唐效敏

摘 要：現(xiàn)階段，我國在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟高速增長的大力影響下，已經(jīng)從一個農(nóng)業(yè)化的國家逐步轉(zhuǎn)型成為了工業(yè)占主導(dǎo)地位的國家，其工業(yè)發(fā)展速度之快前所未有，因而對能源尤其是煤炭資源的需求也會變得更多。雖然我國地大物博、資源豐富，但是由于近些年的大力開采也逐漸走向枯竭，尤其是煤炭資源的消耗更為嚴重，這種不可再生能源的過度消耗引起了業(yè)內(nèi)人士的高度重視，且更值得注意的是，由于我國煤炭賦存條件較差，埋藏較深，大多屬井工開采，且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，因而帶來的開采安全隱患也比較多，尤其是綜采工作面過斷層更是安全管理的重中之重，故而綜采工作面安全過斷層采煤方法與頂板管理選擇的基礎(chǔ)性研究就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：煤炭資源;綜采工作面;斷層;采煤方法;頂板管理

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0181-02

我國幅員遼闊遼闊、地大物博，地質(zhì)形態(tài)豐富，各類資源充足，改革開放以來，隨著工業(yè)化水平的提升和城市化建設(shè)腳步的加快，使得越來越多的企業(yè)和建設(shè)工程對于煤炭資源的需求不斷提升，這就要求煤炭開采企業(yè)不斷完善自我，生產(chǎn)設(shè)備向大功率、高強度、智能自動化方向發(fā)展，并對現(xiàn)有系統(tǒng)進行技術(shù)改造和升級，提升產(chǎn)能，建設(shè)雙高礦井，多出煤，出好煤，滿足市場需求。但是，需要注意的是，在煤炭開采過程中，受煤層賦存條件和復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造尤其是大斷層、斷層組的影響，不但削減了工作面可采儲量，遲滯了推采進度，造成采掘失調(diào)，更為嚴重的是還會造成很多頂板管理方面的安全隱患，針對這種情況，為了實現(xiàn)高產(chǎn)高效和安全開采，必須采取科學(xué)合理的采煤工藝技術(shù)，完善特殊地質(zhì)條件下的采煤方法，強化頂板管理，才能確保開采人員的安全健康，提高推采循環(huán)進度，實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效。

1 綜采工作面的相關(guān)內(nèi)涵解析

綜采工作面是集破煤、裝煤、運煤、移架、推移輸送機等工序均實現(xiàn)機械自動化的一種綜合性生產(chǎn)現(xiàn)場，綜合機械化采煤工藝給開采工作進行所提供的空間比較小，開采工作進行所導(dǎo)致的視覺環(huán)境也比較差，因此綜采工作面的安全性是值得引起工作人員注意的?，F(xiàn)階段，隨著采煤方法改革的深入，兩化融合的推進，建設(shè)雙高礦井和一礦一面礦井成為我國煤炭工業(yè)發(fā)展的主流趨勢，越來越多的工作者意識到了綜采工作面對于整個煤礦開采工作所帶來的安全性影響，這就使得綜采工作面成為了煤礦安全管理工作中的一個重點區(qū)域。綜采工作面使用的主要設(shè)備有：雙滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機、可伸縮皮帶運輸機、乳化泵站以及最為基礎(chǔ)的供電設(shè)備等。綜采工作面過復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造、斷層采取如下五種綜合治理方案：（1）地質(zhì)構(gòu)造過分發(fā)育的塊段，采用炮采工藝，炮采對地質(zhì)變化的適應(yīng)性較強;（2）在工作面布置時將斷層留在區(qū)段煤柱內(nèi)，或雖然工作面內(nèi)有斷層，但與工作面交角不宜太小，以減小對工作面的影響范圍;（3）采用調(diào)斜的方法，改變工作面的推進方向，縮小斷層的影響范圍;（4）工作面推進過程中，發(fā)現(xiàn)了未知的、工作面難以通過的大斷層或其他構(gòu)造時，可將工作面甩掉一部分，其余部分繼續(xù)推進，過后再對接為整面;（5）遇到較大構(gòu)造或斷層時，需要做各種比較，權(quán)衡利弊，優(yōu)選方案，若強行通過代價太大，則應(yīng)考慮搬遷工作面。

