馬琳琳

（義煤集團(tuán)新安縣郁山煤業(yè)有限公司，河南 新安 471800）

煤炭的形成條件及形成過程非常復(fù)雜，使得煤層存在極強(qiáng)的不穩(wěn)定性，在進(jìn)行煤礦開采的過程中，綜采工作面不可避免地會遇到斷層。在斷層開展綜采工作時，采煤方法的選擇及頂板的處理方法直接影響綜采工作面的安全性，也影響了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、斷層采煤的安全隱患

斷層主要是由于地殼的劇烈運(yùn)動引發(fā)地殼斷裂而形成的一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造。由斷層產(chǎn)生的原因可發(fā)現(xiàn)，斷層采煤的安全隱患主要體現(xiàn)在兩方面：一是工作面存在斷層使得巖層的整體性遭到破壞，工作面頂及底板自外部產(chǎn)生的壓力規(guī)律因此發(fā)生改變，導(dǎo)致頂板局部受到來自外部的壓力，加大了綜采工作面的整體外部壓力。若情況嚴(yán)重還會導(dǎo)致整個工作面遭到破壞，從而引發(fā)工作面大面積冒頂事故；二是工作面若存在斷層，煤層當(dāng)中的各種水流、有毒氣體、有害氣體等就可通過斷層的斷裂帶滲入至通道或是儲藏倉庫，導(dǎo)致工作面出現(xiàn)突發(fā)性水災(zāi)或是瓦斯事故。

二、綜采工作面過斷層采煤方法

目前我國煤礦施工綜采工作面過斷層的主要施工工藝為動鑿巖機(jī)打眼、火工爆破落巖、人工裝巖、運(yùn)煤系統(tǒng)外運(yùn)巖石、采煤機(jī)裝巖、通風(fēng)輔助、綜采支架支護(hù)頂板等?？傮w來說，在綜采工作面過斷層施工時就是采用炮采落巖的方式以及綜采的裝巖、運(yùn)輸及支護(hù)方式。煤層厚度對綜采設(shè)備有比較明顯的影響，最小煤層厚度越小，綜采工作面過斷層越簡單，反之比較困難。順利通過斷層的前提條件包括超前掌握斷層的延伸方向及出露產(chǎn)狀，并根據(jù)物探及巷道掘進(jìn)期間的實(shí)際暴露情況對斷層的延伸方向及產(chǎn)狀進(jìn)行及時修正。而工作面過斷層主要有以下幾種方法。

（一）調(diào)整割煤高度

調(diào)整割煤高度的方式通常適用于斷層落差較小、斷層上下盤接觸間煤層厚度大于液壓支架通過下限高度的斷層。首先估算出綜采工作面與斷層之間的過渡段距離，調(diào)整割煤高度順利通過斷層。在實(shí)際操作中需要留頂煤或底煤過斷層，之后逐漸恢復(fù)原采高，如圖1、圖2所示。此種情況可采用留底煤的方式，上抬綜采工作面，降低采高順利通過斷層。有效降低煤質(zhì)含矸率、減少截齒消耗量，確保采煤機(jī)組順利工作。

圖1 工作面斷層平面

圖2 工作面斷層剖面

（二）挑頂起底

通過使用采煤機(jī)挑頂或臥底的方式對圍巖進(jìn)行強(qiáng)行截割通過斷層，當(dāng)工作面推進(jìn)方向過斷層前直接底板與過斷層后工作面直接底板相比較較小時，適合采用挑頂法，反之則兩種方法均可。當(dāng)斷層上下盤之間煤層厚度小于或等于液壓支架通過的下限高度時可采取挑頂起底法。當(dāng)綜采工作面圍巖松軟時可直接挑頂起底，通常將高度控制在0.15m內(nèi)，防止機(jī)組負(fù)荷增加，破壞工作設(shè)備。當(dāng)圍巖比較堅硬，使用采煤機(jī)難以截割時，可根據(jù)實(shí)際情況采取放炮挑頂起底方式對斷層預(yù)先處理。

