淺談綜采工作面常遇問題及處理辦法

摘 要：隨著煤炭生產工藝的不斷改進，我國絕大部分煤礦都開始采用綜采設備。綜采設備是綜合機械化采煤工作面機電設備的總稱，是將各種相對獨立的機械合理地組合在一起，在工藝工程中協調工作，使采煤工作面的破、裝、運、支全部工序實現機械化。綜采設備包括滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機、液壓支架以及各種供電、供液設備和其他輔助設備。使用綜采設備增大了原煤的生產能力，同時也會面臨著一些不可避免的問題。文章針對綜采工作面過斷層、工作面調斜、液壓支架下陷后的處理問題做詳細闡述。

關鍵詞：綜采工作面；斷層；液壓支架

綜采工作面在推進過程中，經常遇到斷層。斷層是綜采工作面常見的地質構造之一。煤層受力發生斷裂和相對位移后形成的構造形態稱為斷層。在綜采采區和工作面設計時，應盡量探明斷層的數量、要素及其對綜采生產的影響程度，采取相應對策妥善處理。綜采工作面通過斷層時，首先要判斷本條斷層為正斷層還是逆斷層，其次將斷層要素標記清楚。斷層要素包括斷層面、上盤、下盤、斷煤交線、斷距。由于斷層處巖石破碎，很容易造成工作面冒頂。在處理斷層處巖石時，如果方法不當，容易損壞液壓支架、采煤機、刮板輸送機。又由于工作面通過斷層會加大工作面走向或傾斜方向的傾角，液壓支架容易發生倒架事故。

1 過斷層處理辦法

1.1 調整工作面與斷層線的夾角

如果工作面與斷層線相互平行或夾角小，則斷層在工作面暴露范圍大，頂板難以維護。工作面與斷層線夾角大，則通過斷層帶的時間長，但暴露面積小，頂板易維護，為了使斷層暴露面積減小，有時可在通過斷層前預先調整工作面，使其與斷層保持一定夾角，常以工作面與斷層線夾角以20°～30°為宜。

1.2 強行過斷層

當斷層巖石硬度系數f<4時（即巖石主要為泥巖、砂質泥巖、頁巖），可用采煤機直接割。但是采煤機牽引速度應控制在2～3m/min，首先順著斷煤交線割掉中間巖石，再將滾筒升起一層一層地剝掉頂部巖石，最后降低滾筒，同時倒退采煤機，將底部巖石割掉。當斷層巖石硬度系數f>4時（即巖石主要為石灰巖、白砂巖），則采取打淺眼、少裝藥、放小炮的爆破方法通過。此處以工作面采高為2.3米為例，打眼采用風鉆配合1.5米長鉆桿打眼，施工人員必須按照爆破圖標規定打眼。炮眼布置根據暴露巖石厚度進行確定，當巖石厚度在1米以下時，打眼采用單排眼，當巖石厚度在1～1.8米時，打眼采用雙排三花眼，巖石厚度大于1.8米時，打眼采用三排五花眼布置炮眼。炮眼間排距、炮眼深度及裝藥量可根據巖石硬度和現場經驗進行測算，炮眼與煤壁的夾角為一般為75°左右，炮眼封泥封滿封實，采用反向爆破效果較好，但須制定專門技術措施。爆破時要在支架前懸掛擋矸膠帶，同時將支架立柱包緊，防止放炮崩壞液壓支架立柱及管路。

1.3 液壓支架通過斷層時的措施

過斷層時，液壓支架要下俯斜或上仰斜移動，俯斜或仰斜的角度以10°～12°為宜，最大最好不要超過15°～16°，如果說斷層處，煤層在工作面推進方向的上方，則用截割方法逐步割頂或割底。巖石硬時用爆破的方法挑頂或挖底，使支架按選定的仰斜坡度逐步通過斷層。如果說斷層在工作面推進方向的下方，則就可用截割或爆破的方法挖底，盡量不要去挑頂，使支架按選定的俯斜坡度通過斷層。液壓支架過斷層時應隨時注意支架的工作狀態，防止歪斜倒架。

1.4 斷層處頂板的控制

（1）在斷層區域內移架的措施有：a.采用隔一架移一架的移架方式。b.隨采煤機前滾筒割煤立即移架。c.支撐掩護式液壓支架可采用帶壓擦頂前移，不得降柱太多，盡量減少頂板松動。（2）為防止冒頂和處理冒頂，要控制頂板暴露面積不要過大，支架要超前支護。如果不能超前支護，要在支架前方架抬棚。抬棚上用兩梁接頂，抬棚用兩柱支撐，移架時可先移中間的支架。用前探梁托住抬棚，再分別拉兩邊的支架。

