薄煤层综采工作面过断层研究

朱伟 段守文

【摘要】：工作面在回采过程中经常遇到断层，但薄煤层工作面回采时，由于采高较低，断层对工作面回采制约较大，影响因素较多。重点对薄煤层综采工作面过断层进行研究，针对性地提出了一些应用策略，旨在为薄煤层综采工作面过断层的处理提供指导，以确保煤层开采工作的顺利进行。

【关键字】：薄煤层;综采工作面;过断层

煤矿开采工作进行的地质条件较为复杂，环境也较为恶劣，对于技术的应用有着较高的要求。断层是一种较为复杂的地质构造，很大程度上增大了煤矿开采的难度，不仅使得开采的效率不高，也带来了较大的安全隐患。尤其是在薄煤层的开采中，存在较大的限制。因此，加强对薄煤层综采工作面过断层的研究具有很大的现实意义，可进行针对性的指导，改善当前煤矿开采困难问题，更好地挖掘煤炭资源，满足社会发展的需求。

一、 煤矿概述

新建煤矿位于七台河矿区西北部，矿址距七台河火车站约2.5公里，东南距七台河市市中心约15公里。行政区划属黑龙江省七台河市新兴区管辖。地理坐标：东经130°48′18″～130°54′45，北纬45°45′31″～45°51′01″。矿区面积：49.1792平方公里。

新建煤矿开拓煤量、准备煤量、回采煤量充足，截止至2019年3月末新建煤矿开拓煤量746.82万吨，可采期7.7年;准备煤量595.52万吨，可采期73.70月;回采煤量88.60万吨，可采期10.97月。

截止到2018年末，新建煤矿保有储量4610.5万吨，可采储量2192.9万吨。

新建煤矿共有三个生产采区，一个回收区，一个调整区、两个开拓区。共有5组采煤队，21组掘进队，采煤工艺均为4高档普采、1个综采。

矿井开拓方式为斜、立井多水平开拓。一水平标高为-100m，已经回采完毕;二水平标高为-250m，为现主要生产活动区域。终止标高为-800米。新建煤矿设计能力为120万吨，核定能力为190万吨/年。

二、 工程概述

新建煤矿40031工作面回采 90层煤，煤层厚度0.65m ～ 0.89m，平均厚度 0.75m，倾角 4°～11°，平均倾角 6°，工作面倾斜长度 189m，走向长度980m。整个煤层开采过程中，为提高采煤工作效率，使各项技术措施更为有效地发挥作用，预防煤矿安全事故发生，结合该煤矿基本情况，采用倾斜长壁后退式采煤法，并应用全部垮落法对顶板进行有效管理，落实综采采煤工艺，确保采煤任务顺利完成，提高采煤工作效率。同时，采煤需要经过断层、老巷，为保证施工效果，有必要创新思维，把握技术措施，实现对薄煤层综采工作面效益的提升，为煤矿开采效益提升创造良好条件。

三、 方案对比分析

方案一：将综采工作面整体撤面搬家，使用炮采工艺过断层。该方案能避免工作面过断层，减少材料消耗量，提高采煤安全水平。但撤面搬家和安装综采面需要 1.5 个月时间，期间工作面没有产量。撤面后断层区间采用炮采、调采，顶板管理困难，采煤量会受到严重影响。炮采工作面存在反向运输，输送环节多等问题，通风系统比较复杂，不利于通风管理，并且需要施工炮采补切眼。

方案二：采用强推硬过断层，当无法推采时，在适当位置掘进补充材料道作為工作面的出口，并将工作面与材料道联通，贯通后撤除工作面补充材料道，并且工作面继续推进，让采煤工作顺利进行。该方法可以避免整体搬家撤面，对产量影响很小，具有良好的经济效益，同时运输系统和通风系统比较简单。但工作面推进过程中，需要补充运输巷和材料道，需要掘进材料149m，断层处顶板管理也比较困难。综合对比两个方案的技术性与经济性，结合该采煤工程的现场基本情况，决定采用方案二进行煤矿开采。

四、 薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术对策

1、 爆破及空顶距缩短煤矿开采中，首先对运输巷提前进行卧底，完成后安排工作面刮板输送机入场，做好顶板支护工作。整个采煤作业面利用采煤机截割比较困难，针对这种情况，采用放松动炮的方式进行处理，并且爆破后及时进行回采，减少空顶时间。适当缩短空顶距离，压岩地段和顶板破碎处，采煤机截割前后及时将支架移至煤帮，这样有利于缩短空顶距，实现对顶板的有效保护。

2、 工作面冒顶处理技术

工作面过老巷期间，与老巷交叉处顶板冒顶，在补充运输巷内利于废旧轨道和工字钢造假顶的措施，有效规避冒顶风险。通过补充材料道时，用料垫住刮板运输机，使其起伏平缓，满足采煤机运行需要。

3、破碎带处理技术

工作面与老巷交叉处及断层处，对于这些地方出现的顶板破碎带，在顶板需要打设锚杆，从而增强顶板的稳固性与可靠性。锚杆间距 1.0m，排距 1.2m，锚杆长度 1.7m，锚固力不低于 50k N。采取这些措施处理之后，有利于确保顶板牢固可靠，避免出现安全事故。

4、机电设备管理技术

重视机电设备管理，做好设备调试工作，确保机电设备综合性能良好，有效满足采煤需要。对于机电设备要加强养护维修，及时处理存在的故障，有效提升机电设备综合性能。加强用电管理，保证机电设备的用电能够得到有效满足，进而为采煤工作现场施工顺利进行奠定基础。

5、顶板管理技术

提高对顶板管理的思想重视程度，尤其是工作面断层处压岩地段的顶板，更应该加强管理。确保顶板安装顺序合理，位置准确。应该从冒顶地段，两端顶板完整的地段向冒顶地段移架，进而对顶板实现有效控制，防止冒顶区域出现进一步扩大等问题发生，为采煤工作顺利进行奠定基础。

6、 施工现场安全管理技术

完善施工现场安全管理制度，提高工作人员的安全管理意识。卧底时要严格控制底板的起伏和工作面采高，确保卧底深度合理，保证接顶质量，减小空顶面积。要保障接顶工作人员安全，避免人为操作失误而带来安全隐患。确保支架安全可靠，高度合适，冒顶移架应该遵循步骤进行，防止安全事故发生。支架支护应该整齐可靠，确保施工作业人员安全，并加强用电管理，按要求敷设电缆，实现对安全事故的有效预防。

四、结束语：

为提高采煤工作效率，防止安全事故发生，降低不必要损失，落实薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术是必要的。应该做好采煤工作面基本情况的调查工作，对比不同方案的技术性与经济性，然后采取有效的技术措施，并按要求施工，确保各项技术落实到位，使煤矿开采取得更好的综合效益。

【参考文献】：

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[2] 张义彬. 薄煤层采煤工作面过断层实践[J].山东煤炭科技，2010，（02）.

[3] 程二小，王禹. 薄煤层工作面过断层的研究[J] .科技创新与生产力，2012（02）.