综采工作面过断层技术研究

卢斌

摘 要：断层是岩石层原有结构中自带的损坏部分，同时也是一种比较常见的地质结构，断层面如果不能经过合理控制，对综采作业将会造成影响。该文首先分析了断层结构的特征以及影响，结合综采工作开展对安全性的需求，对断层造成的不良隐患进行概述。在此基础上重点探讨开展综采工作期间，过断层的有效技术措施，并对综采期间液压设备的控制措施进行概括总结，为接下来开展的各项综采作业工作提供安全参考。

关键词：综采工作面 过断层 断层技术

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）02（a）-00-02

1 断层的特征及影响

1.1 影响岩石稳定结构

综采工作开展过程中，进入到岩石断层面，在此部分岩石结构的整体承重体系受到破坏，断层面不仅造成开采结构稳定性破坏，同时也增大开采过程中顶板所受到的压力。这一部分开展岩石结构支护难度比较大，如果断层面的走向是直接垂直在支护结构表面，此时也会增大工作面所承受的整体重量压力，对于综采工作面所采用的支护体系也会增大压迫力，一旦超过原有支撑结构承载能力，综采作业面也将会因此受到破坏。

1.2 容易引发瓦斯爆炸

断层不仅会影响到岩石结构稳定性，由于断层可能会成为每层中间气体流通的通道，因此在综采工作开展期间，如果不对断层进行有效控制，煤层周围气体经过断层流通后，进入到开采作业区域中，极其容易引发瓦斯爆炸等危险事故。同时断层也会成为煤层周围水流的通道，开采过程中，时时威胁着作业人员人身安全。断层是开采作业中比较常见的问题，经过有效支护技术应用，可以避免引发危险事故。

2 综采工作面过断层中存在的困难

2.1 冒顶

综采工作开展进入到过断层阶段，其中存在的主要困难是由于断层处破碎的岩石导致工作面通过时超过原有预定高度，进而引发冒顶风险。冒顶事故发生后，原有的岩石结构层平衡体系受到破坏，此时上层的破碎岩石会掉落在作业面中，不仅不利于开采工作进行，也会增大开采工作任务量。开采过程中断层掉落的破碎岩石，突然引发冒顶事故，此时如果作业面工作人员没有及时撤离，那么将会造成人员伤亡事故，冒顶事故发生与断层有着直接联系，由于断层部分岩石结构不稳定，综采作业期间发生的震动也容易造成岩石破碎掉落。

2.2 液压支架倾倒

当综采作业需要通过断层时，由于地板部分发生变化，导致固定在其中的液压支架也因此倾倒。一旦液压支架倾倒或者完全被压死，接下来的作业工作也将会受到极其严重的阻碍。液压支架需要承载顶部的延时压力，提升岩石结构稳定性，一旦发生倾斜或者完全压缩的问题，原有支撑角度也将因此受到破坏，很难达到支护效果。

2.3 设备损坏

综采作业面过断层，需要配合使用相应技术方法对断层部分进行加固，如果选择的加固手段不正确，将会对液压支架以及综采设备造成极大影响，导致设备处于不利使用环境中，此时如果继续进行过断层作业，将会造成设备损坏的严重事故。过断层前设备缺乏及时检修，其中所存在的问题并没能及時发现，也会增大过断层期间设备使用风险。

2.4 影响产量

过断层技术应用，直接关系到综采作业的最终产量，当开采过程中面对的断层差距较大，这样的情况下需要进行有关于综采方案上的调整，并配合液压支护满足不同支护需求，这样的前提环境下，自然在产量上将会受到影响。综采作业产量影响因素众多，通常情况下过断层技术应用带来的产量影响，与支护设备、保护措施使用不当有着直接关系，需要联合其他问题共同解决。

3 综采工作面有效过断层技术

3.1 调整工作面与断层线之间的夹角

综采工作面过断层施工，需要对作业面以及断层线之间的夹角进行实时控制调整。开采工作可以调整作业面以及断层线之间的交叉面积，并不断优化断层线与综采工作面之间的角度，在角度调整作用下，所开展的各项综采工作，便可以获得更多的安全开采空间。对于相交角度的调整，通常工作面遇断层之间的角度控制在20°～30°范围内最为合理，但由于部分断层面十分不稳定，此时可以适当地增大夹角范围，将其提升至45°之内。具体的角度选择还需要根据综采面临的实际情况进一步优化。

3.2 处理断层处岩石

开采过程中面对岩石断层处，需要及时对断层处的破碎岩石进行清理，以确保接下来能够正常开展工作。断层处岩石清理需要根据岩石的硬度系数来选择是否需要进行截割，岩石硬度系数在4以下，可以采用截割方法对断层处岩石进行处理，避免岩石大量掉落影响到综采工作进行。断层线平面上的岩石，也需要对其进行稳定性检测，观察是否存在岩石松落的情况，及时将其中松落的岩石进行清理，为综采工作营造出安全高效的环境。综采作业期间受震动以及地质层破坏的影响，断层处的岩石结构处理，需要及时开展。

3.3 加固过断层顶板

过断层顶板加固技术，对提升综采工作安全性十分有效。加固可以采用混凝土材料，也可以使用锚杆加固技术，具体需要根据断层表现的情况来选择有效技术方法，从而进入到理想的加固状态。将化学外加剂直接注入到断层的岩石缝隙中，能够快速达到加固效果，并且不会破坏原有的岩石结构。选择何种加固技术措施，与断层的开裂形式有着直接关系。必要时，也可以针对比较复杂的断层采用混合加固技术，对顶板部分同时使用化学加固材料以及锚杆加固技术，形成稳定的顶板结构。当出现顶板极为破碎、随采随落及煤壁片帮严重的状况时，则需提前对顶板通过注固安特进行加固。且采煤机在过断层的过程中需放慢速度，且最大速度不得超过1.0 m/s。

3.4 液压支架过断层防护

液压支护是一种比较常见的技术方法，使用该种技术方法对顶板部分进行加固，要观察是否存在液压支架倾斜的问题，随着加固任务开展，根据开开采期间的作业情况，及时进行液压支护设备的调整。综采前还需要对液压支护设备进行检修，由于过断层对设备的损耗比较大，因此要确保设备足够安全。使用过程中观察设备是否存在异常，对其中存在安全隐患的部分进一步强化。液压支架发生角度倾斜，需要现场技术人员观察倾斜角度与作业需求，当与断层线之间形成的角度超过安全支护范围时，此时则需要对液压支护结构进行调整，进入到最佳角支护角度范围。

4 结语

综采工作面过断层开采技术在实际应用的过程中具备一定的开采风险，这就要求在应用前应进行合理的科学设计，并严格按照步骤与程序实施方案。此外，还应对巷道质量进行严格检查，及时发现并改正综采工作面过断层开采技术应用中所存在的问题。综采工作面高效过断层能显著提高煤炭的回收率，从而创造良好的经济效益。为了能进一步确保综采工作面过断层的安全，还需对煤矿企业职工开展安全技术教育工作，加强技术创新和设备更新，并做好设备维护与日常巡检等工作，最终提高企业的安全技术与管理水平。对综采工作面过断层期间的具体施工方法及技术措施进行了总结，能有效地控制顶板，避免工作面漏顶与冒顶事故的发生，提高矿井煤炭采出率，降低开采成本，最终提高煤炭企业的经济效益与社会效益。

参考文献

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