综采工作面过断层技术实践.pdf

科学技术创新 2020.22 （转下页） 至两端头时， 除采煤机司机和一名跟班副队长或班长要站在刮 板输送机机头机尾处， 其他人员全部站在液压支架内， 严禁任 何人站在滚筒对面。④当采煤机割至两端头将煤帮的锚索割出 时， 要将采煤机退至顶板完好处， 并将采煤机、 刮板运输机进行 停机闭锁， 人员方可进入煤帮捡锚索。第五， 采煤机司机必须与 液压支架工密切协作， 超前移架， 严防出现空顶作业。 2.2 移架过程中应重点控制的内容 在进行支架的移动之前， 应当将相关的准备工作全部做到 位， 对于矸石、 浮煤等必须全部清理干净。同时， 在进行支架的 操作时， 对于电液控应当缓慢操作， 防止出现爆管等安全事故 的发生。支架操作时， 应当及时迅速， 各项作业必须严格按照操 作规程执行到位， 不能出现支架倾斜、 歪倒等问题的发生。支架 应当成一条直线， 通常情况下， 偏差应当严格控制在 50mm 的范 围内， 这对于提升大采高综采工作面支护效果较为有效。支架 之间贴合应当严密， 顶梁应当对顶板紧紧贴合， 初撑力应当达 到规定的 24MPa 要求。在开采过程中， 做好支架管理工作非常 关键， 特别是在移架过程中， 不能出现支架倾斜、 倒架的问题。 若出现了倾斜较为明显的问题， 则应当使用侧护板及单体液压 支柱进行调整， 同时必须有一名班长以上人员现场监护， 制定 专项安全措施， 各钢性接触点要垫好衬木， 并用双股 8 铁丝或 专用防倒绳装置拴牢， 对单体液压支柱采取防倒、 防滑防脱落 措施， 人员站位合理， 并实行远距离送液操作。 2.3 移溜过程中应重点控制的内容 移溜时，采煤机割煤后距采煤机中心位置后第 6 架依次自 动推移 6 架刮板输送机槽节，使推移后的刮板输送机达到平、 直、 稳、 正、 牢的要求， 严禁停机进行。 运输机在移动之后， 各工序 操作结束后应及时将液压支架进行机械闭锁， 推动运输机的尾 部与头部， 对于使用到的管线、 电缆等必须整理好， 在推移的过 程中禁止人员通行。严禁使用液压单体支柱顶、 推运输机电机、 减速器等传动部位。 综上分析，在大采高综采过程中，选择使用智能化开采技 术， 涉及到的内容相对较多， 相对于传统的综采在很多方面也出 现了较大的不同。因此， 煤矿企业在选择大采高智能化综采时， 紧密结合工作面的实际条件， 采取针对性的措施， 全面提升大 采高综采智能化开采工作实效， 保证综采工作的安全性与可持 续性。 参考文献 [1]杜善周， 莫金明， 王全龙， 等.大采高综采工作面粉尘运移分布 规律及机载除尘器关键工艺参数研究[J].矿业安全与环保， 2020，47（2） 45-51. [2]孙闯， 闫少宏， 徐乃忠， 等.大采高综采工作面采空区冒落矸石 刚度实验研究[J].煤炭学报. [3]刘炳权， 李正甲， 代双成， 等.回收大巷煤柱工作面过空巷围岩 破坏机理和控制技术[J].煤炭科学技术. [4]杨俊哲， 刘前进.8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机 理分析[J].煤炭科学技术，2020，48（1） 69-74. 综采工作面过断层技术实践 李俊辉 （焦作煤业集团新乡能源有限公司， 河南 辉县453600） 当前煤矿进入到深部开采已经成为了必然趋势， 在深部开 采过程中， 各种类型的地质构造问题明显， 特别是各种类型的 小断层构造增加，给综采工作面开采带来了较大的负面影响， 不仅影响到开采的难度， 同时也增加了综采过程中出现各种安 全事故的概率。因此， 对综采工作面过断层技术进行分析有着 较为重要的意义。 1 采煤工作面过断层开采技术 采煤工作面在通过断层时， 各项技术措施难易程度和断层 落差有着直接关系。一般情况下， 在回采时， 如果断层落差较 小， 同时也没有超过煤层厚度， 作业范围内没有地下水影响， 这 种情况下， 通常可选择工作面直接推过断层的方法， 为了提升 开采安全程度， 采取浅截深， 液压支架跟机移架加强工作面顶 板支护， 提升液压支架支护顶板强度。如果断层位置的采高没 有超过采煤机滚筒， 则割煤时， 可选择使用采煤机直接通过断 层的方式。