工作面过断层

工作面过断层（精选12篇）

工作面过断层 篇1

0 引言

综采工作面遇断层常常会造成割底、丢煤等,大型断层甚至会造成工作面停产搬家,严重影响机械化开采程度,而且还会引发瓦斯、顶板等事故。

1 断层成因

在煤系地层沉积过程中,由于受构造运动产生拉伸、挤压等地质应力的影响常会形成断裂构造,若受到的地质应力强度不够大或作用时间不够长,达不到致使煤岩层错断,岩石弯曲变形则会形成挠曲构造,若应力较小只是产生小的裂隙则成为节理。挠曲构造和断裂构造对综采工作面的影响是一样的,它们的唯一区别是岩层是否有错断。节理相对来说对生产的影响程度较小,往往节理、挠曲和断层是相伴产生。

2 综采过断层实践

2.1 查明断层

随着物探技术进步,工作面形成前采用地面三维地震勘探、瞬变电磁等方法可以基本可以查明5 m以上断距的断层及其含水性,工作面形成后采用无线电波坑道透视、曹波勘探、瞬变电磁、网络并行电法等手段均可查明工作面内的隐伏断层及其含水性,必要时配合钻探工程,进一步查明断层断距、延伸长度及导含水性,为下一步生产提供依据[1]。

2.2 断层对生产的影响分析

通过采用先进的物探手段等查明断层的断距、延伸长度等后,地测部门及时做工作面的切向剖面,主要以断层为中心按切向方向一般10 m一个间距,直至断层范围以外30 m范围,根据切向剖面变化,特别是煤层底板变化,按煤溜最大15°坡度,预计该断层造成的割岩石范围、割岩石量、丢底煤范围及丢底煤量等,并分析断层对综采的影响,形成书面的专业分析报告供生产决策。

2.3 直接割煤过断层

当断层落差小于1/2煤厚或基本等于支架高且剖面显示回采均为全煤时,则此时液压支架可以顺利通过,综采工作面可直接采煤过断层[2]。施工队组技术员提前编制过断层的安全措施,主要是确保要根据断层延伸方向及沿回采推进方向煤层的视倾角及时调整煤溜坡度,避免割顶底板岩石,并加快推进速度。在割底板、丢煤范围尽量小的情况下,做好工作面顶板管理,并加强底煤探测及起底工作。

2.4 割顶底采煤过断层

当断层落差大于1/2煤厚或支架高且剖面显示回采部分存在割顶底板的情况,由于煤层顶板一般均由于沉积过程中处于过补偿状态,往往形成泥岩或砂质泥岩,而煤层底板往往也是泥岩或砂质泥岩,此类岩石硬度较小、较松软,可通过机组割底或割顶直接采煤过断层。

如果割顶板或底板松软岩石厚度大于0.5 m或局部顶底板相变为岩石硬度较大的砂岩时,要提前采取放炮松动的措施,避免增大机组负荷而损坏设备。队组在回采过程中确保在割顶底板、丢煤范围尽量小的情况下,做好工作面顶板管理,并加强底煤探测及起底工作。

爆破安全技术措施:

a)采用风煤钻或风钻钻眼,双人操作,协调配合。人员进入溜子道作业前,严格执行敲帮问顶制度,处理掉架间煤帮的活煤、危矸后进行[3];

b)人员进入溜子道作业时,必须停止工作溜,并锁好开关,人员必须在有支架或可靠临时支护护顶下作业。如煤层松软要提前支设贴帮柱支护,严禁空顶作业。作业地点前后5架支架不得动作,机组与炮区的距离不得小于15 m;

c)放炮时,眼底全部倾向进风或回风,要求放炮进度为0.8 m、眼深1.2 m、眼距1.0 m、排距1.0 m。炮泥必须使用水炮泥且封满封实,火药必须用三级乳化炸药,雷管用1段、3段、5段毫秒管。最小抵抗线在煤层中不小于0.5 m,在岩层中不小于0.3 m,炮眼角度和封泥长度必须按规定执行。封泥长度按《煤矿安全规程》中第329条规定执行,炮眼深度小于0.6 m时严禁装药放炮;

