皖北煤电集团公司五沟煤矿
引言
在煤矿开采过程中，断层带一般地质条件相对比较复杂，且顶板破碎，导水裂隙较多，导致开采遇到困难，同时由于断层带周边有瓦斯气体聚集，对煤矿的安全生产也提出较大挑战。对于综采工作面而言，能否通过断层既受断层本身的影响，比如自身的落差、倾角和倾向等，也和煤层采用的生产工艺、设备、煤层赋存情况有很大关系。断层的落差和影响范围成正比关系，落差小，造成的影响范围就小，同时对综采工作的正常生产影响就小，反之就相应变大。
1综采工作面快速过断层法
1.1调整采高法过断层
调整采高法过断层就是通过控制采煤高度和液压支架支护高度来通过断层，该法主要适应于落差较小，且断层上、下盘之间煤高能够保证支架顺利通过。若综采工作面从右方能够通过该断层，需要逐渐将工作面上抬，同时降低采高和支架，进行留底煤通过断层；若综采工作面从左边能够而通过该断层，则需要将工作面降低采高，严防过断层线时出现割顶现象，即通过留顶煤过断层。支架通过所需的高度与断层参数密切相关。通过调整采高多断层的优点主要是可保证持续生产，操作简单，不需要额外的工作量，同时还可以降低原煤含矸量，有利于提高煤质，减少煤机零部件磨损，保证机组性能，限制该方法的主要是断层上下盘间煤体厚度。
1.2挑顶卧底法过断层
在实际生产中，若工作面向前推进的过程中遇到的断层落差较大，不易直接过断层时，可想方设法避开该断层另掘巷道进行绕行通过。若实在无法绕行断层，必须直接硬过断层时，可采用挑顶卧底法过断层。该方法主要是应用煤机截割顶板岩层与底板岩层，或先进行松动爆破后再用煤机对顶板与底板进行截割，最终通过断层。待通过断层上盘煤与下盘煤间距比所用液压支架通行下限还小时，调整采高也不能顺利通过的情况下，应充分结合顶底板岩性采用挑顶卧底法通过。若待通过断层顶底板岩性为泥岩或破碎砂质泥岩时，用煤机直接挑顶或卧底便可通过，但应科学、合理的控制挑顶卧底高度，若挑顶卧底量过大，易使煤机超负荷运行，会严重磨损煤机组件，若挑顶卧底量过小，可能会影响采面顺利通过。若待通过的断层顶板与底板岩性都很硬时，用采煤机直接截割很容易损坏采煤机，同时截割效果也不会很明显，这时应进行必要的超前处理，如可用深孔松动爆破技术先松动岩石，待岩石松动后再采用煤机截割破岩，这样截割效果会比较好，同时也不会严重磨损采煤机。挑顶卧底过断层法在实际生产中应用较多，通常效果也较好。但值得注意的是，当待通过断层顶底都为坚硬岩石时，进行事先预处理时，选用的爆破参数必须科学、合理，这样不但能确保实际爆破质量，有效降低后续采煤机破岩阻力，而且更有利于控制管理工作面顶板。
1.3跳采法过断层
对于落差较大，影响范围较大的断层，采取硬过、挑顶卧底等方法不合理或者不经济时，可采用跳采法过断层。跳采法过断层是指重新掘巷避开断层的过断层方法。跳采法过断层的实施关键是正确判断断层的参数、影响范围和位置，当断层位于工作面两端时，可在煤层走向方向沿断层边界开掘一条巷道用来代替原断层影响范围的回采巷道段，同时在倾向方向沿断层边界决出一条巷道来使新掘进的走向巷道与原回采巷道贯通；若断层位于工作面中部时，可采用在断层处留垛的方式通过该断层，然后打通工作面与回采巷道贯通。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采法过断层一般是迫不得已情况下所采用的方法，该方法打破正常循环作业，可造成回采作业的停滞，不仅大幅度的提高了劳动作业强度，也不利于顶板支护管理。但是，在综采工作面遇断层时，鉴于地质条件和回采条件的复杂性和多样性，往往不会采取单一的过断层方法，几种方法的综合应用可以相应提高过断层速度和效果，但具体如何采用综合法过断层还要根据实际情况进行确定。