在这个过程中， 为了降低安全事故发生的概率， 如采 煤机减小截割深度， 采取小截深， 液压支架滞后采煤机 12 架 液压支架跟机移架， 减少回采过的顶板空顶时间， 确保顶板支 护到位。若碰到了落差较大的断层，需要在回采至距断层前 1015m， 根据地质预测预报中断层产状， 提前调整工作面伪斜， 以保证工作面在揭露断层尽可能的减少断层揭露面积， 便于顶 板管理。在工作面推进过程中， 若出现断层落差相对较大的情 况， 一般情况下， 顶板会有不同程度的破碎问题， 这种情况下， 可选择重新进行开切眼的方式， 对异常位置有效避开， 从地质 条件相对较好的位置进行重新开切眼施工。如果断层落差超过 了开采高度且在工作面内延伸较长， 经济效益较低时， 可将断 层作为开采分界线，从断层影响范围外的位置重新开切眼， 跳 过断层影响区域， 需要搬运设备重新布置工作面， 进行开采， 这 种情况下在跳过断层影响区域后， 开采效率提升明 摘要 断层是影响煤矿生产安全的重要地质构造， 容易导致各种类型的安全事故发生， 在综采工作面过断层时， 需要采取 针对性的安全技术措施， 才能够保证开采的安全性与可持续性。特别是随着煤矿开采深度的不断增加， 综采工作面过断层的情况 也随之增多。从采煤工作面过断层开采技术分析入手， 针对提出了采煤工作面过断层安全技术控制措施与管理控制措施。 关键词 综采工作面； 过断层技术； 实践 中图分类号 TD823.97文献标识码A文章编号2096-4390（2020）22-0154-02 154-- 2020.22 科学技术创新 显， 安全得到有效保障。如果工作面遇到斜交断层， 则应当错开 断层进行开切眼， 然后再进行回采作业。 在通过断层时， 断层两侧和开采工作面之间的煤炭可选择 使用如下方法进行开采。一是，断层和真倾斜之间的夹角在 30左右， 施工技术人员应当沿着真倾斜走向进行工作面推进， 同时需要预留出对应的行人通道， 方便人员进出。二是， 如果断 层和真倾斜之间的夹角在 25的范围内， 则在开采时， 应当保 证工作面直线开采， 在对工作面具体位置进行确定时， 应当综 合分析工作面长度与楔子端进度。 从工作面开采实践来看， 在工作面通过断层时， 为了最大 程度上降低断层对开采带来的负面影响， 需对断层位置、 落差 等进行综合考虑， 尽量选择将断层留到采煤工作面与采区煤柱 中， 科学布置工作面与采区。在工作面推进或者掘进工作中， 有 新断层出现， 则应当对采掘工作面进行及时调整， 在确保安全 生产的基础上， 最大程度降低断层煤柱损失。若在回采开始之 前， 发现了对回采有较大影响的断层， 则应当从开采设计环节 入手， 最大限度的避免采煤工作面通过断层。 在工作面推进时， 遇到的断层一般情况下有二种通过断层 的方式（1） 硬过断层方法。若煤层厚度超过断层落差， 且断层 带岩石较为完整， 没有水害、 瓦斯等威胁， 则可采用强行通过断 层。若工作面为炮采工作面， 则可直接通过， 在断层的位置可打 设木柱， 提升断层位置支护效果。若为综采工作面， 则在断层位 置， 采煤机滚筒高度应当超过断层位置的最小采高。此外， 也可 设计采用拉底或者挑顶施工过断层。当工作面所揭露断层一盘 煤层顶板错到工作面溜子下面时， 则应当选择使用挑顶的方式 确保工作面底板平整。若揭露断层一盘煤层底板错到工作面溜 子上面时， 则应当采用拉底的方法确保工作面底板平整。 （2） 根 据断层产状调整工作面伪斜，在回采时减小一次揭露断层面 积， 及时移架、 浅截深割煤提高断层区域顶板控制和采取断层 区域快速通过的方法。 2 采煤工作面过断层安全技术控制措施 断层出现的位置， 通常情况下， 安全问题较为突出， 为了确 保开采安全， 应当从技术控制的角度进行操控。 2.1 水源灾害防治技术措施 在断层位置， 全面做好水害防治非常关键， 特别是工作面 水文地质相对复杂时，做好相关的排水管道准备非常关键， 确 保出现突发情况时， 能够将地下水及时有效排出。同时， 在通过 断层期间， 每个班组均应当安排专人对采煤过程中工作面涌水 情况进行观察， 第一时间掌握工作面水情变化， 以便采取针对 性措施， 确保能够安全通过。