榆樹泉煤礦1013綜采工作面過斷層技術研究與探討

張偉軍

摘 要：本文介紹了斷層的形成及判別，以及1013綜采工作面的概況。在過斷層前和過斷層期間，采取了相應的技術措施和保護方法，避免了處理不當對生產和人員安全造成的影響，并對實施的效果進行了評價。

關鍵詞：綜采工作面；過斷層；技術措施；保護方法

1 斷層的形成及判別

斷層是在地質應力條件下的微裂隙經過逐步發展而形成破裂面，經過相互滑動后形成斷層面。根據滑動方向的不同，可分為正斷層和逆斷層。正斷層由張應力和剪應力共同作用而成，斷層面表現出較大的傾斜角。由于上下兩個盤面不產生擠壓作用，張裂的變化和延伸均較小，形成較為穩定的結構。而逆斷層由于受到壓應力的作用，上下樓盤處于擠壓的狀態，斷層的傾斜角較小，所形成的褶皺和延伸也較大。同時，在地應力的作用下，斷層通常以成組的復雜形式出現，煤巖層的完整性破壞較大，給煤礦的開采帶來了較大的難度[1]。對于斷層小于煤層厚度的情況，能夠通過直觀的方式判別煤層的斷失位置。而對于斷層落差較大的情況，常采用鉆探法、標高對比法和煤巖層對比法對斷失煤層位置進行判別。

2 1013綜采工作面概況

榆樹泉煤礦1013綜采工作面位于礦井井田西部，地面向斜軸部疏干井以南220～440m的范圍內，地勢總體為西高東低地形，區內最高處位于工作面的西南部，海拔高度1886.5m，最低處位于1013試采工作面的東部，海拔高度1850.0m，地形起伏較小。工作面以外東西兩側各有一條季節性沖溝，東部為卡日牙合厄尼闊坦沖溝，西部為無名沖溝，均為南北方向，地勢較為平坦。該工作面的煤層為侏羅系含煤上段下10煤，煤層的厚度和傾角較為穩定，而煤層本身及頂底板存在裂隙發育，地質構造相對簡單。

工作面位于井下南采區回風上山西翼，為南采區的首采工作面。東部與主井留有60 m的保護煤柱，南部為原榆樹泉煤礦和榆樹溝煤礦的采空區，之間留設30m隔離煤拄，西部至下10煤層井田邊界留有20～47m的保安煤柱；北部為南采區未開采區域以及北采區未開采區域。頂板采用全部垮落法進行處理，同時采用掘進揭露二條正斷層，斷層的落差較大，最大落差可達5.4m。由于落差斜交于整個工作面，在走向上可影響到72m，對工作面的回采影響較大。

3 過斷層技術措施

3.1 過斷層前的保護措施

綜采工作面在過斷層期間，必須要充分考慮施工方法和組織的科學性，以確保其安全。在過斷層前，采用液壓單體支柱的同時，配合使用鉸接頂梁對材料道進行超前保護。對于斷層傾斜角較大的情況，應采用小于30°的下山掘和大于17°的上山掘分別進行。在斷層處，可利用接頂套棚的方式作為保護措施。在距離材料道斷層處越來越近時，巷道最矮處的下沉量變化幅度較大，導致頂板承受比較明顯的壓力。

為了防止頂板事故的發生，需在原先保護措施的基礎上再進行補打木垛、并采用錨桿錨索，以增強對頂板及兩側的支護強度。同時，為了避免斷層在回采期間暴露于工作面，可將工作面適當調斜、加快機尾的推進度，明確推進作業方式和機尾超前的距離。使用防滑千斤頂，按照機尾和機頭進刀2：1或3：1的比例進行工作面的調斜，保證機尾超前距離在約10m時，工作面與斷層之間的傾斜角大于20°。

3.2 過斷層期間的技術方法

工作面在過斷層期間，需采用高度適宜的支柱進行打柱拉架。拉架前應將輸送機帶空閉鎖，采用逐架操縱的方式進行，以確保支架的頂梁應當與頂板接觸的緊密。在回采過程中，斷層變化情況復雜且容易出現突然暴露的情況，應當盡可能縮短空頂的時間。當出現突然暴露情況較多時，要及時進行返空刀和移架支護，對機尾進行反復摩擦，直到破碎帶處的頂板恢復穩定。同時，由于工作面的中部承受著較大的壓力，應在斷層的破碎帶處加快推進的速度，以減少該處頂板的壓力[2]。此外，對于寬度較大的頂板，需采用大直徑的木梁和單體液壓支柱，架設走向棚以滿足臨時支護。

隨著工作面的逐步推進，輸送機頭升高、落煤距離增大，運輸巷不再具備足夠的安全出口寬度，需要及時縮短輸送機出煤墻的距離。并且，由于輸送機機頭升高，出煤的過程中容易出現大塊的煤外甩，對操作人員的人身安全造成了嚴重的隱患，因此需加高擋煤板的高度。工作面由溜尾采用邁步式上爬，每進一刀上爬一定距離，可采用分段上爬的方法來控制上爬的量[3]。受到斷層本身的構造影響，運輸巷會出現幅度較大的落差，容易導致轉載機無法正常通過。采用人工挑頂和制作人工假底的方式，并對巷道超高部分進行支護，能夠有效地減少巷道落差。從而保證轉載機的通行順利，直到運輸道完全通過斷層。

4 實施效果評價

根據榆樹泉煤礦1013綜采工作面的實際情況，進行了科學的分析和方案設計，采用了具有針對性的過斷層技術措施。確保了工作面安全順利地通過了斷層，防止了事故事件的發生，有效地降低了開采成本、避免了損失。打柱拉架、錨桿錨索、人工挑頂等措施，保障了工作面和設備運行的安全，提高了推進的速度。不僅爭取了寶貴的開采工作時間，還提高了煤礦的產量，產生了可觀的經濟效益。

對于工作面相關傾斜角的控制，為工作面的正常開采提供了有力的支持。邁步式上爬技術，在降低斷層壓力的同時，提高了過斷層的速度、減少了事故的發生。對于落差較大斷層的處理和保護，進行了有意義的技術探索，為今后攻克更加復雜的技術難題積累了經驗。工作面推進過程中擋煤板高度的增加，有效地保障了工作人員的人身安全。

參考文獻：

[1]王建波.綜采工作面過斷層技術研究與探討[J].科技信息，2009（31）.

[2]呂倫寶.綜采面過斷層開采技術研究與探討[J].山東煤炭科技，2006（05）.

[3]郭守泉，彭永偉.綜采工作面過斷層技術綜述[J].煤礦開采，2008（08）.endprint