2 現(xiàn)階段綜采工作面過斷層中存在的問題

根據(jù)大量的數(shù)據(jù)顯示及對很多煤礦資源開采情況的實踐總結(jié)，發(fā)現(xiàn)幾乎不存在沒有斷層的綜采工作面，這就在一定程度上說明要想有效地提升綜采工作面單產(chǎn)和工作效率就一定要重視綜采工作面過斷層的研究。一般來講，井工開采，綜采工作面所處區(qū)域煤層賦存條件較復(fù)雜，周邊圍巖條件層次不齊，而且在開采的過程中由于受到礦壓的作用，很容易出現(xiàn)采場頂板破碎的情況，極有可能會形成冒頂現(xiàn)象，而且隨著開采進程不斷延伸，周期來壓頻繁出現(xiàn)，使得整個綜采工作面的頂板管理趨于復(fù)雜，由于超前支承應(yīng)力的影響，綜采工作面過斷層的時候，很容易造成嚴重的液壓支架壓死和掐架、倒架現(xiàn)象;當(dāng)綜采工作面斷層落差較大時，受斷層大范圍波及影響，綜采工作面產(chǎn)量下降尤為嚴重，而且對于綜采工作面造成的機械性損傷也很嚴重，更嚴重的是給采場安全管理帶來極大隱患，需引起各級人員的高度重視。

3 綜采工作面過斷層比較常見的幾種采煤方法

3.1 跳采法

跳采法是一種相對來說最為基礎(chǔ)、最為常見的綜采工作面過斷層方式。一般根據(jù)工作面實際開采情況的不同來進行部分措施的調(diào)整：當(dāng)斷層出現(xiàn)在綜采工作面兩端的時候，可以采取沿著與工作面兩巷平行的方向挖掘出一條巷道，使得這條巷道與區(qū)段運輸巷、區(qū)段軌道巷能夠連接在一起，這樣就能夠在進行回采的時候輕松地繞過斷層。但是當(dāng)斷層被綜采工作面包圍起來的時候，就必須要采取跳采法，即在斷層的位置處留好足夠空間和數(shù)量的煤柱，將工作面甩掉一部分，再挖掘出一條巷道使其和綜采工作面兩巷連通，推小面前進，過斷層后再對接成整面。

3.2 調(diào)整割煤高度法

綜采工作面過斷層的方法取決于斷層的落差、煤層厚度、支架最大最小高度、采煤機破巖能力等因素。當(dāng)斷層落差小于煤層厚度和支架最小支撐高度之差，綜采工作面可通過調(diào)整割煤高度的方法直接過斷層。

3.3 挑頂臥底法

綜采工作面過斷層的方法取決于斷層的落差、煤層厚度、支架最大最小高度、采煤機破巖能力等因素。（1）當(dāng)斷層落差大于煤層厚度和支架最小支撐高度之差，可用采煤機截割頂?shù)装鍘r石采用挑頂臥底法過斷層，當(dāng)頂?shù)装鍘r石堅硬，采煤機截割不動時，則可采用放炮方法挑頂臥底過斷層。（2）根據(jù)生產(chǎn)實踐，斷層落差相當(dāng)于煤層厚度時，工作面是可以通過的，一般過斷層仰斜角不超過15°-16°。但是，落差過大時，割巖量過大，容易損壞設(shè)備，煤質(zhì)變差，不能維持正常生產(chǎn)，需考慮搬家倒面。今后，隨著采煤機功率加大，破巖能力增強，斷層落差超過煤層厚度時，有時也可以采取硬過的方式。

