综放工作面过断层期间破碎顶板管理

综放工作面过断层期间破碎顶板管理

任兴

鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司唐家会煤矿 内蒙古鄂尔多斯市 010321

摘要：随着煤炭资源需求量不断加大，对于采煤工作提出了更高的要求。由于采煤地质条件较为恶劣，在工作面回采的过程当中，往往会出现断层现象，综放工作面过断层期间破碎顶板管理难度大，进而影响到开采工作的顺利进行。

关键词：综放工作面；过断层；顶板管理

一、断层采煤的安全隐患

断层主要是由于地壳的剧烈运动引发地壳断裂而形成的一种特殊的地质构造。由断层产生的原因可发现，断层采煤的安全隐患主要体现在两方面：一是工作面存在断层使得岩层的整体性遭到破坏，工作面顶及底板自外部产生的压力规律因此发生改变，导致顶板局部受到来自外部的压力，加大了综采工作面的整体外部压力。若情况严重还会导致整个工作面遭到破坏，从而引发工作面大面积冒顶事故；二是工作面若存在断层，煤层当中的各种水流、有毒气体、有害气体等就可通过断层的断裂带渗入至通道或是储藏仓库，导致工作面出现突发性水灾或是瓦斯事故。

二、综放工作面过断层采煤技术措施分析

1.加强支护。在采煤的过程当中，往往会面临断层现象，在这一过程当中，我们必须要防止出现冒顶现象。要想更好的解决这一问题，加强对过断层面顶板的支护工作显得尤为重要。在这一过程当中，我们首先需要需要进行支护的部位就是工作面的上下巷道以及断层周边，该项工作需要充分的结合实际状况来做好支护数量的以及支护质量的控制工作，进而有效提升相关度，确保采煤安全。
2.提高推进速度。要想有效降低顶板破碎程度，必须要切实提高工作面的推进速度，减少放煤量。通过结合实际状况，科学合理的加快工作面推进速度，破碎区域不放煤，这不仅有效的提升了采煤效率，降低了成本，而且还充分的确保了施工的安全。

3.控制断层走向与工作面的交角。从某种程度上来说，断层走向和工作面的交角两者之间是越大越好的，这样一来，能够使断层的断裂构造破碎带在采煤的过程当中减少揭露面积，进而更好的维护断层面。如果说两者之间的交角太小的话，必须要及时的做好对工作面的调整工作，确保断层走向和工作面两者之间的交角始终保持在25度以上，进而向更好的现维护顶板。但是，在这里需要我们指出的是，在一些断裂带面积较小的地区，应将断层和工作面交角角度调为10度左右，为接下来的采煤作业打下良好的基础。

4.增强管理以及注意设备的日常维护。在实际的施工过程当中，机械设备的重要的施工工具。尤其是在进行一些难度较高的施工作业的时候，人工作业存在着巨大的难度，然而借助机械设备则能够更快的完成施工。基于此，在综采工作面断层采煤的整个过程当中，必须要积极的做好对机械设备的保养维护工作，定时定期的进行检修，一旦发现故障问题，要及时的采取针对性措施进行解决，避免影响到正常施工。

三、综放工作面过断层采煤与顶板管理

1.采煤工作面过断层的方法。为了尽量避免断层所带来的不利影响，在进行煤矿开采时，要对断层的位置、落差、工作面的地质情况等进行充分考虑，尽量在综采工作面的煤柱当中保留断层，以使综采工作面设计的科学性及合理性得到保证。在进行回采前需将使工作面落差扩大的断层尽量甩掉，以减少综采工作面所需经过的断层。采煤工作面过断层的方法主要有三种：直接割煤过断层、割顶或割底采煤过断层及断层上底相结合过断层。若断层落差较小，综采工作面岩层相对完整，矿井上下两盘接触处的煤层厚度大于或等于液压支架所设定的下限高度，且矿井内不存在瓦斯或是水威胁，则可利用直接割煤过断层。此方法操作简单、易于上手且过断层效果较好。