d)工作面遇底板起伏,割底厚度1 m以下单排眼,割底厚度1 m~2 m三花眼(上眼距底板1 m,下眼距底板0.5 m)。分次装药分次放炮,每次放炮区段不超过30 m,采煤机必须退出炮区20 m外。如底驴、夹石厚度超过0.5 m,工作面需长距离掩底时,另提专项措施;

e)炮眼钻好后再次执行敲帮问顶制度,有问题及时处理;

f)炮区及前后5架支架前梁与电缆槽间要吊挂40锚链上铺双层金属网或旧皮带,配合板木和单体柱维护支架立柱、管路、阀组和线路电缆等设备,支架立柱活缸必须用旧皮带包裹;

g)放炮前,首先加强炮区顶板维护,装药联线时要切断工作面电源,并锁好开关。放炮前要停止乳化液泵并锁好开关,以防放炮误动支架栽顶,放炮后经检查无问题后再向工作面送液。放炮后,先对煤帮进行敲帮问顶,处理各种隐患,及时支打临时柱护顶,端面大的地方要用板木梁配合单体柱维护,所有人员作业时必须在有可靠支护护顶下作业,严禁空顶作业;

h)炮后及时检查炮区支架的管线、阀组等,崩坏的及时更换;

i)钻眼、装药、放炮作业执行距放炮地点30 m范围内支架不得放煤;

j)放炮时,严格执行“一炮三检”和“三人联锁放炮制”,且每次放炮长度不得超过10 m;

k)工作面放炮时,两侧的撤人距离不小于30 m,机头(尾)放炮时,两顺槽撤人距离不小于75 m并有掩体,如果有拐弯,两端总距离不得小于50 m,拐弯后不小于10 m,且在可能进入炮区的各入口处放好专人警戒;

l)放炮后,大于30 cm的矸石要打碎,无问题方可开溜;

m)通电拒爆时,放炮员必须先把钥匙取下,并将母线从发爆器上取下,扭结成短路,至少15 min后方可沿线路检查,查找原因,只准放炮员一人进行;

n)放炮15 min后,待炮烟吹散,瓦斯浓度低于0.7%以下时,放炮员、瓦检员、工长先进入炮区检查瓦斯、顶板和支护状况,确认无问题后,其他人员方可进入工作面。由专职维护工检查电气设备情况,确认设备完好无失爆情况方可送动力电源;

o)放炮后必须及时检查是否有瞎炮、拒爆、残爆等现象,如有异常情况,必须停止一切工作,在班组长指导下处理拒爆、残爆等问题,且应在当班处理完毕。如果当班未能处理完毕,当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。处理瞎炮人员必须穿防弹衣,戴防爆头盔。处理拒爆时,必须遵守下列规定:(a)通电以后拒爆时,放炮员必须先取下把手或钥匙,并将母线从电源上摘下,扭结短路,再等一定时间(使用瞬发电雷管时,至少等5 min;使用毫秒延期电雷管时,至少等15 min),才可沿线路检查,找出拒爆原因。检查工作只准放炮员一人进行,其他人员严禁进入警戒区;(b)由于连线不良造成的拒爆,可重新连线起爆;(c)检查线路后,必须用导通仪做网络电阻导通,若不通或电阻值与雷管数总电阻相差较大时,不得强行起爆。若采用有效方法后仍查不出原因,应立即汇报通风区调度站,委派队长、工长或放炮组长现场指导协助处理;(d)每次处理瞎炮,必须执行“一炮三检”和“三人连锁制度”;(e)在距拒爆炮眼0.3 m以外另打与拒爆炮眼平行的新炮眼,重新装药起爆;(f)严禁用镐刨或从炮眼中取出原位置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管。不论有无残余炸药严禁将炮眼残底继续加深;严禁用打眼的方法往外掏药;严禁用压风吹拒爆(残爆)炮眼;(g)处理拒爆的炮眼爆炸后,爆破工必须详细检查炸落的煤、矸,收集未爆的电雷管;(h)在拒爆处理完毕前,严禁在该地点进行与拒爆无关的工作;

p)打眼放炮作业时,必须有跟班队干和工长现场指挥。打眼放炮工作各工序要安排合理,并做好衔接,以提高工程进度和效率。由当班跟班队干和工长负责施工组织及协调,当班安全员负责施工安全。

