摘要：煤矿是我国不可再生资源的代表，其开采率与使用率也是名列首位的能源之一。对于煤矿安全生产与管理的问题也成为煤矿企业在开矿过程中需要注意的问题。煤矿开采过程中，工作面过断层在整个井下采煤操作中是重点的步骤和环节。
关键词：采煤工作面；过断层；安全技术
断层是一种地壳在各种地质年代中剧烈运动产生地壳断裂形成的地质构造，由此可以看出断层有两方面的危害，一方面，断层的存在影响了岩层的稳定性，破坏了整体性，改变了采煤时工作面顶板和底板的来压规律，增加了工作面支护难度，当断层走向与工作面回采方向垂直时，可能由于工作面整体来压导致整个工作面被摧垮，诱发大面积冒顶；另一方面，断层可能成为煤层附近岩层中水流、有害气体的仓库和通道，容易产生突发性瓦斯事故等严重后果。因此，探讨采煤工作面过断层安全技术有助于保障人员安全，保障煤矿企业经济效益，具有重要的意义。
1断层构造对安全开采的影响
煤岩层产生断层的区域是地质应力作用较强烈的地方，对煤岩层的完整性破坏很大。另外，断层带一般具有导水性或局部导水性，在不明断层类型下进行作业时，特别是采面回采，没有采取相应的安全防护措施，一旦遇到导水断层，断层水，地表渗透水及断层相通的井下积水区的水就会沿断层带进入工作面造成水害事故；若遇到断层带的煤层增厚带，采取不正确的开采方法或是不妥当的支护措施，易酿成煤岩层冒落而产生冒顶事故，严重制约了煤矿的开采安全。
1.1在采掘工作面，煤层与岩层的硬度相比，煤层的硬度较小，受到断层的牵扯应力后，容易产生塑性流动，聚集增厚甚至形成煤包，煤层结构受到破坏，煤岩质变松。受挤压流动后接触面光滑，呈透镜体构造赋存。当在该煤岩层施工或是开采时，原来的应力平衡受到破坏，全部压力都集中在巷道两帮及顶板上，容易产生压断棚梁，造成了煤岩层垮落事故。如在掘进采区轨道上山时，因支护方式不正确导致该上山发生了冒顶。该上山发生冒顶的地点由于受断层构造的影响，煤岩层受到挤压产生断裂，断层带内夹有角砾及煤团块及透镜状结构岩块，在掘进到该地点时，未搞清楚构造情况，没有采取正确的支护方法和有效措施，仅采用普通的木架棚背顶支护方式。由于受断层应力挤压作用，岩层构造被破坏，岩层松懈，层与层之间的接触面光滑，之间的摩擦力减小，全部的压力都集中在木棚上，木棚承受不了压力，发生冒顶。
1.2在断层上、下两盘，由于受断层牵扯影响，经常会产生次一级的向背斜构造，在背斜的轴部，煤岩层受到拉伸，煤岩层与煤岩层之间的粘合力降低。在向斜轴部，煤岩层的顶板受到挤压，煤岩层的结构受到严重的破坏，裂隙极为发育。在这些向背斜轴部未进行施工掘进或回采前，煤岩层都紧紧靠在一起，受到各自底板的支撑，不会产生掉落。当向背斜轴部的煤岩层被施工后，顶板失去底板的支撑，压力平衡被破坏，重新分布的压力集中在顶板上，破碎的顶板就很容易产生局部冒落。
1.3断层带内由于岩性破碎，易成为导水通道，当断层与上部采空区积水区或地表水相连，井下的采掘工作面一旦遇到断层时，水就会沿着断层带进入工作面，引起透水事故。断层带也是气体的通道，当采掘工作面遇到断层，而该断层又与采空区或瓦斯聚集区相连通，有毒有害气体就会沿着断层带进入工作面，引起中毒事故。
1.4过断层期间的支护方式
采掘工作面过断层时采用的支护方式常用的有加密支护、矩形锚网喷支护、架棚支护3种。选择合适的支护方式有利于顺利通过断层。当过煤层顶板较稳定且岩性较硬的小型断层时选择加密支护;当过煤层顶板不稳定的中型断层时选择矩形锚网喷支护;架棚支护则在煤层位于顶板之上且巷道围岩破碎, 锚网支护不牢靠时采用。若巷道较高时, 在过断层时为保证两帮安全稳定, 应施工一些撑帮柱。