在通过断层时， 采取在工作面内预 注高分子化学浆对断层区域顶板及煤墙影响范围内进行加固 工作， 防止在回采过程中出现漏矸、 煤墙片帮的问题， 同时， 应 做好回采时顶板控制， 最大限度减少顶板空顶时间防止长时间 空顶造成顶板漏矸。在通过断层后， 应持续继续按照过断层期 间采取的管控措施回采推进至少 510m，尽可能的消除断层区 域破碎带给工作面回采带来影响。 2.2 控制割煤速度 在通过断层时， 对于开采高度应严格进行控制， 一般情况 下， 采高应当控制在 4.55m 左右， 通过断层的速度一般应控制 在 2m/min。 在作业过程中， 对于工作面液压支架等部位的情况， 应当全面及时关注， 在出现了问题后， 必须立即停机， 找出原因， 并采取针对性措施进行处理， 保证通过断层的安全性。 2.3 全面做好瓦斯监测 通常情况下，断层位置属于瓦斯积聚的地点，在断层作业 时， 做好瓦斯监测工作非常重要。 因此， 在通过断层时， 应当配备 专业瓦斯浓度监测人员， 对瓦斯浓度进行全程监测， 一旦出现 异常情况， 应及时采取措施进行处理， 保证施工人员与现场的 安全性。此外， 相关的人员也应当佩戴瓦斯监测仪器， 对施工过 程中瓦斯浓度及时进行监测， 在出现了瓦斯超标后， 立即通知 采掘人员停止作业， 并组织人员撤离现场， 在瓦斯浓度达标之 后， 才能够进入到采区。 2.4 全面做好控制顶板预测 由于断层位置的顶板较为破碎， 全面做好顶板安全性预测 非常关键。在工作面通过断层时， 煤壁通常情况下不能确保岩 梁支撑效果， 上覆岩层会出现较大的压力峰值， 在工作面回采 前工作面液压支架选型上应根据工作面断层的产状、 及大小及 相似工作面顶板压力情况选择大阻力液压支架， 保证工作面安 全性。为了提升开采安全效果， 可采用断层与工作斜交的方式 通过断层， 通过对过断层时， 局部控顶距的有效延长， 降低工作 面过断层危险程度。 3 采煤工作面过断层安全管理控制措施 由于通过断层过程中， 面临的安全威胁相对较多， 全面做好 安全管理非常关键。在具体实施时， 应做好以下工作 回采时及 时调整支架，使液压支架接顶严密，保证支架初撑力不小于 24MPa。 加强工作面现场管理， 及时调整支架， 使支架接顶严密， 保证支架对顶板的支撑力；同时随着断层的高低起伏变化， 及 时调整输送机的坡度， 使输送机达到平、 直要求。坚持正规循环 作业， 匀速推进， 坚持跟机带压擦顶移架支护， 防止断层影响区 域应力集中造成冒顶、 片帮。加强顶板管理， 每班安排专人重点 对断层影响范围内的超前、 端头及工作面液压支架支护质量进 行巡查， 发现问题及时处理， 确保支护强度。加强破碎区域顶板 管理，对断层影响区域采取面内注浆加固措施管控顶帮。若开 采过程中出现了基本顶周期来压的问题， 则必须加强工作面顶 板支护管理， 提高工作面工程质量管理， 确保液压支架支护状 态。 综上分析， 全面做好采煤工作面过断层技术控制， 对于保证 生产安全性与可持续有着非常重要的意义， 但是从当前采煤工 作面过断层情况来看，在很多方面还有着较大的提升空间， 各 项技术措施的制定与落实， 仍旧存在一定安全隐患， 特别是在 深部开采过程中， 各种类型安全问题带来的影响更大。因此， 煤 矿企业需全面认识到采煤工作面过断层过程中存在的技术难 点， 充分结合采煤工作面面临的断层情况， 采取针对性措施， 提 升采煤工作面过断层技术效果。 参考文献 [1]降兆栋， 焦鹏.南关煤业公司1209综采工作面过断层技术研 究[J].当代化工研究，2019（3） 112-113. [2]宋志新， 颜小平.大倾角煤矸护层复合顶板下大采高综采工作 面过断层技术[J].内蒙古煤炭经济，2018（6） 122-123. [3]王红浩， 王宏耀， 王明甫， 王佳丽.松动爆破在硬煤综采工作面 过断层技术中的应用[J].煤炭工程，2018，50（2） 70-7277. [4]张宝义.综采工作面过同煤层老巷、 过断层技术探讨与经济开 采[J].科技风，2017（19） 68-69. 作者简介 李俊辉， 男， 汉族， 河南商丘， 大专， 毕业于河南工 程技术学校， 助理工程师。 155--