综采工作面过断层采煤技术探析

高 旭

(西山煤电集团股份有限公司西铭矿，山西 太原 030052)

煤矿工程

综采工作面过断层采煤技术探析

高 旭

(西山煤电集团股份有限公司西铭矿，山西 太原 030052)

煤矿综采工作面过断层方法包括挑顶起底法、割煤高度调整法和跳采法等。介绍了煤矿综采工作面过断层方法，对过断层采煤技术进行了探析。

煤矿；综采工作面；过断层；采煤技术

引 言

煤炭作为我国主要能源之一，在新时期中得到了极大程度的发展。虽然近年来受全球煤炭资源市场疲软、去产能等众多因素所影响使煤炭产量出现一定程度下降，但据发改委公布的数据统计，2016年1月～4月我国煤炭产量仍达到约10.1亿万t。从我国煤矿生产实际情况来看，所处地质条件通常复杂性较大，而其中断层是煤矿综采工作面经常遇到的一类地质结构，它不但会使回采作业中断，而且这种地质情况中还隐藏了不少的安全隐患。本文在充分研究基础上，对煤矿综采工作面过断层方法展开分析，对其采煤技术进行了探析，从而为企业做好断层采煤奠定基础。

1 煤矿综采工作面过断层方法

1.1 挑顶起底法

挑顶起底法指的是，采用采煤机在断层中进行卧底或挑顶，强行截割断层上下盘四周岩层，以达到过断层的效果。在具体作业过程中，顺着工作面往前截割，低于过断层后面的直接底板，则应当采用挑顶法。一般来说，在断层上下盘间的煤层厚度均小于液压支架的最低通过高度。在此情形下，则应当采用挑顶起底法。若工作面顶底板岩层坚硬程度不足，则应当利用采煤机来挑顶起底。反之，则无法利用采煤机滚筒来完成切割，需要超前处理断层，并结合具体情况考虑是否采用挑顶起底法[1-2]。

1.2 割煤高度调整法

在综采工作面中应用割煤高度调整法时，其作用在于可以使得煤矿企业采煤作业将断层避开，从而起到保障生产效率与安全之目的。煤矿企业在综采工作面使用割煤高度调整法过断层时主要有2个环节：第一，准确掌握断层落差及其走向与采煤工作面夹角，在此基础上，结合工作面刮板输送机所允许起伏坡度及采机爬坡能力等技术参数，提前将割煤高度适当调整；第二，将割煤高度调整后，在过断层前根据断层及其与采机工作的关系，可以采取留顶割底或留底割顶的方法通过。结合实践来看，煤矿企业在综采工作面中要想运用割煤高度调整法过断层，前提条件是断层落差较小且煤层较厚。另外，综采工作面采用液压支架进行支护时，可通过公式(1)将其适宜高度计算出来。

H=h1+h2+a

(1)

式中：h1、h2以及a表示液压支架下限高度、顶板最大沉降量以及富余伸缩量。最后需特别注意的是，当综采工作面所遇断层较为特殊时，企业可以采取适当上扬工作面的方法，使得采煤作业在采高过断层降低情况下开展。

1.3 跳采法

跳采法也较为常用。简单来说，跳采法主要是采煤工作面根据断层位置进行局部搬家或工作面整体搬家的方法。之后，挖掘一条新的巷道，回收支架在新掘巷道内重新安装后进行采煤。跳采法具体应用是，当与综采工作面斜交断层落差变大、通过困难时，可结合现场环境情况挖掘出一条与断层相平行的新巷道，并需确定其和区段材料、运输2条巷道良好连接。如此一来，才能使得煤矿开采在避免断层的前提下有效开展，见图1。结合实践来看，当断层落差变大且位于综采工作面尾端时，可采用搬家法与工作面运输巷斜交或平行工作面。此外，使用跳采法过断层时，受原巷道部分区段空置时间长的影响，会导致其压力增大。对此，煤矿企业除了需要密切关注断层状况外，还应适当加强支护，从而切实有效地保障煤矿开采的安全性和经济性。

图1 跳采法的具体应用

1.4 综合方法

采煤技术具有综合性特点，在实际工作中往往会受多方面因素的影响而使得采煤进度受阻，所以必须综合考虑各种情况，因地制宜，而非将同一种方法贯穿于整个采煤过程。方法过于单一会导致在采煤过程中出现诸多漏洞。因此，为了杜绝不必要问题的出现，在过断层采煤时应当采用多种方法相结合的综合方法进行[3-4]。