（三）跳采

采用留垛的方式對斷層處重新打巷通過斷層。當(dāng)斷層處于綜采工作面兩端時，可在綜采工作面的正常煤層段與斷層處開掘一條平行的材料巷道以及全煤巷道，回采時躲過斷層，逐漸接長工作面溜子，直至正常；當(dāng)斷層出現(xiàn)在綜采工作面的中間位置，可采用在斷層處留垛的方式通過斷層，之后將綜采工作面打通，使兩個巷道貫通，如圖3所示。

圖3 過斷層跳采

為了盡量避免采煤工作面過斷層給工作帶來的不便影響，在煤礦開采工作進(jìn)行前需要充分考慮落差、工作面地質(zhì)情況以及斷層的具體位置等因素，盡量保留綜采工作面中煤柱，保證綜采工作面的合理和科學(xué)性。在綜采工作面中一旦遇到新的斷層，需要及時調(diào)整采掘方向，保證工作安全性，確保最大程度減少斷層煤柱的損失?；夭蓵r需盡量甩掉工作面落差擴(kuò)大的斷層，減少采煤工作所須經(jīng)過的斷層。

三、綜采工作面過斷層采煤過程的頂板管理措施

（一）管理制度上的要求

頂板問題作為采煤過程的重要防護(hù)環(huán)節(jié)，需從管理制度上進(jìn)行高度重視和要求，管理部門要積極結(jié)合煤礦開采的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，制定合理的頂板管理要求，根據(jù)具體環(huán)節(jié)采取有效的防護(hù)措施和管理措施。頂板管理工作主要包括確定采區(qū)通道布置標(biāo)準(zhǔn)、開采過程控制、工作面支護(hù)形式及工作面頂板處理等方面，為了更好地加強(qiáng)頂板管理，管理部門要結(jié)合實(shí)際制定科學(xué)全面的施工章程、檢驗(yàn)要求及收尾安全技術(shù)維護(hù)等措施，實(shí)時對頂板情況進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)，根據(jù)頂板情況的變化進(jìn)行防護(hù)，保證頂板的質(zhì)量。與此同時，結(jié)合綜采工作面過斷層采煤方法對施工設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，嚴(yán)格遵循要求和指標(biāo)及時采取管理措施，保證支架的數(shù)量和密度要求，保證頂板的穩(wěn)定性。

（二）放頂線附近的局部冒頂處理

通過制定科學(xué)、高效的頂板管理要求，保證頂板管理和維護(hù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，在此基礎(chǔ)上對放頂線附近的局部冒頂問題要及時處理，正確的回柱方法是先進(jìn)行支護(hù)處理，然后進(jìn)行回柱維護(hù)，遵循從上到下、由里向外的原則進(jìn)行回柱管理。根據(jù)實(shí)際分析，回柱和支撐柱之間要保持合理距離，基本維持在15m左右，且在每個間隔處安裝隔離柱進(jìn)行保護(hù)，放頂線附近最重要的問題就是回柱的設(shè)定和維護(hù)，在做好回柱支護(hù)工作后相關(guān)人員要及時撤除采礦通道，在進(jìn)行最后的回柱安裝時對頂板壓力進(jìn)行測量，保證支柱支撐能力能有效支撐頂板壓力，保證支護(hù)的有效性。在進(jìn)行放頂線附近回柱維護(hù)的過程中會出現(xiàn)很多特殊情況，比如：頂板附近會出現(xiàn)硬度較大的巖石或土質(zhì)層松散的問題，針對此類特殊情況，要及時對頂板進(jìn)行支架調(diào)整或混凝土加固，防止出現(xiàn)支架較少或移位造成冒頂事故。

結(jié)束語

在進(jìn)行煤礦開采時，綜采工作面的施工質(zhì)量直接影響了整個開采工程的安全，也影響了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。為使煤礦開采效率得以提高，在實(shí)際工作中必須根據(jù)煤礦的地質(zhì)情況，結(jié)合施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況，選擇科學(xué)、合理的開采方式，同時注意做好施工安全管理，這樣煤礦開采不僅能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且還為相關(guān)工作人員創(chuàng)造了安全便利的工作環(huán)境，取得了良好的社會效益。