2.5 跳采过断层

当断层落差较大时,一般落差大于煤厚且延伸长度在50 m以上时,由于割顶底板岩石范围较大,综合考虑重开切巷进行跳采比较适宜。

3 结语

综采工作面过断层采煤方法的选择,必须针对断层性质、落差等制定不同的措施,特别需注重查明断层的含水性,必要时采取一定的防治水措施,综合各种手段确保综采工作面过断层顺利、安全[4]。

参考文献

[1]王文军.综合物探技术在干河矿防治水中的应用[J].能源技术与管理,2014(3):75-77.

[2]郝广东.综采过断层技术探讨[J].中国化工贸易,2012(7):54-55.

[3]杜靖轩.论综采工作面过断层安全技术[J].华人时刊(下旬刊),2015(6):12.

[4]冯林杨,李想,邢德恩.综采工作面快速过断层方法浅析[J].山东煤炭科技,2012(3):150-152.

工作面过断层 篇2

一、概述

根据现有资料，903工作面自开采起遇到贯穿工作面的斜交正断层主要有4条，这些断层对工作面的安全生产有一定影响，其具体位置、产状见附图。受断层影响，两顺槽部分区域出现超高架棚段。为顺利通过此3条断层及架棚段特制订此安全技术措施。

二、过断层安全技术措施

1.作业形势及要求

1）在回采过程中，采煤机司机要严格控制采高3.2m左右，回采过程中视现场情况进行抬底（或卧底），每次高度不能大于100mm。

2）采煤机割煤要割直割齐，尽量保证工作面的平直。采机在通过构造带时，要控制好采机的牵引速度，缓慢通过。

3）采煤机割过煤后，支架工必须立即移架，将顶梁及前梁接实顶板，拉架后及时打出护帮板护住煤壁，当顶板破碎时，要采取割一架拉一架的方式支护顶板。

4）在过破碎带拉架作业时，要带压超前拉架，并伸出护帮板护住煤帮，以缩短空顶时间，防止冒顶。

5）当工作面过渡支架进入到破碎架棚段时，要充分利用支架前梁和顶梁，在支架上挑走向工字钢梁以加强架棚段的支护。

6）作业过程中要加强两出口超前支护的管理，确保超前支护的长度以及单体柱初撑力，任何时候不得提前摘柱或一次摘除多根单体柱。

7）过断层和破碎带期间应加强工作面涌水量及瓦斯等有毒有害气体的监测，发现问题及时采取相应措施并汇报矿调度室。

8）工作面要备有水泵及开关，排水系统要完好。

9）工作面进入架棚段后要加强对棚子的管理，防止架棚木料进入前后溜煤流。

2.预防冒顶措施

1）支架及液压管路系统必须加强检修，保证完好。严禁出现滴、漏、跑、冒、串液等现象，发现问题要及时处理。

2）乳化液泵应连续运转，以防止停泵支架自降，且泵站压力必须达到30Mpa，支架初撑力达到24Mpa。

3）支架必须接顶严密，出现倒架、叠架及明显错差现象必须及时处理。

4）拉移支架后，要及时打出护帮板，贴紧煤壁，并及时清理架前货。若发生片帮造成前梁端距煤壁大于1.0m时，支架上方要架设走向梁（走向梁长度不小于2.0m）护顶。端面距大于1.5m时，支架上方要插工字钢梁支护，每架穿梁2根，梁长3.5m。顶板破碎或压力大时，要加打贴帮单体支柱，保证支撑有力。

