山东省兖矿集团济宁三号煤矿 山东济宁 272400
摘要：采煤工作面过断层要结合煤层的实际情况，科学合理的安排进度，以实现安全、高效生产的目的。断层是地壳在各地质年代中受到剧烈震动产生地壳断裂而形成的一种地质结构，地质断层会产生各种危害，对采煤工作面过断层安全技术的研究就显得尤为重要。
关键词：采煤；过断层；液压支架；防护；
回采过断层期间，做好了液压支架的综合防护，不但提高了设备的安全性，为安全生产提供有力保障，而且可以延长设备的使用年限，减少维修费用，采用该综合措施在实际工作中取得了较为理想的效果。
一、工作面过断层的开采方法
如果断层比较完整、比煤层薄、落差比较小，而且周围没有水源和煤气等危险物质，我们可以采用过硬的开采方式。当前的主要开采方式是炮采和机采，所谓炮采，就是在进行开采工作时，要用硬木做支柱以使断层周围的薄带可以完好无损；所谓机采，就是在开采高度高于机械滚筒的高度时，要用机器强行开采断层。为了保证煤层平滑完整，支柱措施起到作用，我们在将要开采的断层高度能够通过采煤机的前提下，要采用炮采与机采相结合的方式，炮采超前2刀，然后机采超前3刀，如此循环操作，以保证高效生产。当顶板错位时，若置于溜子下面，则采用挑顶法来找平施工面；若置于溜子上面，则采用拉底法来找平施工面。断层的位置不同也要有不同的开采方式，例如断层置于施工面上部时，采用“下机、上炮”的方式；断层置于施工面下部时，采用断层“下炮、上机”的方式。断层不完整、顶板破裂、落差大时，要直接去掉断层带，使用拱眼或者再次开眼。工人在开采已经被断层破坏了的岩层时，常常是伴随着一定的风险的，很容易发生人身安全或生产安全等事故。所以，工人在施工过程中涉及挑顶或卧底等工作时，要将安全放在首位，其次是经济效益，制定最佳的开采方案，争取安全与质量的双丰收。开采高度小于断层的落差时，要将断层分为两部分进行施工，顺着中间部位进行挖掘，将煤由下到上依次运出。如果倾斜断层落差过大，那么就要放弃开采，选好位置重新开眼并进行回采，这样既能减小搬运设备的压力，降低开采难度，还能更有效地提高掘进量，如果斜交断层落差过大，那么开采是就应该放弃断层掘切眼这一步。根据形势，也可以适当开采施工面与断层两侧的三角煤，以提高煤炭回收率和使用率。为保证传输机可以顺利运转，可以将其作为基点，从整体上控制传输机与煤壁间的距离，使其可以直铺掘进。当煤的厚度比落差小或与落差相同时，可以通过加强顶板来对断层的进行平推硬过。
二、采煤工作面过断层的主要技术措施
1.顶板管理。加强顶板压力监控，通过矿用数字压力表及时监测支架的初撑力和工作阻力，进行动态分析，掌握顶板应力规律。另外两巷超前支护区，用阻力检测仪测压(即测压枪测压)，量取单体柱的初撑力和工作阻力。采煤机割煤时将断层揭露的断层上盘的板尖子割平，确保支架不出现较大错茬。采取联网、打水平锚杆等方式托顶煤和防止煤壁片帮。为了防止过断层时发生大面积片帮引起冒顶事故，须降低采面上部断层带及以上采高。无论是否在断层带，必须提前拉超前架。在不能拉超前架的地方，追采煤机前滚筒移架。
2.加强支架稳定性。安装防倒千斤顶，从采面机尾开始，每架安装一套防倒千斤顶装置。在拉架时收紧防倒千斤顶，减少支架向下偏移。及时调架，在断层带及以上备用单体柱，配合使用防倒千斤顶、侧护板进行调架，保证支架处于合理的支护状态。保持正确伪倾斜，使输送机上下滑移量相互抵消，支架必须始终垂直输送机，并及时使用侧护板或单体柱对支架调整。
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3.处理冒顶安全技术措施。过断层时，由于顶板破碎，顶板压力大，虽然采取了多种方法进行控顶，但还是会有发生流矸冒顶的可能。工作面发生冒顶时，要及时闭锁面溜，待顶板冒落稳定后，再采取措施进行处理。如冒顶范围较小，可直接沿煤壁挤板，从冒落上侧处加板向下挤，帮柱柱顶朝向老塘侧扎角70°～85°。如果冒顶范围较大，由冒高地点的上方顶板完好支架上一组开始向冒高地点处理，处理时要由上向下逐架进行，每组支架先用打两块方木打牢托板，然后在抽冒较严重的地点采取做人工假顶的方法护顶，接顶厚度不小于0．5 m，并在其板下打好顺煤壁托板。
