綜采工作面過斷層采煤方法與頂板管理研究

王龍海

摘要：綜采工作面中選擇何種過斷層的采煤方式，要依據斷層的地質特征來確定，根據斷層位置的巖層實際厚度，合理確定綜采工作面施工的方向和角度的大小。綜采作業面開采效率和安全性受到過斷層采煤方法和頂板處理方法的影響。文章根據實際經驗論述了過斷層采煤的有效方法，并提出了加強頂板管理的措施，以期能夠為相關的實踐提供些許理論參考。

關鍵詞：綜采工作面；過斷層開采；采煤方法；頂板管理；有效策略

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0140-02

綜采工作面中選擇何種過斷層的采煤方式，要依據斷層的地質特征來確定，根據斷層位置的巖層實際厚度，合理確定綜采工作面施工的方向和角度的大小。提高頂板管理水平不僅是加強施工質量的關鍵，也是降低安全事故發生幾率的必由之路。

1 綜采工作面過斷層采煤方法

現階段，在綜采工作面的開采過程中主要使用的方法包括三種，分別為直接割煤過斷層法、割頂或割底采煤過斷層法、斷層上底相結合法。每一種開采方式都有其使用的優勢與不足。

總體來看，直接割煤過斷層的開采方法主要在礦井上下兩部分的接觸位置的煤層厚度，超過或者等同于液壓支架所規定的下限高度的情況下，采用直接割煤過斷層非常簡單，便于操作。割頂或割底過斷層的開采方法主要在礦井上下兩部分的接觸位置的煤層厚度，小于液壓支架所規定的下限高度的條件下，且煤層頂板或者底板部位的巖層硬度較小、頂板比較完整環境中采用該種方式可以取得較好的效果。斷層上底相結合法主要應用在斷層落差比較大的條件下，在應用過程中使用預掘巷輔助方式可以提高作業的效果。

過斷層采煤施工的設備準備工作充分與否，是確保開采質量的前提。在斷層位置處，要先搭架傾斜梁，支好傾斜棚或者采用斜式交架，運用間隔移架的方式，首先用支架的頂梁將傾斜梁托穩，再移動鄰側的支架。為了提高安全性，在煤壁上事先進行超前梁或者超前走向棚的架設，施工過程中使用帶壓移架的方式可以最大限度降低頂板產生松動的幾率，并有效縮小空頂的面積。在頂板的空處設置木垛，也可采用其他替代材料進行補充，在破碎帶的頂板層應用錨桿來進行加固，或者鉆孔后采用化學膠結性溶液灌注。在斷層的開巖巷和頂板的位置，用普通錨桿加以支護即可，在兩旁則使用木錨桿，并且要將沿斷層開掘的巷道寬度控制在合理的范

圍內。

過陷落柱過程中使用控制爆破方法，同時使用采煤機將煤矸石清除，將工作面陷落柱范圍中的高度盡量減小，高度保持在可以通過機械設備的最小限度，這樣既可以保持支架的靈活性，同時也可以降低煤矸石的開采量。在陷落柱地段和工作范圍內的連接處，也要控制好采高的長度標準，確保支架和輸送機可以相互協同應用，提高綜采工作面的施工效率。在陷落柱兩邊的作業地帶，在設置時需提前將支架移開，而在陷落柱周圍則隨后移架，可以利用鐵管或者木板梁插進梁壁，然后使用采煤機將煤矸石全部清理后再移架，以有效降低煤矸石漏掉幾率。

過褶皺地帶的方式主要是利用采煤機的下切或者留底、割頂的作用，促使頂板表面形成較為緩和的曲面，為采掘設備的進出提供足夠的空間。當褶皺的幅度非常大時，將工作面的進行方向和背向斜軸保持垂直狀態，在運行的過程中，工作面中的煤巖壁方向還要有一定的起伏度，有助于液壓支柱可以持續作業。