5）按规定加强两顺槽顶帮的支护，提前检查架棚段，对于退山、过山或帮顶未刹严实等失效的棚子必须提前进行处理，否则不能进行回采。另外辅运顺槽要常备有足够数量的圆木、帮板、单体支柱，以备支护急用。

6）加强采煤机及三机设备的检修工作，保证设备的正常运转，以利于工作面的正常推进。

7）移架时，支架工要观察好顶板的变化情况，发现有异常情况必须停机处理，处理好后再开机。

三、过架棚子段安全技术措施

受断层影响，903工作面两顺槽顶板较破碎，巷道原有支护为锚杆+锚索+钢带+工字钢棚（吊棚），经队和有关部门研究决定将工字 钢棚子靠工作面回采煤壁侧棚腿回撤。

回撤工字钢棚腿时提前在此处施工超前支护，超前支护采用单体支柱挑走向钢梁，走向钢梁提前固定（焊接）在原棚梁上，工作面推进至棚子处时支架挑走向吊挂梁，并施工替棚腿柱后回撤架棚段棚腿，回撤长度不超过原班推进长度。

1.超前支护支设临时改为3排，间距依照现场条件（原架棚段棚梁间距1m左右时，每根棚梁下支设1根单体，原棚梁间距0.5m左右时，每隔1根棚梁下支设1根单体），单体柱必须保证初撑力符合要求，按此要求支设完超前支护后，方可按要求回撤棚腿。

2.回棚时，必须坚持“先支后回”的原则，方可回收工字钢棚。3.回撤棚腿时只能在检修班进行，以够原班推进度为原则，严禁提前把全部棚腿回撤。

4.安全技术措施：

1）施工前后及施工过程中，必须严格执行“敲帮问顶”制度，用长柄工具处理完顶板、煤帮的隐患后方可施工，并重点检查棚子架设质量，对于退山、顶帮未刹紧、棚子松动等失效的棚子必须处理完后才能进行回采。

2）施工单体柱挑走向钢梁时，人员要相互配合协调，防止钢梁或单体倒落伤人，蹬梯作业要防止人员跌落。

3）焊接走向钢梁与原棚梁时，每个相交点必须焊接固定，作业人员与监管人员要严格执行电焊措施。

4）在整个回棚过程中，必须由跟班队长或工长现场指挥，发现问题及时通知施工人员整改。

5）回棚期间必须有专人负责检查顶板及煤帮的情况，并看好退路，回棚地点前后5m以内严禁人员通过。

6）回棚腿前如发现煤帮有掉落的可能时，要及时打好贴帮点柱；确认无危险后，方可进行回棚作业。

7）必须由里向外逐架回收，严禁两头同时回收。8）工字钢棚之间的拉杆要用钢锯锯断，严禁风焊。

9）回棚腿时，要保护好附近的电缆、管线、液管等，防止棚梁或棚腿掉倒砸断。

10）蹬梯作业时，必须有专人扶梯，同时蹬梯人员要防止物料掉落伤人。

11）待棚梁与棚腿分离后，两人配合将棚腿取下抬走，棚腿要运至指定地点，统一码放整齐。

12）回撤完棚腿后，要用半圆木把液压支柱与巷帮之间刹严、刹实，防止片帮伤人。

13）人工抬运工字钢时，必须协调配合好，同起同放，相互监护，避免碰手碰脚事故发生。

14）用过渡支架挑钢梁时人员要站在安全地点，并保证支架的初撑力，保证支护质量，然后用ф28钢丝绳长度为6米，一端系在工字钢棚腿上，一端系在支架护帮板上，利用支架护帮板将靠回撤范围内的棚腿拉出。

15）任何人不得进入采空区作业。

16）过架棚段期间，135#134#支架，1#支架与2#支架必须采取迈步拉移抬棚，拉移1#支架前，必须在1#支架与转载机进料槽间空档处施工单体柱挑梁，每根棚梁下施工一根单体柱，并保证支护质量。

