摘要：在进行煤矿开采的过程中，往往会遇到断层的情况，断层的存在严重影响了煤矿开采的效率。断层是一种特殊的地质结构，能够直接影响井田划分以及开采工作的布置。综采面过断层时由于顶板出现破碎以及底板不平衡的问题，很容易造成支架倾斜，支架受力不均就会倾斜，支架无法起到实际的保护作用，就会导致事故的发生。本文主要分析了几种煤矿开采过程中快速过断层的方法，详细阐述了煤矿掘进断层中常见的问题，并针对这些问题提出了相关的建议。
关键词：煤矿；掘进工作面；过断层技术
1 引言
在巷道掘进遇断层时，断层带岩石破碎，易塌落，给巷道顶板支护带来很大困难，在生产过程中也存在安全隐患；同时对煤层厚度也有影响，断层发育处煤层厚度变薄，使将来工作面回采推进速度变慢，产量下降，工作面回收以及初次放顶次数增加，顶板管理难度加大。
2 煤矿断层概述
我国对煤矿资源的需求量较大，但是我国的开采技术并不完全成熟，开采过程中经常遇到断层的问题，影响了开采效率，加之东部地区煤矿资源短缺，因此，探究高效的煤矿开采技术以及应对断层的开采技术具有重要的实际意义。我国目前主要采用以下几种过断层的方法，调整高度法、平推硬过法、调谐工作法、放震动炮法等。尽管方式多种多样，但断层对煤矿开采的制约依旧存在，给施工现场的管理也带来了较大的困难，同时，这些方法的使用也会造成施工质量下降以及煤炭开采量下降等诸多问题。在进行煤矿施工的过程中，如果岩石承受的压力超出了自身的范围就会导致出现裂缝，挖掘深度的不断推进也会逐渐加深裂缝的深度。这样造成岩石的破裂情况日益严重，最终两面出现滑动，形成断层。挖掘深度的不断推进导致煤矿开采面临的条件也越来越恶劣，煤矿开采遇到断层是不可避免的问题，当面临这种情况时，只有不断提高开采水平，提高开采过程的安全意识水平，才能够保障煤矿开采工作的顺利进行。
3 综采工作面快速过断层的方法分析
3.1 过断层割煤方案
工作面煤层在断层发育区域煤体一般比较破碎，推进中容易发生冒顶等现象，除了上述对回采工艺的优化外，还需要采用其他技术方案来保证工作面平稳推过断层。过去的大量实践结果显示，工作面在断层区进刀割煤时煤壁整体杂乱，刮板输送机与支架的护帮板由于煤壁的不平整无法与煤壁充分地接触，导致煤壁无法受到足够的控制作用，出现片帮等情况。基于此现状，笔者提出不在断层位置进刀割煤的单向割煤工艺，通过将机尾处进刀提前至断层区以外的方法实现工作面的割煤。割煤流程为：①工作面在机头向机尾割煤过程中，在即将揭露断层时，断层区外工作面及时移架对顶板进行支撑，而在断层区内不移近输送机与支架，此时采煤机运行至机尾处。②采煤机从机尾向机头运行时，在断层区内空刀运行，当运行到断层区外时，采煤机斜切进刀，此时移近断层区内的输送机与支架，对顶板进行及时支撑，然后调换滚筒反向割机尾断层区内的煤体。③断层区内的煤体割完后调换滚筒方向，采煤机从机尾处向机头处运行，在断层区内空刀运行，达到断层区外时正常割煤直至机头完成一个割煤循环。
3.2 跳采的方法
跳采法主要原理为躲开断层面，在使用断层的位置留垛，从而过去断层。在实际开采的过程中需要结合断层的实际走向确定出合理的开采方法。如果断层出现在工作面的两端，可以在工作面顺着煤层断层的方向在正常通道与断层之间开采出一条巷道贯通输煤巷道，工作面回采从而躲过断层。如果断层出现在工作面的中部，可以采用在断层位置留垛的跳采方法通过断层，再将工作面打通，将两个巷道贯通起来。采用跳采的方式时可以选用局部跳采或者全部跳采的方式进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆局部跳采的方法是指先缩面然后对接工作面的方法来通过断层，这种方法对断层的影响较小，也不会影响煤炭开采的效率，在实际中得到了广泛的应用。全部跳采的方法也有应用，但是这种方式不会提高煤炭开采的效率。
3.3 放震动炮的方法
放震动炮的方法就是直接面对断层采用的方法，这种方法也可以称为放炮挑顶起底的方法，对段层周围的岩石进行切割，采取强硬的措施，直接过到断层中。放震动炮的方法主要应用在底板或者顶板岩石比较坚硬的部位，断层落差比较明显的位置。在遇见装置的最小容许煤层高度大于实际煤层高度的情况下，工作面底板和顶板的岩石都比较坚硬、采煤机滚筒难以割动时，就必须借助放震动炮起底或挑顶法。挑顶法最适宜使用的情况是过断层后的工作面直接底板高于过断层前的工作面直接底板。在顺着工作面移动的方向，如果过断层的工作面直接底板小于过断层前工作面的底板，可以采用起底法通过断层。无论是那种方法过断层，都必须事先保证装置容许的最小煤层高度小于等于起底或者挑顶区域的高度。
4 安全技术措施
（1）工作面回采至距断层30m处时，每班回采前必须进行钻探施工，准确掌握断层走向、落差等参数，并记录。当工作面距断层10m时应观察顶板受压、煤壁片帮情况，发现顶板破碎、煤壁片帮严重时必须及时采取措施。（2）为了防止在揭露断层时裂隙带富含高浓度瓦斯涌入工作面，当工作面回采至距断层5.0m时，在距工作面顶板1.5m处施工一排瓦斯抽放钻孔，对断层裂隙进行瓦斯预抽。在抽放瓦斯期间应记录瓦斯抽放量及抽放时间，确保断层裂隙处瓦斯含量符合设计值时方可继续回采。（3）工作面在旋转回采时，应根据刮板输送运行弯曲角度、工作面长度、支架数量等，合理确定旋转等分数、每次旋转回采移架数量以及回采进度等。旋转回采期间应保证支架移架间隙、端面距符合设计要求。（4）工作面揭露断层后，应及时将支架移架到位，并保证支架初撑力、工作阻力。爆破施工过断层时，在装药前、爆破前、爆破后应指派专职瓦检员检查爆破地点瓦斯浓度，瓦斯浓度低于0.8%时方可爆破施工。爆破前应安排人员在所有可能进入爆破地点拦人设警戒，警戒距离不得少于120m。（5）工作面下山回采期间，应适当降低回采进度，控制每茬爆破进度在0.5m范围内。工作面爆破后及时带压擦顶移架，若施工撞楔超前支护无法保证顶板稳定性，可采取注浆、施工走向梁等联合措施对顶板进行维护。（6）下山回采期间，工作面移架前必须加强顶板观察，移架时保证支架顶梁与下山工作面顶板保持平行，且紧贴工作面顶板。为了防止移架时出现倒架、倾架现象，可及时打开侧护板进行调整，必要时在头尾顺槽安装大型绞车对支架进行调整。若出现支架顶梁不接顶或存在间隙必须及时清理支架上煤矸石。
5 结束语
我国是煤炭使用大国，各行各业对煤炭的需求量与日俱增，地质构造对采煤行业的发展产生了较大的影响，复杂的断层结构给煤矿开采工作增加了较大的难度，因此，必须加快探究的步伐，不断升级断层处理技术，探索出更加有效的综采面过断层的方法，在保障施工人员人身安全的同时提高煤矿企业的效益。
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论文作者:刘玉林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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