综采工作面过断层采煤技术探索

朱世伟

【摘  要】煤炭资源由于受其分布特点制约，煤矿断层现象屡见不鲜。当煤炭的开采过程遇上断层时，因综采工作面受断层影响，开采过程就变得极其不稳定和复杂。为了解决煤矿断层对煤炭开采进度和生产效率的影响，综采工作面过断层采煤技术的探索和研究变得极其重要。

【关键词】过断层技术;采煤技术;综采工作面;技术探索

1引言

煤炭是我国经济发展必不可少的大宗性基础能源之一。在煤矿资源的开采和挖掘过程中各类问题层出不穷。煤炭断层问题作为其中一种常见问题直接影响煤矿生产的进度和安全。为解决煤矿断层问题，综采工作面过断层采煤技术在煤矿的实际开采过程中起着决定性的作用。本文将从综采工作面过断层采煤技术的基本定义、具体操作方法和改善途径三方面进行阐述，旨在探索综采过程当中过断层采煤技术的发展。希望可为后续煤矿断层开采工作提出一些可操作性建议。

2综采工作面过断层采煤技术的基本定义

由于煤矿资源在漫长的地质演变过程当中呈现多样化的分布形态。而煤矿断层的岩层中常常伴生水流、各类易燃气体。例如，在煤炭的开采过程当中瓦斯爆炸事故时有发生。此外，煤矿断层的出现象征着煤矿岩层的稳固性极其脆弱。因此在开采的过程当中，若工作面支护不合理，煤矿将会出现垮塌现象。为解决煤矿断层出现的一些列问题，综采工作面过断层技术应运而生。在过断层开采技术中，跳采、调整采高、硬过断层、综合开采技术日趋成熟。煤矿开采工作面会根据断层的煤质特点、煤层厚度、周围的物质分布和存储量大小等条件选择合理的开采技术。

3综采工作面过断层采煤技术的具体方法

3.1挑顶起底法

挑顶起底法一般用于断层较软的岩层。在应用的过程中挑顶起底法通常利用采煤机对于断层周围的岩石强行切割进而达到过断层的目的。比如，在开采过程中煤层厚度较小，液压支架无法通过时。当断层岩层较软，则可以采用挑顶起底法，借助采煤机滚筒完成断层周边岩层的切割。当断层岩层比较坚硬，挑顶起底法无法应用时则应采取其他措施。

3.2割煤高度调整法

与挑顶起底法不同的是，割煤高度调整法通过调节割煤高度直接避开断层。利用割煤高度调整法进行综采时必须要注意三个问题。第一，综采工作面和断层走势之间的夹角走向。利用测量技术对综采工作面和断层走势之间的夹角进行测量，一般合理的范围在20°-30°之间。在了解夹角走势的基础上，将割煤高度进行调整;第二，在过断层时可以根据煤层的具体情况选择留底和留顶两种过断层策略;第三，根据顶板最大沉降量、液压支架最大下限高度和可伸缩量计算液压支架的合理高度。割煤高度调整法仅适合断层走势和综采工作面夹角在一定合理范围之内的开采，若煤矿断层和开采工作面之间的夹角超出割煤高度调整法的应用范围，则要考虑采用其他方法。

3.3跳采法

跳采法是指在重新开挖一条新的采煤巷道，直接将原来的综采工作面进行整体或者局部搬迁处理。由于跳采法能够绕开断层，与其他两种方法相比操作较为灵活。尤其是针对断层较为严重的综采工作面时，跳采法生产效率和安全系数较高。在跳采法的具体应用过程当中，如断层和综采工作面之间的高度落差大，无法利用挑顶起底法和割煤高度调整法时利用跳采法重新开挖一条新的巷道，将原来综采工作面的部分采煤装置进行搬迁，进而确保过断层采煤的效率和安全性。跳采方法虽然较为灵活，在采煤工作面进行搬迁之后，原有巷道的承重支护能力将会大大削弱。因此企业在采用跳采法进行煤矿开采时，必须时刻关注巷道的支护情况和断层的开采状况。