3.4 綜合方法

綜合方法顧名思義就是將上述可能會利用到的方法結(jié)合在一起進行過斷層開采工作，這種方法一般是針對于綜采工作面過斷層比較復(fù)雜的情況，進行綜合性考慮而定。一般應(yīng)采取以下措施處理：（1）為了減少斷層在工作面內(nèi)的暴露范圍，遇斷層時應(yīng)適當(dāng)調(diào)整工作面方向。當(dāng)圍巖為中等穩(wěn)定以上時，工作面與斷層走向交角不小于20°-30°，圍巖不穩(wěn)定時此夾角應(yīng)增至30°-45°。但調(diào)整工作面方向，會引起工作面長度變化，需增加工作面支架數(shù)或增加三角煤損失。（2）應(yīng)按斷層性質(zhì)、落差及頂?shù)装鍘r層硬度等因素確定采用挑頂和臥底或同時挑頂及臥底，做到既有利于維護頂板又減少破巖量。

斷層附近可采取以下支護措施;（1）斷層處先架設(shè)傾斜梁、傾斜棚或斜交梁，采取間隔移架，先移的支架頂梁托住傾斜梁后再移鄰架;（2）可在煤壁上預(yù)先掏梁窩架設(shè)超前梁或超前走向棚;（3）盡量采用帶壓移架方式，以防松動頂板，并縮小割煤和移架間距，片幫較深時采取超前支護，減少控頂面積;（4）頂板冒空處應(yīng)架設(shè)木垛或用其他材料充填，對破碎地帶的頂板可用錨桿加網(wǎng)或注漿錨桿加網(wǎng)等方法支護，以固化頂板;（5）沿斷層開巷，采用錨桿-金屬網(wǎng)-錨索聯(lián)合支護，沿斷層開巷時巷道尺寸必須與綜采面尺寸相適應(yīng)，以利于工作面從斷層一盤逐步過渡到另一盤。

4 綜采工作面頂板管理方式的有效優(yōu)化

對于綜采工作面回采工藝中的頂板管理來講，想要提升頂板管理水平，需要做好以下幾方面的工作：（1）優(yōu)化工作面設(shè)計及巷道布置方案，尤其要考慮復(fù)合頂板的治理問題;（2）對回采工藝、技術(shù)參數(shù)及回采工序進行合理選擇安排;（3）選擇科學(xué)有效的支護方式、支護強度及有效的管理方法，確保采場安全;綜采工作面端頭支護是頂板管理的關(guān)鍵區(qū)域，為確保其支護的有效性，應(yīng)選擇支護強度不小于1.2-1.5mp的高阻力支架，同時要考慮支護面積的有效，防止漏頂;（4）采用特種方法和措施過斷層破碎帶：由于工作面過斷層的時候很容易產(chǎn)生頂板坍塌的現(xiàn)象，這就需要采取有針對性的特種防護措施，超前支護，均勻承載與卸壓;當(dāng)頂板破碎較為嚴重的時候，移架要追機作業(yè)，隨著采煤機割煤同步進行，才能夠及時支護，確保安全順利穩(wěn)定推采;（5）對于機、軌兩巷超前支護，上下端頭的支護，需要采取“先支后回”的方式來進行，安全有效地替換損壞的支架、支柱，消除兩巷超前應(yīng)力對于綜采工作面造成的安全威脅，同時，還要合理控制支柱和回柱之間的距離，防止產(chǎn)生漏頂和坍塌。

5 結(jié)語

煤炭是工業(yè)的糧食，我國一次性能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占比75%以上，煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關(guān)系到國計民生，今后相當(dāng)長的一個時期內(nèi)，對能源尤其是煤炭資源的依賴和利用比重是無可替代的，樹立安全發(fā)展理念，建設(shè)雙高礦井仍是今后一個階段的發(fā)展目標，因此，正確面對和解決煤炭開采過程中遇到的安全性問題，成為煤炭開采管理工作的關(guān)鍵，尤其是斷層構(gòu)造帶采煤，更是安全管理的重中之重。通過對斷層帶采煤安全問題的分析，筆者提出了綜采工作面斷層采煤的相關(guān)方法，而且就該種方法在以后發(fā)展過程中的應(yīng)用提出了建議和希冀。旨在闡明在實際的煤炭開采過程中，需采用科學(xué)、合理的技術(shù)和方法來保證煤層頂板的支持功能，防止由于外力條件或內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造的不同引起不同規(guī)?；虿煌潭壬系捻敯迤茐?，從而使得我國的煤炭開采事業(yè)走上一條健康穩(wěn)定的發(fā)展之路。

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