通過舊的巷道時，先將原有的支架進行加固處理，支柱較少的部分要添加新的支柱，也可以采用搭建臺棚的方式來提高穩固性。支柱的類型選用單體液壓支護較為理想。當巷道出現冒頂情況時，采用木垛接頂的方式加以解決。進行分層采掘過程中，事先鋪好頂網，以提高施工的安全性。舊巷道的圍巖穩定性較強時，開采工作面直接通過即可，此時的礦壓也比較正常，而當礦壓非常不穩定、且強度較大時，工作面的角度要和舊巷道保持一定的斜度，采取逐漸通過的策略，并在巷道和工作面的交界處采用木垛支護，同時提高工作面內部支護力度。落煤過程中盡量采用震動爆破方式，從而降低對巷道頂板的損壞程度。若煤層比較松軟，利用鎬具開采，減小巷道的震動。綜采工作面和舊斜巷道的控頂區域較大時，導致頂板的壓力比較集中，因此要添加支柱提高支護強度。

若舊巷道位于綜采工作面的上方，確保用來托頂的長木梁的寬度要超過舊巷道寬度，才能提高支護的強度。將長木梁的一頭伸進煤壁梁窩內，并打上貼幫柱，再使用木料剎緊，沿著斜上方架設臺棚。在舊巷道推進的速度要快，以便降低對頂板的壓力，采掘與支架同步進行，以減小控頂的面積，縮短控頂的時間。

2 頂板管理的有效策略

綜采工作面作業中提高對頂板的施工管理水平，對保證開采環境的安全性意義重大。先要科學制定綜采區的巷道布置方案、確定好開采的程序、采用適宜的支護方式、采用高效的管理方法，并根據綜采工作面的特點和工藝特征，選擇管理的具體步驟。

在風機兩巷支護與超前上下端頭的支護時，支柱的設計要采用“先支后回”的方式，不能將支護結構提前拆除，對已經出現損壞的支柱要及時更換，防止對綜采工作面造成安全威脅。與煤壁相鄰的冒頂處，要根據工況特點選取最為恰當的支護方式。有時要依據底板巖層的性質，來判斷使用正懸臂交接頂梁還是倒懸臂交接頂梁作為支撐結構。爆破時注意控制裝藥量，防止將施工設備損傷，在上下端的出口位置要增加支護結構，選用木垛支護的方式，運用邁步臺棚提升支護的側應力。針對放頂線附近的部分冒頂位置，使用科學的回柱方式，即先支后回，順序是自上向下、從里至外。將支柱和回柱之間的距離設定在15米以上，于擋頭位置打上穩定結構的隔離柱。拆除支柱后若頂板的壓力很大，則不能強行回柱，需在拆除支柱的近旁打好臨時支護，再進行回柱，回柱后拆除臨時支護。當直接頂板的巖層為大塊時，回柱產生冒頂現象，要先切頂，強制放頂，若巖層中大塊的尺寸超過了頂板的步距，容易導致采掘支架不穩定，從而發生冒頂事故，所以要適當加大控頂距離，或者使用倒懸壁交接頂梁進行施工。

綜采工作面的地質條件差異也是造成局部冒頂的原因。在對運輸巷道和通風巷道施工時，為了防止對復合頂板的損壞，使用偽頂傾斜的方式，可以最大限度加強阻力。對采高和控頂的距離要依據標準來定，煤層較厚的采掘作業，首幅的采高要控制在2米之內，其余的要控制在2.4米之內，末幅的高度不能大于2.2米。控頂距離開幫工作面的距離不能超過5.5米，開采工作面的距離小于或等于4.5米，最小距離為1.5米。開采過程中采用穩定的支架結構提高支護的力度，例如可以使用棚支護、樹脂錨桿支護、交接頂梁十字交叉法支護等，以確保采掘環境的穩固性，為施工人員提供安全的作業

環境。

綜采工作面支柱處發生冒頂問題，為增強支架的初撐力，適宜使用整體式支架，或交接頂梁，實行初次放頂之前，要先設置好金屬網，對下層煤進行采掘時，開切眼的布置方法采用內錯式。在綜采工作面上下的出口處加固支護，使用木支護結構一定要打緊、打嚴，以提高頂板的管理水平。

3 結語

綜上所述，煤礦開采的過程中，綜采工作面的施工質量對整個工程的安全和效益起著至關重要的影響，為了提高開采的效率，就要在實踐中根據礦井的地質情況，選擇最為適宜的開采方式，并做好相應的施工管理，從而提高煤礦開采的整體經濟效益，也為操作人員創造更為便利的作業環境。

參考文獻

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