摘要：本文基于煤矿综采工作面过断层技术实施的实践与现实经验，对过断层工作的难点和问题作一定的探析与阐述；结合煤矿综采中遇断层构造的处理措施和安全技术实践，对过断层应采取的系统技术对策、安全对策及其实施关键点和提升要点作详细的讨论与分析，旨在为现实综采工作面作业的安全、质量开展提供借鉴与参考。
关键词：综采工作面；断层构造；过断层技术
由于断层带压力的影响，就会造成工作面顶板破碎下的威胁以及断带顶板管理的困难，还会带来煤机截齿的不良磨损，进而严重影响回采工作的进度和过断层施工的安全。因此为了保证安全顺利地通过断层，就应当结合断层的具体情况（落差、倾角、影响回采的长度等），选择合适的过断层技术组合，编制并全面审核过断层期间的技术安全措施，做好完善的事前预防应急对策以及技术、质量、安全的过程管控，以为安全、快速、优质、高效过断层目标的实现提供精准的助力。
1、过断层工作的难点和问题
（1）断层构造的问题
断层构造是岩体在构造应力作用下发生破裂，沿破裂面两侧的岩体发生显著位移或失去连续性和完整性而形成的一种构造形迹[1]。虽然过断层是可以预见的，但是其间可能遇到坚硬无比的岩石层，可能会碰到松软如泥的泥土层，也可能会遭遇如注的渗水；此外在施工过程中还会出现断层处顶板破碎、掉顶的现象，不仅支架等器具推进和实施存在很大的困难，而且推进过程中的维护也是一项艰巨的工作。
（2）断层性状复杂性的问题
过断层作业开展时，其面对的往往是多条断层共育的现象，并分布于工作面的不同方位，有的断层甚至在工作面机尾揭露，随往前推采不断向机头延伸，落差不断增大直至贯穿整个工作面。断层有着不同的倾角，断层落差及其影响范围也会随着工作面的推进不断的增大，现实的综采工作中遇到了断层最大落差达到9米，沿工作面走向影响范围近330米，给工作面顶板的安全带来了不小的难度，特别是遇到破全岩段片帮严重而造成工作面端面距极宽的现象时，断层区就很有可能会出现片滑、切顶等安全事故和质量隐患。
（3）技术和管理系统性的问题
过断层需要结合工作面的位置、长度、倾向长度、煤层厚度、断层的基本情况、煤层顶和底板的基本特质制定包括过断层的技术措施、卧底措施、采煤机的运行控制措施、过破碎带措施、预防冒顶及冒顶的处理措施、支护措施、上下出口超前支护的型制与规范措施、吊溜子措施等安全技术制定、审核与监督执行；此外还要对过断层的人、资、料、法、环进行全过程和动态化的管理与控制，一旦一个环节出现问题，就会给过断层工作的开展带来阻碍甚至造成严重的安全隐患与事故。
2、过断层应采取的系统技术对策和实施关键点
2.1制定科学而合理的过断层技术安全措施
面对复杂程度不同的断层地质条件，技术人员应认真查询相关的技术资料，并结合以往过断层的经验，详细剖析断层结构、延展变化规律和影响程度范围，不断研究过断层方案和对策，摸清地质条件变化，进而寻求过断层最优方案。对于该项工作，其需要关注一下几个方面的内容：
（1）工作面断层的识别
掘进工作中遇到断层后应结合邻近巷道断层的情况、上下两巷所揭露的断层构造以及揭露断面的岩性等情况，综合判断层的走向、煤层的位置（顶板或底板）及其在工作面上断层的基本变化情况（断距、倾向及影响工作面的范围程度），进而为综采过断层技术措施的制定提供可靠而完善的依据。
（2）过断层方法的选择
对于一些落差小于5m，且过顶板较好的小断层，就可以采用后退挑定法（该方法是面对那些造成掘进方向上煤层上移的小断层所应采取的方法，即在煤层挑顶至断层面的时候用锚杆支护顶层，然后再予以安全地掘进）和后退卧底法（该方法是面对那些造成掘进方向上煤层下移的小断层所应采取的方法，即在煤层卧底至断层面时用锚杆支护顶层，然后再予以安全的掘进）这两种过断层的方法，以为降低过大断层的难度，提升过断层的安全性奠定坚实的基础。