2 煤矿综采工作面过断层采煤技术探析

2.1 支护技术的运用

为了避免综采工作面过断层采煤时出现冒顶现象，煤矿企业应在巷道中运用支护技术。例如，某煤矿综采工作面回采中距离开切眼90 m遇到8.2 m落差断层无法通过时，在与原工作面间距30 m处(甩掉断层)重开切眼。由于与原切眼间距小，受原工作面超前压力影响，新切眼压力增大，因此，在新开巷道中间运用了锚网索联合支护技术。选择预紧力大于80 kN且直径为22 mm的加强型螺纹钢锚杆，两帮和顶板锚杆按700 mm×700 mm排距进行布设，并打设钢绞绳锚索按1 400 mm×1 400 mm间距在巷道中心补强。在完成巷道支护后，对局部压力明显严重的地段采用单体支柱和π型梁进行局部补强支护。最终顺利实现搬家[5]。

2.2 合理增加工作面的推进速度

减少顶板被破坏程度的有效方法之一就是合理增加工作面的推进速度。由于工作面推进速度越快，煤壁暴露的时间越短，所以，非常有必要增加工作面速度。将工作面推进速度合理提升在特定范围内，不但能够确保采煤作业的可靠性与安全性，而且能大幅提升采煤效率，在一定程度上减少成本费用的支出，使煤矿企业利润得到增加。

2.3 合理调整工作面和断层线的夹角

通常情况下，如果出现煤层倾斜断面等于或大于落差的现象，则可采用工作面平推硬过的方式来进行。如若工作面和断层线相互平行或相交度数较小，工作面通过断层则会导致断层暴露范围较大。如若断层线相互平行或相交度数较小，那么断层暴露范围也很大，且会大大增加顶板维护的难度。所以，应合理调整综采工作面的方向，让综采工作面和断层间产生夹角，而且夹角度数越大，其产生的交叉面积就越小，从而能够减小维护顶板的难度。该方法的不足之处在于，通过断层所需时间会比较长。通常，顶板工作面属于中等程度的稳定性，维持综采工作面和断层间的夹角在20°～30°最为合适。如若顶板稳定性较差，则设置夹角在30°～45°比较合适。但如此一来，会使得综采工作面长度大幅增加。所以，最终是否选用该方法，还需对各类因素进行综合考虑[6]。

2.4 做好断层处岩石处理

综采工作面过断层首要工作就是正确处理断层处的岩石。如若岩石的硬度系数在4以下，则可以采用截割方法来进行。如若岩石硬度系数较大，则可选用打眼放炮来进行挑顶或卧底。值得注意是，在处理断层过程中，需放小炮，并严格控制装药数量，在科学确定炮眼位置及角度后方可进行打眼工作。在放炮过程中，务必重视防护液压支架，避免其被放炮所损坏。进行支架防护实质上就是在支架前柱悬挂挡矸皮带，必要时还应在支架外面设置防护筒。长期实践可知，支架表面的镀层，尤其是镀铜层，极易被炮烟所腐蚀。所以，部分煤矿选用风镐来处理断层的岩石。

3 结束语

近年来，综采技术在我国采煤领域得到了不断推广与应用。本文对现阶段较为常用的技术方法进行分析与研究，以便于在具体作业中采取有效的施工技术，提高日常作业的可靠性与安全性。

[1] 姚志丰. 综采工作面过断层采煤技术探讨[J].科技与企业,2015(22):135-135.

[2] 高正武.综采工作面过断层采煤技术实践[J].能源与节能,2015(3):130-131.

[3] 刘兆祥.大采高综采工作面过断层采煤技术探讨[J].华东科技(学术版),2014(1):314-314.

[4] 刘耀辉.综采工作面过断层采煤技术探讨[J].内蒙古煤炭经济,2014(10):156-157.

[5] 李平.综采工作面过断层采煤技术实践[J].煤矿开采,2001(1):27-28.

[6] 卢科帆.综采工作面过断层采煤技术探讨[J].科技展望,2016,26(23):73.

Analysis on mining technology of over fault in fully mechanized coal mining face

GAO Xu

(Ximing Coal Mine, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd.,Taiyuan Shanxi 030052, China)

The mathod of over fault in fully mechanized coal mining face includes bottom-up method, coal cutting height adjustment method and skip-mining. This paper introduces the method of over fault in fully mechanized coal face in coal mine, and analyzes the mining technology of pover fault.

coal mine; fully mechanized coal mining face; over fault; coal mining technology

2016-11-22

高 旭，男，1982年出生，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，本科，采煤助理工程师，现就职于西山煤电集团股份有限公司西铭矿。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.32

TD8

A

1004-7050(2017)01-0097-02