薄煤层采煤工作面过断层

2019-11-29董健

商品与质量 2019年21期

董健

珲春矿业集团板石煤业有限公司吉林珲春 133300

薄煤层是根据煤层厚度的大小所划分、定义出的一个概念，我国习惯上将厚度在130cm以上的煤层称之为厚煤层，将未达到130cm的煤层定义为薄煤层，其中又把厚度未达到80cm的煤层划分为极薄煤层。煤层的厚度不同，与之相对应的开采技术要求也是不同的，煤层越厚越利于开采。因此，相对于厚煤层的开采而言，薄煤层的开采一方面受自身厚度较低导致作业空间限制，另一方面其开采有着更高的技术要求与更大的开采难度。但是，薄煤层所储藏的煤炭量在我国的煤炭总储量中占着比较大的比例，且分布范围广泛，是我国煤矿开采的重要对象。因此，薄煤层虽是煤炭开采的难点，但同时也是我国煤炭开采的一大重点，必须对其予以足够的重视。

1 工程概况

某煤厚度为0．65m，煤层倾角14°；顶板为十层石灰岩，厚度为5～6m，稳定、致密、性脆，岩溶发育；底板为5m左右的泥岩，赋存稳定。十六层煤构造复杂，褶曲发育，4m以下的小断层密度较大。据已采工作面统计，每万平方米内小断层近20条，以正断层为主，延展度不均匀，由于煤层厚度小于1m，所以落差在1m以上的断层就会造成工作面局部全岩，使工作面正常生产受到影响。

2 薄煤层过断层方法和辅助措施

2.1 过断层方法

2.1.1 断层落差小于采高

结合矿井其它工作面过断层经验，对于落差小于工作面采高的断层决定采用强推硬过方式。遇断层前将运输机调整方向，过断层期间加强支护。

2.1.2 断层落差大于采高

断层落差越大对工作面开采越不利。根据本矿井开采经验，对于断层落差大于采高的断层，可以通过以下几个方法来通过：（1）在煤田地质普查时发现的断层，可将工作面沿断层边界线布置，使工作面避开断层带；（2）工作面在回采过程中遇到落差较大的倾向断层，可以采用跳采进行回采。具体是在断层带附近开掘一条中间巷道，作为机巷或者风巷，通过该区域后重新布置切眼进行回采。这种方法虽然能够有效避免断层的影响，但是工期长，会损失大量煤炭资源，在经济效益上很差，一般不会选择；（3）当工作面倾向方向存在多个断层时，可在断层中间掘出一条全煤巷道，铺设刮板输送机后，向煤巷两边放炮掏硐开采；（4）当走向断层位于工作面中部时，可将原工作面在断层处分为两个小型工作面进行开采；（5）当断层位于机巷或者风巷附近时，可以在断层处重新掘进一条机巷或者风巷，然后在断层的端点处将掘进的新机巷／风巷与原来的机巷／风巷贯通，这样可以撇开断层部分进行回采[1]。

2.2 断层处的支护

综采工作面过断层在实际操作中容易造成顶板冒落，存在着一定的安全隐患。通过对断层处的支护处理可进行一定的防治，为工作面的顺利推进提供保障。断层处的支护需重点考虑四方面的内容，同时也是施工进行的主要影响因素：（1）断层处的支护主要利用支柱起支撑作用。而煤层底板土岩的粘性是比较高的，容易导致支柱钻底，不利于支撑作用充分发挥。支柱起不到有效的支护作用，也就不能进行一定的危险防范；（2）断层中的顶板冒落在支护处理中比较脆弱，如果顶板的抗压强度减弱，容易发生顶板冒落事故。断层是一种复杂的地质结构，其起伏较大，对煤矿开采工作的进行造成较大的不便。在支护处理中，还需加强顶板管理，处理放炮对断层处所造成的影响，保证施工工序的正常进行。支护措施具体分为六方面，内容较为丰富：①在断层处2m的范围内超前处理1m，将型钢探梁架设在上下2个开采盘处，一般上下一共需要2对，通过基本的处理实现迈步前进；②断层面有着一定的倾角，可沿着这个方向架设木棚，并在断层面打戗柱；③在断层面两侧打设木垛，木垛之间的距离相等，为4m，且木垛不能超出断层面两侧20m的范围；④可对支护措施进行调整，通过将支柱距离缩短到0．8m提高支护密度，增大支护强度，降低煤矿开采的危险威胁；⑤需对支柱进行处理，防治岩土粘性过强而出现的钻底问题，支柱上需要套上铁鞋，不仅可提高支护的安全性，还可有效提高支护强度；⑥放炮问题。打炮需严格按照程序进行，避免出现混乱，保证支柱的稳定性[2]。

2.3 薄煤层过断层辅助措施

（1）过倾向断层：在工作面回采过倾向正断层时，若断层倾向沿走向，一般沿着下盘向上盘推进，此时断层两侧顶板岩层已经断裂分离，如果强推硬过容易造成工作面大面积悬顶和采空区垮落带不均匀，断层面顶板岩层重量得不到工作面煤体支撑，将重量全部压在采场支架上，这样极易造成工作面大面积顶板冒漏现象发生；若断层倾向与走向相反，工作面沿断层上盘向下盘推进，断层带顶板岩层重量部分由断层下盘承受，支架所受载荷相对减小，这样有利于降低工作面顶板冒漏现象发生，但减小工作面来压对断层带来的影响，应做到提前调整工作面，使工作面倾向与断层走向形成一定的角度，这样可以人为缩短工作面每个循环过断层的长度，避免一次性过断层。（2）过走向断层：薄煤层过走向断层时，可将工作面分为上、下两端，并采取拉底挑顶等措施躲开断层进行开采，同时要加强断层带支护，防止工作面顶板冒漏现象发生[3]。