1.4割顶法过断层
当待通过断层煤壁软，底板硬，来压有规律且落差较小时。可采用割顶法过断层。该方法主要是通过先切割断层上盘顶板岩石，把上盘底板煤留下进行过渡，最终让综采面通过断层。施工方法：在实际推进工作面时，应确保把顶板岩石破L（m），其中L受断层落差H影响，具体为L＞H/（σ×2/3），式中σ为支架侧护板高度。因此，要想使切割岩石量尽可能的少，L应与H/（σ×2/3）尽量接近。此外，随着采面的推移，断层也会有所移动，可能会略微移向机头，也可能移向机尾，在具体施工中，必须重视观察断层移动方向，以便对破岩位置及时进行调整。
2过断层安全技术措施
断层的存在不仅增加了回采作业难度，同时还会造成断层影响范围内顶板围岩破碎和瓦斯积聚，在回采工作过程中往往会因顶板支护不善造成顶板冒漏和瓦斯涌出。因此，有必要在过断层时制定专门的安全技术措施，这些措施主要包括：（1）在综采工作面过断层时最重要的就是加强顶板支护，保证支护的质量，对于顶板破碎严重地带可以通过化学注浆来加固顶板，对于煤壁片帮、顶板冒漏严重地带应实行超前拉架的移架方式，必要时可以打设叉子棚进行沿端头支护；（2）空顶时间越长、煤壁暴露时间越长，越容易造成顶板和煤壁片落，因此可以通过加快推进速度来达到避免顶板和片帮事故；（3）确保作业面"三直一平"，增大液压泵站实际供液压力以及液压支架初撑力，支架要能起到主动支护顶板的作用，重视日常检修与维护综采设备、液压管理等，确保采煤机、运输机、液压支架的各管路，各设施都能正常运行，应事先多预备一些易损易耗部件，如截齿、密封垫等，以防配件损坏时，因供应不及时而影响正常生产；（4）应重视探测断层构造带，充分了解待过断层地质情况、影响范围、产状等，根据了解情况选择合适的方法过断层；（5）爆破参数要选择恰当。对断层顶底板硬岩石预处理时，需涉及到松动爆破作业，要通过断层的实际情况来选择合理的爆破参数，要保证爆破预期松动围岩足够，降低支护难度，确保支护质量过关；（6）过断层时要谨防水害和瓦斯影响。有些矿井容易发生水害和瓦斯，在过这类矿井的断层时，要做到防患于未然，先排险，后通过，及时修水道、抽瓦斯；（7）应重视观测工作面矿压，充分了解工作面过断层时工作面矿压分布，借助矿压规律，超前支护断层周围顶板。
结语
断层是综采工作面回采时经常遇到的地质构造。在综采工作面过断层时，作业人员首先应充分了解断层大孝影响范围等情况，并综合考虑工作面实际地质情况，采用科学、合理的过断层方法通过断层，同时还应制定专门的过断层安全技术措施，更好地保障安全过断层。只有这样，才能在确保安全生产的前提下，充分回收煤炭资源，为矿井创造更多经济效益。
参考文献
［1］齐高臣，李鹏，王彦敏.综采工作面初采过断层顶板控制技术［J］.煤炭科学技术，2014，42(S1)：47-49.
［2］李强.综采工作面在复杂地质构造带中快速安装及推进技术组织与实施［J］.科学咨询(科技·管理)，2014(5)：51-52.
［3］刘文，郑灿广，孙长腾.复杂条件综采工作面过小型断层顶板控制技术研究［J］.煤矿现代化，2016(3)：79-80.
论文作者:朱建国
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/18
标签：断层论文; 工作面论文; 顶板论文; 卧底论文; 底板论文; 巷道论文; 支架论文; 《科技尚品》2019年第2期论文;