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2保证工作面安全过断层的技术措施
为了保证采煤工作的顺利进行，积极贯彻落实“上盘托顶、下盘按底”的工作方法，保障工作面安全过断层的应用技术的实施。在处理遇正断层作业，设置菱形金属网防漏矸，以0.2m、0.6m棚距单排密集放顶，压缩顶板被暴露的时间，采煤机械通过断层后立即按标准规范移梁支护，迎山支设支柱来保证支柱与支架的充分接顶，确保支柱初撑力达标。为了防止断层处上下盘发生台阶性下沉，需设立贴帮柱。为了防止因反复支护对顶板的完整性造成破坏，必须确保断层处托顶煤移梁与支柱一次支撑成功。
2.1水源威胁采煤工作
在采煤的工作过程中，因为频繁发生顶板事故，所以进行有效管理是十分重要的。在进行煤矿工作面作业的时候，直接影响到煤矿企业人身生产安全的最大一个方面，便是对水源管理的程度如何，因为有十分复杂难测的水文地质情况，所以很有可能受到水源灾害的威胁，这是由于需要带压开采而导致的。因此，煤矿开采的过程中，相关部门应该做好万全的准备，在开采作业时应该对排水管道和管路等相关设备进行提前的准备，并且时刻确定设备处于一个良好的状态，以便在遇到断层这样的问题时，可以随时很好地应对。与此同时，每个生产作业队都应该派专人来专门观察水源的情况，这样可以随时观察到水情的变化情况，真正地做到有异常情况的时候可以立即报告，相关部门也可以立刻的做出安全举措来应对水源产生的问题。
2.2瓦斯威胁采煤工作
目前，瓦斯虽然是在采煤作业的过程中是必不可少的，但是它也严重威胁到我们的人身生产安全，所以在进行工作的过程中，必须严格把关，使专业的瓦斯检测人员必须配带瓦检仪器，并且对瓦斯的浓度数值应该进行随时随地的监测，只有这样才能够增加检测的准确概率，与此同时，瓦检仪器也应该由相关的管理人员进行配带。在遇到问题如瓦斯浓度超标的时候，是绝对不应该再进行采掘作业的，这个时候应当对电源立即切断，并且让员工马上停止作业撤离现场。
2.3超高与煤层分布威胁采煤工作
除此之外，在2m～2.2m之间的高度是采高所必须遵守的高度，因为超高和死柱的现象是在采掘煤矿的过程中所严格禁止的。再有，从安全方面考虑，应该对分层煤厚等数据进行准确地掌握了解，这样在分层开采时的工作面才可以更加顺利地进行下去。采煤机在进行过断层的作业时，应该以十分慢速的割煤速度来进行，最好以1.5～2m/min的速度。同时，为了可以及时应付各种突发的问题，采掘煤矿的司机必须随时随地的观察工作面支架等部位出现的安全状况，只有随时监测，才可以对发现的问题采取积极有效的解决方案。为了可以最大限度地满足开采作业的工程质量，应该进行标准化的全面管理，从而使强采煤工作面质量得到最大的强化。在工作面过断层采煤时使刮板输送机的坡度必须保持均匀是为了能让输送机更加平稳的运输。
总结：
综上所述，采煤工作面过断层面临一定的安全风险。为确保采煤工作面过断层的安全，需要煤矿企业加强职工安全技术教育，采取积极有效的安全技术措施，并加强技术创新和设备更新，做好设备维护、日常巡检等工作，在实践中不断总结经验，提高安全技术水平和安全管理水平。
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论文作者:张啸川
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/17
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