三、液压支架的保护措施
综采设备投资较大，特别是液压支架的投资约占整个综采工作面全套设备投资的一半，为了延长其服务期限，保证支架能可靠地工作，除了严格遵守操作规程之外，还必须对液压支架加强维护和及时进行检查维修，特别是过断层期间，使支架处于完好状态尤为重要。
1.放炮管理。在综采工作面过断层期间，当岩石高度在0.3m以下时，可以采取用采煤机强行破岩方式通过断层，但是当岩石高度达到0.5 m以上时，为防止采煤机因强行破岩造成机械损坏，常采取爆破方式，将工作面岩石进行爆破形成松散状态，便于采煤机装岩，减少采煤机截齿损坏。工作面放炮处理岩石，容易出现崩坏支架立柱保护层和各种管线。因此要掌握好炮眼角度和控制装药量。当岩石高度为0.5~0.8 m时，采用两排炮眼，炮眼三花眼布置，炮眼深度0.8 m；顶排眼兼作掏槽眼作用，炮眼在水平方向与煤壁要形成一定的夹角，根据现场经验，一般控制在70~80°为最佳，所有的炮眼方向要一致；底眼要求做到距离底板0.3 m以上，便于放炮后炮眼的检查，装药量控制在顶眼每孔1.5块，底眼每孔不超过2.0块。当岩石高度超过0.8时，采用三排炮眼，炮眼与煤壁的夹角与上述相同，炮眼方向要一致，顶眼距离顶部约0.5，防止放炮后造成漏顶，腰眼作为掏槽眼使用，底眼距离底板0.3，便于放炮后炮眼的检查，装药量控制在顶眼每孔1.5块，腰眼和底眼每孔不超过2.0块。采用上述措施，放炮后多数岩石集中落在前部输送机的护栏（挡煤板）范围内，距离放炮地点2附近，少部分会崩落到支架上。
2.液压支架的立柱保护。由于液压支架的立柱（活柱）保护层一旦被破坏，井下的潮湿的空气很快使立柱（活柱）生锈腐蚀，甚至造成立柱报废，极大降低液压支架的使用年限，为防止放炮崩落的矸石崩坏液压支架的立柱保护层和各种管线，对于立柱采用分别防护的措施，具体做法是：（1）活柱的防护。将旧皮带做成梯形，梯形高度不小于1.0 m，梯形的上边长度不小于液压支架的活柱周长的2/3（约为55 cm），底边长度不小于下部立柱周长的2/3（约为75 cm），将该块皮带做成喇叭口状，环裹在活柱的前侧，并用卡箍固定牢固，（2）支架操作扳手及后部管线的防护。用旧皮带制作长方形皮带块，长度为液压支架的前立柱之间的宽度（包括立柱的一个周长长度），用铁丝固定在立柱上。（3）液压支架前部管线的防护。通过现场实际观测，放炮造成液压支架管线的损坏主要为伸缩前梁管线，因此，伸缩前梁管线保护为主要保护对象。用旧皮带制作长方形皮带块，规格为：600×600mm，四角用铁丝分别固定在伸缩前梁和顶梁油缸上。
总之，采煤工作面区域内的地质构造大都比较简单，断层都是一些比较小的小型断层，但对于综采工作面来讲还是有着非常大的影响。为了确保煤矿人身生产安全，在工作面安全过断层时必须提高安全生产的意识的树立提高，并且应该培训工作人员的安全知识与技能等。同时，应该采取多种管理手段来进行好技术创新与设备更新。只有落实安全生产的理念，才能使煤矿企业安全稳定地进行作业。
参考文献：
[1]李敏谦.探讨采煤工作面过断层期间液压支架的操作及防护.2017.
[2]宋青业，魏小雅.赵艳萍，等，回采工作面过断层的处理方法.2017.
论文作者:刘记壮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/15
标签：断层论文; 支架论文; 工作面论文; 炮眼论文; 顶板论文; 立柱论文; 液压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;