淺析采煤作業連續掘進設備過斷層技術

潘艷軍 高恒 仇銳

摘 ? 要：斷層是因為巖層的受力到達相應的強度而出現的破裂表現，且斷層會順著斷裂面出現移動的結構。存在的斷層不但使巖層的完整性受到破壞，而且改變了開采工作面底板以及頂板壓力的規律，從而增加了支護工作面的困難。為此，本文分析了采煤作業連續掘進遇斷層的危害、過斷層的技術方式以及需要注意的問題。并提出一系列做好掘進操作的安全措施，以期為類似研究提供一定指導。

關鍵詞：采煤 ?連續掘進 ?過斷層 ?技術

中圖分類號：TD82 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0031-02

斷層帶煤巖構造較為破碎，斷層破碎帶較易形成于斷層周圍。通常來講，斷層構造巖帶的強度僅僅是正常段的大概三成，以及斷層交叉位置存在較大的密度，從而形成比較嚴重的破壞性。與此同時，斷層周圍的不穩定因素非常多，這非常不利于采煤作業連續掘進設備的操作。

1 ?采煤作業連續掘進遇斷層的危害

1.1 冒頂或片幫情況形成于斷層區域

冒頂、片幫事故最常出現在采礦過程中。而冒頂、片幫事故的因素在于巖石缺少穩定性，在比較大的地壓向頂板或兩幫傳遞的情況下，巖石受到破壞而導致。基于不斷推進回采工作面與掘進作業的影響下，逐步增加了工作面空頂的面積，由于重新分布的應力，頂板、周幫礦巖會出現形變，這造成一些區域出現裂縫。由于破壞了頂板巖石的完整性，頂板下沉顯著彎曲，逐步擴大裂縫。如果生產組織管理與技術的應用不適宜，那么較易冒落頂板礦巖。如此的冒落也屬于經常見到的冒頂事故，如果巷道兩邊出現冒落，也就是形成了片幫。因為受到水平推力的制約，推垮型冒頂會造成工作面支架大量傾斜，從而導致冒頂事故。當采煤機到達斷層破碎帶進行連續采煤作業的情況下，會加重固有的業已破裂的頂板破碎情況，甚至導致冒頂或頂板離層的事故，這不利于頂板支護以及管理工作的開展。應當明確的是，較少存在大片的片幫以及冒落現象，倘若缺少實時的支護，那么破裂頂板的煤礦非常容易形成冒落現象。

1.2 瓦斯或透水情況形成于斷層區域

斷層這種地方能夠導水且儲存了地下水，因為斷層破碎帶的性質，所以基于采煤作業的制約，較易形成水災。除此之外，倘若斷層大部分的含水層跟形成的水力相關聯的情況下，會使煤礦工作者的人身安全受到影響。斷層交匯處以及尖滅端都高度集中應力，因此裂隙發育形成。如果采煤機在斷層開展連續掘進作業的情況下缺少有效的管理，那么斷層透水的現象非常容易形成。這樣一來，斷層會使煤層的完整性受到破壞，進而揉搓或擠壓斷層帶，從而使構造煤形成，最終使煤體吸附的表面積增加，也隨之增加了處于游離的瓦斯容積，從而導致瓦斯的大量聚集。

2 ?采煤作業連續掘進設備過斷層的技術方式

一般來講，倘若斷層較為完整、厚度小、落差小，周圍不存在瓦斯和水的影響，那么能夠硬過斷層。如果工作面在通過的情況下需要結合硬木柱支護斷層附近的薄帶;如果斷層最小采高等于或大于機械滾筒的情況下，能夠借助機采的方式過斷層。煤層底板處在平整狀態，斷層帶經過采煤機的情況下，為了減小生產的不利影響，務必確保機采超前三刀和炮采超前兩刀循環進至步距操作。底板錯到溜子之上的情況下，找工作面底板應用挑頂的方法。倘若斷層頂板破碎且存在較大的落差，重新開眼或應用拱眼。除此之外，過斷層的情況下應將弱變區消除，以大大降低端面冒頂事故出現率。不然，逆斷層開采首先由上盤至下盤，且完成開采通過上盤到下盤的方式進行。

如果頂板巖層受到斷層的破壞性，那么較易導致影響生產安全與傷害人身的冒頂現象。為此，在處理斷層的情況下，務必牽涉到挑頂操作，應以安全與經濟的角度結合適宜的方法處理斷層落差。倘若采高小于斷層落差，那么以斷層為界限劃分工作面，順中巷掘進斷層，從工作面下面輸送上面的煤。若傾斜斷層存在較大的落差，則停采斷層側。為了減小移動設備的困難，降低斷層附近的采掘難度，需要通過新開切眼的一邊回采，以使掘進量顯著增加。若斜交斷層的落差大，則應跳過斷層掘切眼。針對斷層兩邊和工作面間的三角煤，應借地勢進行開采，以使煤炭回收率增加。具體來講：一是當斷層與真傾斜間為25°～40°的夾角時，順著真傾斜走向推進，實現預留通道的縮短，以此充當安全出口;縮小工作面到10～20m的時候務必停采。二是斷層與真傾斜為25°夾角的情況下，選用加楔子端進度及工作面長度，從而明確一系列工作面的進度。除此之外，結合傳輸機科學控制工作面的進度以及跟煤壁的間距，確保傳輸機可以直鋪掘進。煤層厚度不大于落差的情況下，結合強化頂板的措施，順利平推硬過斷層。

3 ?采煤作業連續掘進設備過斷層需要注意的問題

3.1 注重支護

避免冒頂是過斷層過程中尤為關鍵的事項。為此，強化支護顯得至關重要，這樣可以很好地控制斷層面頂板。務必注重工作面上下巷斷層周圍的支護工作，確保支護質量與數量。在需要的情況下，尤其是斷層帶頂板破碎，需要帶壓移架，從而降低因為移架導致的頂板破壞率。應對片幫嚴重的區域實施超前拉架，必要的情況下打單體柱控頂。

3.2 加速推進

加快推進工作面，則縮短顯露煤壁的時間，從而降低頂板破碎程度，因此在確保設備具備穩定性能的條件下，加速推進速度非常關鍵。例如，在生產當中，實施淺割快跑、提升牽引速度、降低一次進刀量的方式，這樣能夠使頂板破碎的情況減少。

3.3 注重維護與管理設備

應有效控制工作面直度與平度。實現乳化液泵站壓力與液壓支架初撐力的提升，確保供液系統的完好性，注重管理工作面質量，對人的行為予以規范，防止操作的盲目性，像是支架傾斜歪倒、空間大難以接頂。注重定檢與維護綜采設備，確保設備的順利運行，特別應超前備用易損和常用配件，確保工作面供應的及時性。

3.4 重視地下水以及其它影響因素

因為斷層使巖體固有的堅固性與連續性受到破壞，所以巖體具備各種性質和大小的構造面，巖體的全部構造面和裂縫有助于儲存與輸送地下水。為此，工作面過斷層的情況下務必重視斷層受到水的影響問題。如果存在裂隙水，那么過斷層前應明確裂隙水的水力聯系性，實施相應的疏水和防水策略。當然，還應重視其它地質影響因素。

4 ?結語

綜上所述，對于綜采工作面過斷層而言，其受到煤層傾角、斷層巖石硬度、煤層厚度、綜采工作面推進方向、綜采設備最小工作高度、斷層落差等因素的制約作用。為此，應根據各礦的現狀，實施有針對性的過斷層技術策略，進而盡可能地回收煤炭資源，最終實現工作面產量的增加與經濟效益的提升。

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