摘要：断层是影响矿井高效生产的地质构造之一，大宝顶矿21152工作面，在掘进过程中分别在回风巷190m，运输巷355m处遇到断层，该断层为一斜交工作面正断层，断层落差在1.9m～2.5m，与工作面推进方向为39°夹角斜交与工作面，走向长为165m，严重影响工作面回采。回采期间工作面采取特殊措施，利用三个月时间顺利通过断层，为今后综放过正断层提供一定的现场经验。
关键词：综采工作面；正断层；开采研究
1工作面概况
1.1工作面位置及井上下关系
21152工作面位于大宝顶矿+1220m水平一采区，15煤层属复合型煤层(即15、15-4、15-5)这三层煤层间距较近，这三层煤层采高一般在4.6m～5.0m，主要开采15、15-5煤层，顶煤主要放15-4煤层。煤层倾角一般在32°～42°。工作面走向长度为761m，倾斜长度109m，可采储量为45万吨。该工作面北面为21151工作面已回采完毕，南面为采区边界，东面为43158工作面已回采完毕，西面为21154工作面还未布置。地面标高为1520～1610，对应地表为荒坡，无大型建筑物及水库、水池、河流。
1.2煤层顶底板瓦斯情况
煤层直接顶为泥质粉砂岩，厚度5.0m，埋深110m，老顶为细砂岩、中粒砂岩，厚度5.12m，埋深107m，直接底为泥质粉砂岩，厚度5.16m，埋深120m，老底为粉砂岩，厚度2.11m，埋深125m。根据掘巷和回采分析该煤层为低瓦斯煤层，瓦斯绝对涌出量为4.92m3/min ，相对涌出量为6.36m3/t。
2工作面采煤工艺
2.1采煤工艺
工作面采用72架，双滚筒采煤机落煤、装煤、自行斜切进刀。顶煤通过矿压破煤，自溜装煤，工作面前后各按一部刮板输送机运煤。设计采高2.6m（±10cm)，截深0.6m。放顶煤步距0.6m，采放比为1：1.05
2.2工艺流程
斜切进刀→割煤→移架→推前部输送机→放顶煤→拉后部输送机。
3断层对工作面影响
1)该断层与工作面推进方向为39°夹角斜交与工作面，走向长为165m，逐步推进后在运输巷先揭露该断层。推进过程中受断层影响煤质变软，容易造成片帮冒顶，严重影响工作面正常回采。
2)受断层影响，顶煤太薄，无法留设顶煤。顶煤冒落后，造成工作面空顶，支架无法正常接顶，起不到支护顶板的作用。
3)工作面断层影响范围段压力太大，支架承载力大，移架时容易造成架前漏顶，给工作面支护带来一定困难。
4)因掘进时在断层附近瓦斯涌出量大，在回采过程中要加强断层处瓦斯管理工作。
5)受断层影响局部地段顶板存在淋滴水，给施工工序操作带来一定影响。
6)受断层影响，工作面正常割煤后顶煤不能正常回放，对顶煤回采带来一定困难。
4过断层施工方法
4.1工作面过断层法
1) 该断层在运输巷先揭露，以39°夹角斜交与工作面，推进过程中工作面要逐步推进过断层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工作面采用平推过断层，下盘卧底，上盘与临近支架底板随平的开采方法。
2)过断层前，要提前在支架顶部预先铺设好金属网，以防进入断层后工作面发生冒顶，造成顶板维护困难。
3)断层一次影响范围为15m，进入断层前，工作面前溜要缓慢降低，以每循环≤5cm坡度降低，使支架进入断层时，顶部能进入上盘煤层顶板，使支架起到有效的接顶支护作用，以防造成工作面直接顶离层，给工作面回采带来困难。
4)当断层逐步过完后，进入正常段之前，工作面前溜要缓慢降低，以便过断层后工作面留有底煤，进入正常煤层底板后要减少采煤机的割矸量，恢复原采高。
5)过断层期间，受断层影响，断层附近支架压力要明显增大，煤层片帮较严重。工作面推进过程中要加强顶板支护工作。
6)加强顶板管理，坚持带压擦顶移架，防止顶板破碎的矸石冒落，必要时对顶板压力较大区域顶板铺设金属网，加强支护效果，待顶板正常后方可撤网。
7)工作面断层影响段过后再推进一个循环，待支架全部推过断层后，支架尾量见煤后，可按正常程序放顶煤，最小程度减少资源浪费。
4.2工作面过断层期间安全措施
1)工作面过断层采用平推硬过，下盘卧底，上盘与临近支架底板随平的开采方法。
2)因掘进至断层段时，瓦斯涌出量增大，回采至断层时每班开工前或工作中，必须由瓦检员对断层段瓦斯进行检查，机组司机必须佩带便携仪对工作面断层段的瓦斯进行不间断检查，如瓦斯超限时严禁进行任何作业，并及时撤至安全地段。
3)断层处采高控制在2.0～2.2m，在过断层期间要严格支架管理，严禁出现跑、冒、滴、漏、串液等现象。支架的结构、性能完好。保持支架平直，支架顶梁接顶严密。并保证液压支架和单体支柱的支护强度，确保涉及断层段支架初撑力不低于28MPa。
4)工作面支架要平直，不咬架，不歪斜，所有支架顶梁要接顶严密，支撑有效，不得出现空顶。保证支架立柱的活柱量不少于200mm，防止压死支架。
5)遇顶板破碎时，必须超前移架，及时支护空顶区。不能超前移架的，紧跟采煤机滚筒进行移架，即割一架，移一架。移架时采用带压擦顶移架。
6)采煤机在过断层及前后10m段，必须及时移架，做到少降快拉，尽量减少空顶时间。
7)过断层段时，禁止相邻两架同时移架，移架时禁止人员通行或停留。
8)当工作面出现架前冒顶时，要及时停机。处理冒顶时所有人员必须听从指挥，动作要迅速，升柱，夹柱，架棚人员要分工明确。
9)工作面过断层期间一定要顺好顶、底板，严禁出现陡坡、急弯，以确保工作面刮板输送机、液压支架、采煤机等运行设备完好。
5结语
本次工作面过断层采用平推硬过，下盘卧底，上盘与临近支架底板随平的开采方法成功通过该正断层，过断层期间，实现了安全生产，未采用爆破施工，减少了危险因素，避免了爆破对液压支架和刮板输送机的损害，提高了采出率，大大降低了生产成本。
煤矿地质构造复杂，断层、褶曲、节理特别发育，对生产影响较大，随着机械化设备的发展，综采工作面过地质构造已成为制约高产高效矿井建设的主要因素，快速通过工作面地质构造，是矿井高产高效建设发展的根本思路，也是建设高产高效的根本途径。
参考文献
[1]俞鸿年,卢华复.构造地质学原理.地质出版社.1986.12.
[2]杨孟达.煤矿地质学.煤炭工业出版社.2000.3.
论文作者:刘文武,李建民,毛红兵,杨小林,苟刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
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