煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層技術(shù)研究

劉德博 徐亞旭

摘 要：在煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理工作中，安全生產(chǎn)是其核心組成部分。其中，煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層跟企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與施工者的人身安全密切相關(guān)。為此，本文主要分析了煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層的方法以及安全技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：煤礦;采煤工作面;過(guò)斷層;技術(shù)

0引言

地殼運(yùn)動(dòng)形成了斷層，煤礦井下采煤工作面倘若碰到斷層，那么會(huì)形成兩種危害。其中，一是不穩(wěn)定的斷層會(huì)使巖層的整體性受損，這會(huì)改變采煤工作面的來(lái)壓規(guī)律，不但使支護(hù)困難增加，而且互相垂直的斷面和工作面走向還會(huì)使工作面摧毀，進(jìn)而導(dǎo)致冒頂現(xiàn)象。二是斷層中存在附近巖層的水流與有害有毒氣體，從而導(dǎo)致瓦斯爆炸現(xiàn)象的形成。為此，只有進(jìn)一步探究煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層的方法與技術(shù)措施，才可以保障煤礦經(jīng)濟(jì)效益與施工者的人身安全。

1煤礦井下采煤工作面受到斷層的不良影響

中小型斷層的發(fā)育，常影響工作面的正常布置，造成無(wú)效進(jìn)尺，增加了掘進(jìn)工作量，同時(shí)造成巷道不規(guī)則，給回采、運(yùn)輸帶來(lái)不便。并且，中小型斷層的密集出現(xiàn)，使局部地段煤炭資源得不到回收，影響了采區(qū)和礦井回采率，造成煤炭資源浪費(fèi)。如圖1所示，1604工作面由于出現(xiàn)多條小斷層使工作面無(wú)法推進(jìn)，造成煤炭損失0.5萬(wàn)多噸;如圖2所示，2602和260l工作面由于斷層密集，使工作面無(wú)法連續(xù)推進(jìn)，造成煤炭損失8.7萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2018年，僅l6上煤就因斷層發(fā)育造成地質(zhì)及水文地質(zhì)損失100多萬(wàn)噸。

2煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層的方法

為了降低斷層的消極影響，需要基于斷層的脫落現(xiàn)狀與出現(xiàn)的位置進(jìn)行控制，以最大程度地在煤柱中留斷層，確保煤礦具備的合理與科學(xué)，方便接下來(lái)的采掘。當(dāng)挖掘碰到新斷層的情況下，需要對(duì)采礦的方向?qū)崟r(shí)調(diào)整，保障施工者的安全以及降低浪費(fèi)的煤礦資源量。當(dāng)下次采掘之前，務(wù)必消除造成工作面存在較大差異的故障，以使工作效率提升。在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，倘若煤層厚度低、斷層面積小、不面臨氣水威脅，即巖層比較完整的情況下，那么能夠硬化。直接對(duì)爆破工作面進(jìn)行推動(dòng)是最難的應(yīng)用方法，以及在出現(xiàn)故障的情況下應(yīng)結(jié)合硬木柱進(jìn)行支撐。在煤礦工作面硬化情況跟需求相符、機(jī)械滾子高度低于采礦高度的情況下，才可以推動(dòng)工作面爆破。在工作面存在故障的情況下，對(duì)工作面底部與頂板選用異樣的方式，對(duì)于存在故障的那一面實(shí)施爆破，而將機(jī)器采礦的方式應(yīng)用與另外一面。在存在非常大的故障導(dǎo)致頂板破裂時(shí)，需要取下拱形切眼，要么是單獨(dú)準(zhǔn)備切眼。

倘若斷層頂板錯(cuò)至溜子下面，那么能夠以挑頂?shù)氖侄握移焦ぷ髅娴装?倘若斷層底板錯(cuò)至溜子上面，那么能夠以拉底的手段找平工作面底板。如此的過(guò)斷層手段需要斷層帶采高允許采煤機(jī)通過(guò)，且搞好相關(guān)的支護(hù)工作，為了減小影響生產(chǎn)的不利因素，需要確保機(jī)采、炮采工作面各自超前3刀、2刀循環(huán)進(jìn)刀步距，以及保障平整地處理煤層底板。炮采方式應(yīng)用于工作面上層的情況下，務(wù)必確保上層存在斷層，以及下層實(shí)施機(jī)采;在工作面下層存在段層的情況下，恰恰跟上層存在斷層的情況相反，即上層需要實(shí)施機(jī)采，而下層需要實(shí)施炮采。

