浅谈综采工作面过大落差断层技术

时间：2024-05-20

李胜军

（山西通洲集团留神峪煤业有限公司,山西长治 046000）

1 断层带区域地质构造及冒落分析

1.1 煤岩存在状况分析

断层是地壳运动的结果，是地层运动过程中能量的聚集和释放的结果。在地壳运动过程中，岩层会出现断裂、挤压等现象，与此同时会产生大量裂隙。因此，断层带附近往往存在破碎带。由于煤层顶板的强度低于岩层的强度，所以，在同样大小力的作用下，煤要比岩石更容易破碎。因此，断层的破碎带内，煤的破坏程度比岩层要严重得多，且块度小。所以，综采工作面过断层时，应保留岩顶。

1.2 冒落分析

（1）若端面顶板发生冒落，则应及时进行勾顶工作，这样才能维护顶板的稳定，保证综采面快速、安全通过断层。

（2）若支架闯过冒顶区，则支架上方的顶板也会出现破坏现象，从而造成支架的损坏，间接延长了过断层的时间。

（3）若端面顶板冒空，则不宜采取勾顶和超前支护的措施，否则，会严重影响综采面的生产效率，不利于快速通过断层，而且也造成坑木等材料的消耗。

因此，在综采工作面过断层时，则应避免断层破碎带内弱变区的影响，尽量避免工作面端面出现冒顶现象以及煤层出现片帮现象。一旦出现端面冒顶问题，则应及时组织人员，进行勾顶工作，护好顶板，减少通过断层破碎带的时间。

2 综采工作面过大落差断层方法分析

（1）调斜工作面法。这一方法一般在大落差断层工作面中较为常用，尤其适用于斜交角较小的斜交断层工作面。若断层落差较大，且接近或超过采高时，在综采工作面与断层呈小角度相交条件下，为尽可能地减少断层处煤炭资源的遗留，可采取工作面调斜措施，使得工作面与断层走向一致。

（2）放震动炮法。这一方法往往在大落差断层且顶底板岩石岩性较为坚硬的工作面中较为常用，又叫做放炮挑顶起底法。若煤层高度不超过设备允许的最小煤层高度，且工作面顶底板岩石的岩性较为坚硬，采煤机无法截割，则放震动炮挑顶或起底的方法可完成这一断层工作面的开采工作。采取挑顶法过断层的条件是沿着工作面推进方向，过断层前的工作面直接底板平面在过断层后的工作面直接底板平面之下；采取起底法过断层的条件是沿着工作面推进方向，过断层前工作面直接底板平面在过断层后的工作面直接底板平面之上，这种情况也可采取挑顶法过断层。

（3）导硐法。这一方法也适用于大落差断层工作面，又被称为断层探巷法。该方法具体过程为首先掘进岩层巷道于断层上盘（或下盘）中，当掘出断层处岩石后，在采取适当的支护措施，这样断层就变成了过空巷，从而可使采煤机截割的岩石量大大减少，使得工作面推进速度大大提高，降低了安全事故的发生概率。导硐掘进长度应满足断层的落差变小至设备能够通过的条件。

（4）跳采法。这种方法是以“躲”的方式来通过断层的，即在断层处采取留垛措施，重新打巷，进行跳采，以通过断层。若断层为走向断层，则应根据不同的情况采取不同的措施。若断层存在于工作面的两端，则应沿煤层正常段，在工作面中，开掘一条巷道（全煤巷），使之与材料巷或运输巷贯通，并保证这条巷道与断层方位平行，这样工作面以缩面回采的方式躲过断层，随着工作面推进，不断接长工作面的溜子，直至恢复正常；若工作面中部存在断层，则应采取断层处留垛的跳采措施来通过断层，而后打通工作面，以贯通两巷。若回采工作面需要通过较大落差的断层且其走向为倾向，则须采取打切眼于另一盘的措施，这样就可直接跳过断层，重新进行回采工作。

（5）综合法。在具体过断层过程中，影响因素多种多样，因此，需要采取综合技术才能安全通过断层。过断层时，不一定是采取某一具体方法，也可能是若干方法的综合，这应根据现场实际而定。

3 综采工作面安全过大落差断层其他技术措施

（1）加强支护。综采面过断层过程中需要解决的一个重大的安全隐患就是顶板冒顶，因此，通过断层时，应采取可靠的支护措施，以强化对断层顶板的控制。为保证支护的强度，应确定合理的支架数量和确保支架的质量。其他特殊情况下，如断层带顶板较为破碎时，则采取带压移架的措施，这样才能尽可能地避免移架造成的顶板破坏。对于片帮严重之处，则应采取超前拉架的措施。

（2）加快推进速度。加快工作面的推进速度，则会减少煤壁的暴露时间，降低顶板破碎程度，因此，应在设备性能允许的情况下，尽可能地加快工作面的推进速度。具体措施有，可减少采煤机的一次进刀量，适当提高牵引速度。

（3）加强管理和设备维护。要保证工作面具有回采要求的平度、直度。适当增加液压支架的初撑力以及乳化液泵站压力，并使供液系统不出现漏液现象，强化对综采面工程质量的管理，加强对工作人员的操作监督，避免盲目性。

为保证设备的正常运转，应加大对综采设备的维护力度，并对其进行定期检修，对于常用、易损的配件，要超前准备。

（4）采取防水或疏水措施。断层的存在，使得岩体的原有连续性和坚固性破坏，从而在岩体中形成了一系列大小不一、性质各异的结构面，这样，岩体中的裂隙等可储存一定量的地下水。因此，综采面过断层时，一定要采取防水措施，以避免地下水造成的安全事故。若断层附近存在裂隙水，并影响工作面过断层，则应采取防水或疏水的措施。