浅谈走向长壁综采工作面过断层技术研究

王艳敏

摘要：通过对走向长壁工作面倾斜角和断层构造的分析，采用刹底、挑顶以及强化顶板管理等措施可有效提高支架的稳定性，避免了倒架、歪架问题的发生，确保采面在断层附近的安全过渡。本文结合郭二庄煤矿综采生产实际，走向长壁工作面过断层技术实践进行了探讨。

关键词：走向长壁;综采工作面;过断层

走向长壁采煤法是一种沿煤层倾斜方向布置采面，并沿走向推进的采煤方法。走向长壁采煤是相对于短臂开采而言的，其特点是工作面长度较长，一般为100m～150mm。走向长壁采煤比较适用于顶板易于冒落的倾斜、缓斜煤层，但由于工作面长度较长，因而对采面支护措施有比较高的要求;特别是经过断层构造带时，容易因底板倾斜和支架受力不均而发生倒架、歪架等问题，对采面安全生产带来很大的隐患。通过对走向长壁工作面倾斜角和断层构造的分析，采用刹底、挑顶以及强化顶板管理等措施可有效提高支架的稳定性，避免了倒架、歪架问题的发生，确保采面在断层附近的安全过渡。本文结合郭二庄煤矿综采生产实际，走向长壁工作面过断层技术实践进行了探讨。

一、郭二庄矿四采区地质特征介绍

郭二庄矿地处河北省武安市西北约13km处，井田位于武安向斜的西翼，总体构造形态为受断层切割的单斜构造，以断裂为主，褶皱不甚发育。井田内断层以高角度正断层为主，走向主要为北北向～北北东向，倾角60°～80°，小规模断层发育频繁，落差10至大于150m的断层，主要有14条。目前主采的四采区位于井田东部，该区资源储量丰富，设计自-100m大巷开口向下至-300m布置采区下山生产系统，建立了完善的运输、通风、排水等系统开拓开采四采煤炭资源。采煤方法采用走向长壁采煤方法，一次采全高采煤工艺，全部垮落法管理顶板。采煤工作面选用ZY6000/22/45型液压支架，MG300/730-W型双滚筒采煤机SGZ-764/400型可弯曲刮板输送机及配套辅助设备。四采区地层走向为北北东，倾向南东～南东东，倾角10°～25°，一般15°～18°，属缓倾斜煤层。

二、回采实践

过断层俯采找煤时，为避免全岩段被工作面所揭露，需采取以下措施：（1）断层处机巷挑顶，挑顶高度需根据巷道顶板实际情况确定，挑顶完成后，及时升紧支架维护顶板。（2）工作面过断层时，沿断层面下盘挑顶;同时降低工作面采高，支架上方留少部分顶煤;（3）当机巷揭露断层上盘时，机头部分开始适当刹底，保证运输机倾斜角度不大于15°;为避免煤机因下滑和歪斜造成导向滑靴损伤，应将销排倾斜角度控制在8°～10°;（4）加强支架维护，保证支架初撑力不小于24MPa;（5）为防止支架歪斜，对于工作面角度过大的局部位置，支架应安设放倒千斤顶。仰采找煤时，在工作面过断层后破顶找煤，可减少工作面全岩段，有助于过断层。

三、综采工作面过断层的技术措施

断层倾角、断层落差以及断层与工作面交角等对于支架有很大影响，是顶板管理需要重点考虑的因素。分析表面，断层与工作面交角小于10°时，大部分支架进入断层带，如果顶板裂隙发育，则支架有过度承压和压架的可能，过断层比较危险。断层倾角在60°～80°时，工作面控顶区岩体破坏的可能性增加，给煤层开采和顶板管理带来较大难度。采面过断层最危险的情况是：大于煤层厚度1.5倍以上的大落差断层;断层与工作面交角接近于0°，且滑动面松散破碎。过断层的方案主要有强过、搬家、抽架、接架等几种。当工作面与断层发育方向夹角较大时，一般采用工作面转采;当工作面断层落差较大时，顶板条件较为恶劣时，一般采用搬家、抽架、接架等方法。

1、一般性措施

倾斜断层落差超过煤层采高2/3时，应另开切眼，重新搬家安装。当落差大于1m时，应合理多留底煤，使支架上挺爬高至煤层全厚。为避免支架上挺时发生歪架、倒架，移过支架后同时迫降两后柱使柱脚抬起，然后在抬起的凳缝隙中垫入物料，使柱脚平稳压实，保持支架稳定;遇有落差小于1m，向下断失的断层，如果煤层小于支架最小高度且顶板较完整，一般采用破顶办法通过。过断层前增加采高，在保证支架高度的同时使其具有一定的伸缩量，便于过断层时降低采高。对于松散破碎顶板，用采煤机切割顶板破碎带，随工作面前进提前挂双层网，防止碎岩冒落;对于向下断失且小于煤厚的断层，如落差大于1m，在断层前加大采高，并在支架顶梁上挂双层网，增加支架高度准备好过断层。

2、过断层俯采措施

首先应注意溜子和支架的配合角度，避免因推移千斤顶受力偏斜而損坏活塞杆和活塞密封圈。一般采用强迫降柱法上提支架底座，以使支架与溜子下栽角相近;过断层时，应避免溜子较大的下栽角，以防止煤炭从溜槽中撒出。

3、过断层仰采措施

在距离断层3～5m处，采煤机每割一刀后适当提高滚筒高度;移架和移溜子时，为适应缓斜煤层，可在其下部垫入物料，以尽量缩小支架采高和增加其爬山的角度。工作面在过断层时，需保持直线推进，以减少断层对采面的影响;同时也要避免出现工作面高低不平的情况，为支架、溜子等设备的架设提供良好的条件。破碎顶板条件下应对松动煤壁，应移架到位，并采用护帮板，用木料接实空顶处。

4、特殊措施

对于比较破碎，易于冒落和支护难度较大的顶板，可采用化学加固剂将顶板破碎岩体胶结在一起，从而提高顶板的整体稳定性，然后再配合支架、护帮板等加固顶板。常用的顶板化学加固剂主要有聚氨酯、人工树脂等，采用压注法将其注入断层裂隙。

参考文献：

[1]蔡东红，陈登报，苏生.走向长壁综采工作面过断层技术与实践[J].《山东煤炭科技》2011 （5） ：6-8

[2]郭奇才.综采工作面过断层开采技术研究[J].《中国科技纵横》2014（20） ：156-156