2.采煤工作面顶板管理。为尽量避免断层所带来的危害，在开展综采工作时要采取一定的安全技术措施，包括顶板、水、瓦斯等方面的安全措施，以保证工作面过断层的安全。其中顶板的管理水平及施工质量在很大程度上影响了开采环境的安全性。顶板的管理首先要制定科学的综采区巷道布置方案及开采程序；其次要根据具体的地质情况及施工企业的经济情况选择适当的支护方式；最后要采取合理的管理方法，并结合综采工作面的特征及工艺特点制定具体的管理步骤和流程。

四、过断层破碎顶板管理措施

某工作面采用走向长壁后退式、低位放顶煤、全部垮落的综合机械化采煤方法，平均煤厚8 m，采高(4.0±0.1 m)。选用ZF18000/28/45型液压支架，最大控顶距为7123mm，最小控顶距为6323mm，可有效防止和减少煤壁片帮现象发生。工作面发育1条Fj60正断层，该断层贯穿整个工作面，呈线性发育，进输顺槽、回风顺槽落差分别为3．1 m、2．4m，倾角60°，走向115°，倾向25°，每推进一刀煤揭露断层1~2架，顺利通过断层需推进126 m。预计过断层期间工作面普遍存在顶板破碎、煤墙片帮情况。

1. 提前漂刀沿直接顶推进,避免支架顶空。Fj60断层为正断层，采用漂刀留底煤方式过断层。在实际漂刀过程中发现煤顶厚度小于1m时极易冒落，造成顶板管理困难。本次过断层漂刀在断层揭露面提前20架找到上盘直接顶，然后沿直接顶推进，这样有效避免了薄煤顶冒落、支架顶空造成顶板破碎的现象。实践表明，采取“漂刀找直接顶、提前沿直接顶推进”的方法更有利于断层面破碎顶板管理。

2. 优化错刀工艺,提高正规循环率。该工作面断层在35号架揭露时，20号~50号架顶板破碎、煤壁片帮较严重。机头错完第一刀后正常情况下退到30号架，30~50号架移架时，掉落的矸石涌在机组机尾侧，如果不及时敲碎容易损坏刮板和前部输送机链环，增大前溜负荷引发事故。同时破碎矸石耗费时间较长，不能及时移架导致顶板破碎加重。调整错刀工艺后，错第一个机头时，50号往机头不推溜，利用支架伸缩梁超前管理顶板，机组第一刀割透后，返空刀返回50号架，推溜后机组向机头方向继续割煤，这样移架过程中掉落的矸石均在机组机头侧，更有利于及时运走，整个错刀耗费时间较短，更有利于顶板管理。

3. 单体柱配合大板支护,防止片帮加深。煤壁片帮区域具备超前移架条件时应及时进行超前移架管理，要求支架护帮板逼紧煤壁，超前移架后，护帮板仍无法有效逼帮时，根据现场情况使用单体柱(垂直煤壁)配合大板顶住煤壁防止片帮加深。

4.优化支架操作方法,避免矸石冒落。支架工每次移超前架时，1人移架1人看护顶板，防止操作不当导致顶板冒落。护帮板上有矸石移架时，改变正常移架操作步骤。先送上护帮板操作手把，采取边收伸缩梁边移架的方式进行移架，最大限度地防止了移架时冒落矸石，同时在收伸缩梁移架的过程中，护帮板上方矸石受力方向改变，某些矸石甚至可以重新挑到前梁上，更有利于顶板管理。

5.使用护帮板上料装置,加强顶板维护。以前两端头错刀上料时需要落下前梁进行，这样会对顶板造成扰动，当顶板破碎时甚至会引发冒顶事故。现充分利用护帮板自身构造(有2个直径55 mm的圆孔)制作2个D55 mm×280 mm的螺丝销由下至上穿入圆孔固定，螺丝预留长度以能够卡住大板为宜。为防止螺丝销挂网，销头改造成圆锥状。

综上所述，以上破碎顶板管理措施以安全、高效、经济为基础，充分体现了集约高效生产。该工作面过断层期间在未注浆的情况下未发生一起顶板事故，顺利完成了月度生产计划任务。

参考文献：

[1] 周杰绍.综采工作面安全过断层技术在实践中的应用[J].西部探矿工程，2018（3）：144-146. 

[2] 杨维林. 深部矿井复合顶板综采工作面过N型导水断层技术管理实践[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（8）：85-86.