而对于落差炒锅5m的大断层，其必须考虑到其附近岩石的破碎情况，如果破碎松软情况较为突出，在选用过断层技术和必要的支护措施之前，需要对周围岩石进行导硐注浆加固和钻孔注浆加固（深度和密度根据巷道的具体情况而定，一般深度在至围岩加固拱三分之一处），然后就可以采取调整割煤高度法（适用于落差较小且断层上下盘接触之间煤层的高度能够容许液压支架下限通过的情况）、挑顶起底法（其与调整割煤高度法相对，即在当断层上下盘接触之间煤层的高度不容许液压支架下限通过的情况使用）和跳采法（过落差大的断层，通过在断层中留垛，重新打巷以跳过断层，这种方法应当关注各巷道在过断层期间的支护工作）等技术方法进行过断层的有效推进。
对于一些岩板比较坚硬的断层，就需要结合断层区变化的情况，在出现硬度较大的全岩段，就应适时采取深孔放炮挑顶或起底的方法以顺利通过断层。
2.2过断层的支护技术
一般的支护方式有锚索制度和梯形架棚支护以及二者的结合的联合支护（联合支护图详见图一）。而其支护技术的实施流程和动态管理主要涉及以下几点内容：
图一：联合支护图
1）在支护之前，应在断层处先架设倾斜粱、懈斜栅或斜交梁，其中实施方式宜采取间隔移架的型制，即用先移的支架顶柔托住愤斜梁后，再以此移动邻架；也可以采用在煤壁上预先掏出粱窝，然后在之上进行超前粱或超前走向棚的架设。
2）移架方式应尽量采取带压移架，因为带压移架可以有效避免顶板的松动，并合理化缩小割煤机与移架之间的距离；如果出现片帮较深的情况，则应及时采取超前支护的方式，以减少控顶面积，提升支护的效能与安全性。
3）一旦出现顶板处冒空的现象，应在冒空处架设木垛或用其他材料进行充填充，而对于岩石具有破碎特性的顶板，需要用用锚杆或向钻孔内注入化学胶结性溶液，以带来周围岩体和顶板的有效加固[2]。
4）对于紧贴断层并沿着断层方向开辟的岩巷，该巷道的顶板应用背通锚杆进行支护，并在两帮用木锚杆进行辅助支护。
5）过断层期间，支架工要紧跟煤机及时带压移架保证支架对顶板的有效支护，对顶板掉顶折帮严重的地段穿料维护要超前预防
2.3冒顶处理
即便在过断层施工中严格按照技术安全措施予以推进，也会由于各种主客观的因素造成顶板离层、支架不良变形甚至引发冒顶的风险事故。当出现冒顶风险和预兆时，工人应立即停止施工，并撤到安全的区域，待顶板压力稳定后，再进行从外向里的冒顶处理和顶板维护。
对于冒顶的处理，首先应当对冒顶区域外部10米以内的支护进行有效的加固（上紧螺丝、上齐拉钩、虚弱点焊接以及喷浆加固等等措施）；然后对冒顶处和掉落的碎矸进行清理，并用串杆（≥3m）和木架对冒顶进行维护，串杆的前后分别置于前端的矸堆之中（深度≥0.3m），
和高于3m的木架之上，以避免顶板的再次冒落造成不必要的安全事故；顶部维护好后，还需在串杆下架设一个U型棚，以将该棚架到串杆头后起到更好地支护作用后，再对掘进方向的矸石进行清理，行进过程中应重复串杆与架棚的动作，直至安全渡过冒顶的区域。
3、结语
过断层是检验一个煤矿综采队伍的战斗力强弱的试金石，为了保证工程质量和人身安全，要随时结合断层情况，合理控制顶板层位、采高以及飘底和刹底量，防止顶板事故的发生。此外还要加强顶板支护，及时拉移超前支架，加大采煤机、液压支架的维护力度，做到动态检修、重点维护，确保安全稳妥地推过断层。
参考文献：
[1]郭守泉，彭永伟. 综采工作面过断层技术综述[J]. 煤矿开采，2008，13（4）：30-31.
[2]杨嘉昌，李强. 综采工作面过断层的顶板控制技术及应用[J]. 中国西部科技，2009（4）：29-30.
[3]周明杰，唐杰伟，吴绍贵，et al. 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，2013，25（3）：144-146.
作者简介：马超俊，男（1990.10），汉族，河南，大专，现从事采煤技术工作。
论文作者:马超俊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：断层论文; 顶板论文; 工作面论文; 技术论文; 煤层论文; 支架论文; 措施论文; 《基层建设》2019年第14期论文;