时闭锁面溜，待顶板冒落稳定后，再采取措施进行处理。如冒顶范围较小，可直接沿煤壁挤板，从冒落上侧处加板向下挤，帮柱柱顶朝向老塘侧扎角70°～85°。如果冒顶范围较大，由冒高地点的上方顶板完好支架上一组开始向冒高地点处理，处理时要由上向下逐架进行，每组支架先用打两块方木打牢托板，然后在抽冒较严重的地点采取做人工假顶的方法护顶，接顶厚度不小于0.5 m，并在其板下打好顺煤壁托板。

3 实践应用

以某煤矿为例对过断层技术的实践应用进行阐述。该矿工作面长度为115.6 m，走向长度为1 360 m。进回采到75.3 m后出现了落差为1.5 m的断层，该断层的影响范围预计为沿工作面方向40 m，沿推进方向9 m。对于超过20 m的工作面两顺槽进行加强防护。

对揭露断层进行加强支护，该工作面的局部顶板已经出现破碎现象，为了有效地防治出现冒顶事故，采取常规的办法，第一步就是将走向板梁铺设在支架前的梁上，其中板梁一端可以架设在支架顶梁上，而板梁的另一端可以与煤壁顶紧，随后将单体柱架设在梁头上，为了保证煤壁顶板的稳固性，需要加设#字木垛，最后带压移架，通过上述一系列的措施，主要目的是为了减少移架过程中的顶板损坏。

当工作面出现断层时，要及时采取措施，调整断层走向，进而调整断层与工作面之间的夹角。如可使工作面与断层间为斜交，这样可最大限度地降低一次性揭露面积。一般而言，断层与工作面间的夹角越大越好，因为这样可使得可能出现的断层架构破碎带的面积尽可能小，而且有利于断层的维护。

顶网设置不但可以最大限度地减少冒顶事故，同时可预防顶板漏研现象。具体到煤矿项目中，顶板保护普遍采取上单层金属网搭配钢丝绳的方法，该方法能最大限度地对顶板进行维护和防控，其防控范围为沿工作面方向在机尾的侧网头及绳头到达回风顺槽处。其中铺设的金属绳采用10#经纬网，而钢丝绳采用10#钢丝绳，与此同时两者采用联接的方式进行固定，每间隔100 mm用16#联网丝进行固定，同时使用16#联网丝在间隔250 mm的地方进行固定。在过构造区期间，需将采高控制在1.7～2.0 m间，并与构造区域外侧的采高随平、随好。

通过采取以上安全防护技术，过断层期间成功控制了顶板，与采取传统方法相比节约了5天以上的工期，彻底杜绝了漏顶和冒顶等事故的发生，还大幅减少了相关设备的投入数量，提高了煤炭的回收率与回采进度，具有非常明显的技术优势。