3煤礦井下采煤工作面過(guò)斷層的安全技術(shù)措施

在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)高度重視斷層施工的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施相應(yīng)的解決對(duì)策。斷層的危險(xiǎn)重點(diǎn)存在于頂板、瓦斯、地下水管理等，應(yīng)根據(jù)這些環(huán)節(jié)施工。采煤工作面遇正斷層能夠選用上盤(pán)托頂、下盤(pán)按底的技術(shù)通過(guò)，選擇0.2米、0.6 米的棚距，執(zhí)行單排密集放頂，提高支護(hù)強(qiáng)度，且為了避免漏矸石需要設(shè)置菱形金屬網(wǎng)。采煤機(jī)通過(guò)之后，應(yīng)實(shí)時(shí)移梁支護(hù)，使暴露頂板的時(shí)間縮短，迎山支設(shè)支柱，保障支柱初撐力達(dá)標(biāo)以及支架有效接頂，支設(shè)貼幫柱，防止斷層上下盤(pán)形成臺(tái)階性下沉。務(wù)必確保斷層托頂煤移梁和支柱的一次性成功，防止重復(fù)支撐頂板而破壞頂板的完整性。

針對(duì)施工過(guò)程中存在威脅的地下水而言，由于采煤區(qū)具備較為復(fù)雜的地下土質(zhì)狀況，以及絕大多數(shù)的采煤工作面都屬于帶壓開(kāi)采。因此，在采煤過(guò)程中，特別是過(guò)斷層的情況下應(yīng)準(zhǔn)備好排水的管道機(jī)器與設(shè)備，以及時(shí)時(shí)刻刻檢查設(shè)備施工狀態(tài)是不是一直處在最為理想的狀態(tài)中。除此之外，還應(yīng)要求專(zhuān)業(yè)工作者實(shí)時(shí)留意排水設(shè)備的工作情況和地下水的狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后實(shí)時(shí)上報(bào)給技術(shù)工作者進(jìn)行處理。

在采煤施工過(guò)程中，瓦斯的危險(xiǎn)性非常高，務(wù)必密切判斷瓦斯的濃度是不是在可控的范圍之內(nèi)，檢查工作者應(yīng)結(jié)合專(zhuān)門(mén)的瓦斯檢測(cè)儀器進(jìn)行工作，在檢查結(jié)果超出一定范圍的情況下，務(wù)必迅速暫停工作以及撤離工人，特別需要熄滅燈火。并且，因避免超標(biāo)高度的死柱與開(kāi)采問(wèn)題，限定為2米——2.2米范圍的斷層處采高。對(duì)煤炭厚度進(jìn)行準(zhǔn)確把握之后，準(zhǔn)時(shí)開(kāi)展鉆探工作，確保有序開(kāi)展各層的開(kāi)采事宜。在割煤的過(guò)程中，應(yīng)控制為1.5米/分——2米/分的速度范圍之內(nèi)，割煤時(shí)應(yīng)時(shí)時(shí)刻刻把握機(jī)器一系列位置的運(yùn)行狀況，存在異常的情況下需要暫停解決故障。針對(duì)頂板的礦壓?jiǎn)栴}，應(yīng)認(rèn)真留意且主動(dòng)處理。針對(duì)采煤工作存在的質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)提高管理工作模式的標(biāo)準(zhǔn)化，確保其質(zhì)量水平在相應(yīng)的指標(biāo)范圍之內(nèi)。在采煤工作面進(jìn)行至斷層的情況下，為了在各層之間穩(wěn)定、安全地輸送煤炭，務(wù)必維持刮板運(yùn)輸機(jī)的速度在相應(yīng)的范圍之內(nèi)，以及確保其運(yùn)行狀態(tài)的均速。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦生產(chǎn)的安全性跟我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們的幸福生活密切相關(guān)，為了確保煤礦的更好發(fā)展，務(wù)必讓煤礦工作者增強(qiáng)安全生產(chǎn)觀念，且組織相應(yīng)的技能培訓(xùn)與安全知識(shí)教育，保障煤礦工作者掌握生產(chǎn)技術(shù)之后開(kāi)展工作。并且，煤礦企業(yè)應(yīng)實(shí)施各種方式更新設(shè)備和技術(shù)，以使煤礦井下采煤安全性提升，推動(dòng)采煤工作面順利、安全、穩(wěn)定過(guò)斷層。

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作者簡(jiǎn)介：

劉德博（1986.08-），男，漢族，大學(xué)，工程師，現(xiàn)擔(dān)任山東省天安礦業(yè)集團(tuán)有限公司礦井地質(zhì)工程師。

徐亞旭（1987.05-）男，漢族，現(xiàn)擔(dān)任山東省天安礦業(yè)集團(tuán)有限公司采礦工程助理工程師。