2 工作面過斷層主要問題及處理辦法

2.1 工作面調斜辦法

綜采工作面布置要求工作面等長，并有足夠的推進長度，由于煤層地質構造等原因，一些工作面的區段平巷與采區邊界線或采區上（下）山斜交。在綜采工作面的起始或停采位置，如按正常循環推進，要留下三角煤。因此，需要利用調斜工作面的回采技術。調斜綜采工作面實質是控制工作面各部位每次采煤的進度，逐次調斜工作面的位置和推進方向，一般調斜針對工作面旋轉角度在45°以下，如果角度在45°以上，則會導致采煤機一次割煤割不通，甚至出現端頭空頂面積增大、輸送機下竄等問題。綜采工作面調斜要有良好的地質條件，煤層賦存穩定，頂板穩定，煤層傾角最好在12°以下，以防調斜期間支架發生倒、擠、咬現象和輸送機下竄。采高不宜過大，否則支架穩定性差，頂板不好控制，煤層需在3米以下。在工作面調斜時，綜采工作面可以繞一個固定中心，也可以變換中心。如果工作面旋轉角度小，可以繞一個固定中心旋轉，旋轉的角度大，旋轉中心附近煤塵頂板難以維護。因此，不宜固定一個中心。一般以刮板輸送機機頭或機尾為旋轉中心，旋轉機尾或機頭，以保證旋轉期間三機的正常搭接，使運輸暢通。

2.2 液壓支架下陷后出現的問題及處理辦法

綜采工作面，在采煤過程中偶爾會遇到底板松軟，支架底座就容易陷入底板，支架底座陷入底板不僅會降低支架的支撐強度，而且還會給移架帶來一定的困難，甚至還會因為液壓支架移不動，而影響到整個工作面正常的生產情況。因此，說在松軟底板的煤層中布置綜采工作面時，應考慮工作面底板巖層或煤層的抗壓強度。工作面是否有滴水現象以及對底板的影響，松軟底板往往遇水后容易膨脹、鼓起，其抗壓強度顯著降低。因此，松軟底板條件的工作面應適當控制涌水量，必要時設置風動水泵及時排水。

液壓支架在頂板的壓力作用下，如果說底座陷入底板，可以根據不同的情況采取以下這幾種措施：（1）底座輕微下陷的時候：移架前在支架底座下墊一塊兒木塊，支架既可以降柱前移。（2）底座陷入較深的時候：借助鄰架前梁進行處理，馬上將錨鏈或鋼絲繩的一頭拴在鄰架的前梁上，另一頭則拴在本架底座上降下鄰架的前梁，在本架移架的同時來升起鄰架的前梁，把本架底座吊起前移。

利用鄰架前梁下懸掛千斤頂提底座，在頂板條件不允許鄰架前梁下降的時候，可以在鄰架前梁下懸掛一千斤頂，并且讓此千斤頂處于活塞桿伸出狀態，接著可用鋼絲繩或錨鏈將本架底座和千斤頂連接起來，當向千斤頂供液使其活塞桿回縮的時候，本架底座吊起來同步把降柱移架。

利用鄰架推移千斤頂移架支架下陷量過大的時候，移架的時候很有可能會把刮板輸送機拉回來，這個時候就可以同時操作數架相鄰支架的推移千斤頂了。首先把輸送機拉向支架，接著用錨鏈或鋼絲繩將下陷支架的底座與輸送機可靠的連接，最后除本架（下陷支架）千斤頂不動以外，相鄰的數架支架的推移千斤頂的同時推移輸送機，使得下陷支架前移。移架前應鏟除下陷支架前方底板上的障礙以減少阻力，同時要注意輸送機強度，保證其不會被損壞。

3 結束語

煤礦綜采是未來煤礦生產的大方向，怎樣能更好地提高回采率，減少采煤過程中所遇到的問題，這需要時間與經驗的積累，將原來發現的問題經過處理、歸納，更好地運用到以后的生產中。

參考文獻

[1]煤炭工業職業技能鑒定指導中心.采煤工（技師、高級技師）[M].北京：煤炭工業出版社，2008.

[2]陶向陽，張厚才.采煤工[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

[3]侯多茂.采煤工[M].北京：煤炭工業出版社，2005.

作者簡介：樊智（1986，8-），男，山西太原人，2010年7月畢業于山西省太原市中北大學，電氣工程及其自動化專業，本科，職稱：助理工程師，所在單位：太原煤氣化股份有限公司嘉樂泉煤礦，從事煤炭開采技術與管理工作。