浅论煤矿综采工作面过断层的有效性技术措施
马学艺 黄儒林
（淮北矿业青东煤业有限公司，安徽淮北 235143）
摘要：浅析综采面过断层所遇到的问题、常用的应对方法及有效的采煤技术措施等。
关键词：综采面；过断层；问题；常用方法；技术措施
引言：对断层来说，它是由地壳剧烈运动所形成的地质构造，在煤矿采掘施工中也比较常见。但是，断层的存在对综采工作面影响较大。一方面容易成为煤层附近岩层中有害气体、水流的通道、仓库，容易出现瓦斯事故；另一方面它破坏了岩石的整体性和稳定性。采煤时工作面顶底板来压规律受到影响，支护难度也会加大。当工作面垂直于断层走向时，综采工作面也会被工作整体来压所摧垮，易形成大面积冒顶，因此出现断层时应采取有效的技术措施应对，以使采煤工作的顺利进行。
1 综采工作面过断层所遇到的问题
在淮北矿区，采煤工作面几乎没有不过断层的，只是大小的程度而已。作为综采面，应对断层应成为最基本的技术方法，但也有必要积极探索综采工作面过断层的方式方法。一般经过的断层岩石都比较破碎，这很容易造成冒顶。冒顶时的高度往往还扩大。因采高、底板、顶的变化，综采工作面经过断层时也比较容易造成液压支架的压死和倾倒，正常的生产秩序就会受到影响。如果断层有较大的落差，那么产量就会下降的比较大；工作面与断层的夹角问题也会对生产造成较为严重的影响。其夹角越小，产量就会下降的更加严重。
2 综采工作面过断层常用的应对方法
1）跳采法。它是根据作业的具体情况来确定是否实施的方法。当断层出现在工作面的两端时，可以采取沿着断层与煤层平行的方向挖掘一条巷道。该巷道应当与区段运输巷及区段材料巷相互连接，回采的时就能绕开断层；断层被工作面包围时，就要采取跳采法了。此时应当在断层处留垛，开出巷道打通工作面。另外，在回采的时遇到落差较大的倾向断面，也应当采取跳采法进行开采。
2）挑顶起底法。它是利用采煤机在断层中进行卧底或挑顶，并进行强行截
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割周围岩层，来过岩层的方法。假如工作面顶底板周围的岩层不太坚硬，就可以直接采取挑顶起底；假如岩层较坚硬时，要对断层进行超前处理，然后再根据现场情况决定是否运用挑顶起底法通过。
对于挑顶或起底范围的确定方法：在距断层位置5m时，就可以开始挑顶或起底。挑顶或起底范围：Q =JLg/(1.5LC)架。式中，J为采煤机的有效截深（m）；Lg为工作面的长度（m）；LC为断层在头尾巷道位置的落差（m）；系数1.5为支架的宽度(取1.5m/架)，m。
3）调整割煤高度法。它是也是一种避开断层的方法。在采煤作业前，要对断层前方与工作面之间的距离进行计算，根据所得数据调整割煤高度。作业过程中通常采取保留底层煤或顶层煤的方法通过。过断层以后就可以开采底层和顶层。该法常用于断层间落差不大的情况下。在特殊情况下，就应当将工作面上扬，降低采高过断层，这能保证正常作业。
此时液压支架下限通过高度H可由下式决定：H=h1+h2+a，式中:h1为液压支架下限高度（m）；h2为顶板最大下沉量（m）；a为保证支架下限工作高度的富余伸缩量（m），一般取0.2m。
4）综合方法。它是结合实际情况确定的综合性过断层技术方法。综合方法需要多方面的配合，且需要较为复杂的工艺，采煤的进度也受到很多因素的影响。由于工艺具有一定的复杂性，这就这决定了采煤技术的综合性。所以采用此法应因地制宜。综合运用了各种方法，不是使用单一方法，但能有效解决一些问题。
3 综采工作面过断层有效的采煤技术措施
1）主要技术措施：①加强工作面支护：过断层采煤时必须防止冒顶，也就是要工作面加强支护，对断层的顶板做好控制。先要做好断层附近和工作面巷道附近的支护，其数量和质量关系到支护的安全可靠性及强度，应规范施工。按需要进行增减。出现顶板破碎时，应当采取带压移架。②对断层线与工作面的夹角合理调整：煤层倾斜断层大于或等于落差，一般采取工作面平推硬过。若断层线与工作面相交或相互平行的度数不很大，通过断层时的断层就会有很大的暴露范围，这也会给顶板维护带来一定难度。为减少综采工作面与断层的交叉面积，可以采取在通过断层前对工作面的方向进行调整，使断层与工作面形成一定的夹角。夹角越大，形成越小的交叉面积，顶板维护就越容易，但通过断层的时间较
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长。此时工作面顶板稳定程度处于中等，断层与工作面夹角为2Oo-3Oo最佳；对顶板不稳定的，断层与工作面夹角为3Oo-45o最佳，但这会加长工作面的长度。是否采用此法，要综合各种因素，最终确定最优者。③断层处岩石处理得当：过断层先要做好断层处岩石的处理。当硬度系数小于4的岩石，可直接截割；当硬度较高时，可采取打眼放炮进行卧底或挑顶处理。此时应放小炮、少装药、打浅眼，并先选择好炮眼角度和位置。放炮注意液压支架被崩坏。可对支架悬挂挡矸皮带在支架前柱，甚至外面套上防护筒。另注意炮烟腐蚀支架表面镀层问题。有时也采用风镐处理岩层。④加强设备维护管理：采煤设备是施工关键性生产工具，在综采工作面过断层时应认真做好机械设备的管理和维护工作。另外，还要定期对机械设备进行检修，以保证采煤工作的顺利开展。保证机械设备的可靠、安全运行，能避免和减少由于机械设备引发的系列安全问题。但也要特别注意磨损部件的预备及常用零配件的更换，以便出现问题时能够及时进行维护和更换。⑤加强过断层时顶板管理：因顶板比较破碎，支架过断层时要认真加强防护。在工作面断层区域内支架的转移可采取隔一架移一架的方式进行。顶板破碎较为严重时，移架要随着采煤机滚筒割煤同步进行。工作面的支架采取及时带压移架，也采取间隔移架方式进行。
2）辅助技术措施：①适当调整工作面方向：通过提升工作面与断层直接的夹角实现。若断层周围岩层强度为中等稳定以上时，则断层与工作面的夹角应不小于20o-30o；若断层周围岩层强度较低时，断层与工作面的夹角应在30o～45o。注意的是：随着角度的调整，长度也会发生一定变化，进而引起工作面支架数量的改变，施工时慎重选择。②控制仰俯角：通过断层时支架的仰俯角应小于14o，特别是采用挑顶挖底法。同时还应依据断层的构造性质及工作面顶板岩性等因素进行综合判断，决定是挑顶还是挖底，或两者同步进行，这样在有效维护顶板的同时尽可能少地降低破岩量；③控制开采高度：通过断层时，应提前对开采高度进行逐步降低，从而提升支架稳定性的同时，减少破岩作业量。与此同时，支架的支柱还应保留一定的伸缩余量，以确保通过断层时不会出现支架压死的情况。④同步施工：工作面过断层时，若其某一局部区域需进行挖底或留底施工以满足俯仰倾斜回采的需要，则其相邻区段也须采取相同的施工操作，从而确保运输机整体变化的平缓性；⑤做好外部运输配合：通过断层时应做好外部的运输，
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浅论煤矿综采工作面过断层的有效性技术措施(马学艺)