3.4综合方法

由于煤矿断层的煤质、分布、岩层厚度情况各不相同，单一的过断层方法并不能解决综采工作面过断层的问题。因此在综采过程中，将各类开采方法综合，利用综合方法过断层。在断层出现后，若断层岩层较软，可利用挑顶起底法。若综采工作面和煤层走势夹角适合割煤高度调整法，则利用割煤高度调整法进行过断层。若工作面被断层环绕，则可以直接利用跳采法进行开采。综合法根据煤矿断层分布特点，在施工的过程中因地制宜，随时调整过断层方法，可以保证煤矿综采顺利进行。

4综采工作面过断层采煤改善途径

4.1做好支护工作

在煤矿的开采过程中，工作面的支护工作直接涉及煤矿生产的安全性和开采效率。因此必须加强断层周围综采工作面的支护工作，进而防止过断层的过程中出现冒顶问题。在开采巷道的工作面和断层周围的工作面进行支护时，应该反复测量巷道和断层周围的煤质、煤层厚度、断层走势等数据，然后根据测量数据计算好支护数量和承重量。此外，在工作面的搭建过程当中必须严格按照设计图样和施工标准进行建设，进而保证综采工作的安全顺利进行。

4.2调整工作面和断层角度

综采工作面和断层之间的角度决定了过断层的方法，因此适时调整工作面和断层走势之间的夹角可确保综采工作的推进。通常为了降低断层和工作面之间的交集面积，提高顶板的支撑能力，综采工作面和断层之间的夹角越大越好。一般来看，若顶板的支撑性能较差，则要求综采工作面和断层之间的夹角在30°—45°之间。和其他方法相比，调整工作面和断层角度的综采方法推进时间长度较长，因此在实际的开采过程中应根据断层和工作面的实际情况进行综合考虑。

4.3处理断层周围岩石

断层周边岩石和岩层分布情况复杂，因此要提前处理断层处的岩石。通常，当岩石硬度系数小于4时，可直接进行切割处理。当硬度系数大于4时，则需要采用挑顶法或打眼放炮来进行处理。煤矿断层处岩石和物质分布不一，在打眼放炮时不但要提高巷道的通风，还要加强巷道和断层的支护工作。比如，在断层放炮时，炮眼位置、装药数量必须严格根据断层结构进行科学的控制。在放炮过程当中，应对液压支架做好保护工作。避免因放炮过程中火药和其他有害物质对液压支架表面镀层的腐蚀。

4.4加强机械设备维护

除了基本的过断层方法进行改善之外，煤矿开采过程中设备的维护也至关重要。作为煤矿开采的核心动力，机械设备是保证煤矿开采效率和安全性能的有效保障。在机械设备维护方面，除了定期的检修和维护之外，日常维护也十分重要。在设备的使用过程当中，技术人员应随时随地的对设备进行检查和维护。

4.5提高工作面推进速度

工作面的推进速度直接影响煤矿的采煤效率和煤壁的暴露时间。工作面推进的越快，煤壁和顶板的破坏程度越小。反之，煤壁和顶板暴露的风险就越大。因此在煤炭的开采过程当中，合理的推进工作面的运行速度可以有效的提高开采过程中的安全性和生产效率。从成本层面上来讲，合理的推进工作面不但可以减少成本支出，还可以提高企业利润。

5结束语

煤矿资源由于其分布特性不一，断层是煤矿开采过程中经常遇到的问题。综采工作面过断层技术的应用让煤矿开采效率和安全性不断提高。在实际开采过程当中如何利用综采工作面过断层技术，根据煤矿断层情况实施因地制宜的过断层方法显得尤为重要。因此煤矿企业在利用综采工作面过断层技术的各类方法时，必须根据断层的实际情况进行选择。在过断层后，要对原有的开采巷道和过断层工作过面进行加护处理，避免发生危险。综上，综采工作面过断层技术的合理应用不仅可以提高煤炭的开采效率，还可以充分合理的开采煤矿资源。

参考文献：

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[2]刘继林.综采面过断层施工技术及安全技术措施研究[J].能源与环保，2018，40（08）：218-222.

[3]張国英.俯斜综采工作面过断层技术与实践[J].山西煤炭，2017，37（03）：19-22.

（作者单位：黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司新陆煤矿）