四、钻眼操作安全技术措施

1.作业前必须执行“敲帮问顶”制度，将爆破地点附近的煤岩帮壁活石碎块等处理掉后方准作业。在有煤岩滑面或顶板破碎处施工 4 前，必须采取超前移架挤紧煤帮或支架抬梁抬棚封顶护帮确认安全后方可进行作业。

2.断层前后岩石过硬，采煤机不得强行割岩，必须采用爆破破岩。炮眼间距0.6m，排距0.6m，上至煤岩分界线0.3m左右。开槽眼深1.8m，与工作面角度80°，辅助眼深1.6m，与工作面角度85-90°，正向装药，每孔2卷药，每次爆破不超过五组，使用5种号段毫秒延期雷管一次起爆。

3.风钻通气通水前细致检查各连接位置是否安全可靠,避免脱落伤人。风煤钻使用时，连接风管前必须吹净管内的杂物，以免杂物进入机体内，影响机器正常运转。

4.领钎工不准在开钻时用手直接去握钻杆，必须在停钻时将眼领正，然后要离开钻杆铅垂下方，以防突然断钎伤人。风钻钻进过程中，起初使用小风门，随着钻进深度的增加逐渐将风门开大。

5.领钎人员作业时不准带手套，袖口要扎紧，围巾不准露在领口处。

6.严禁打眼与装药并行操作，严禁在残爆未爆的炮眼上重新打眼。

7.坚持湿式钻眼。

五、放炮安全技术措施

1.放炮工作必须由专职放炮员担任，放炮员必须经过专门培训，并持有放炮合格证。

2.火药、雷管必须由放炮员亲自领取、保管，领取药必须使用火药兜子，并将火药、雷管分开运送，必须人工将火药和电雷管送到工作地点，使用完毕后必须由放炮员亲自交回领取地点，不得将雷管放入衣服口袋内。

3.放炮员必须把炸药、电雷管分别放在专用的火药、雷管箱内，并加锁。严禁乱堆、乱放；火药、雷管箱必须放在支护完整，顶板完好，避开机械电气设备的安全地方。

4.放炮员装配引药必须在无电器设备、无导电线路和顶板稳定、支护完整的地方进行，引药和炸药要分开堆放。

5.装药前必须将炮眼内的煤（岩）粉、积水清除干净，装药时要用木质炮棍将药轻轻送入眼底，不准冲撞、捣实。

6.炮眼封孔时，必须用粘土炮泥，封孔长度不小于0.6m，严禁用块状或可燃性材料作封泥，无封泥的炮孔严禁放炮。严禁放糊炮和明火放炮。

7.有下列情况之一者，都不准装药放炮。

①支护落后于作业规程规定时或支护损坏和留有伞檐大于0.5m时。

②装药前和放炮前，瓦检员必须检查瓦斯，如放炮地点附近20m范围内风流中瓦斯浓度达到0.8%时，或局部瓦斯浓度达到2%时。

③在放炮地点附近20m内有未清除的煤矸、物料阻塞巷道断面1/3时。

④炮眼内出水异常，温度骤高骤低，有明显的瓦斯涌出，煤岩松软等情况时。

⑤放炮地点附近30m内的煤尘未经洒水降尘。⑥炮眼深度、角度不符合规定时。⑦发现炮眼裂缝，缩小等严重变形时。

⑧炮眼内煤岩粉未清理净，炮眼质量不合格或数量不足时。⑨放炮时，瓦检员，放炮员，班组长三者缺一时。8.放炮母线和连接线必须符合下列规定：

①电雷管的脚线的连接线、脚线和脚线的接头必须拧紧悬空，不得同任何物体相接触。

②放炮母线和连接线不得同导电物体相接触，并不得同信号线，电缆靠近。

③放炮母线必须用绝缘的双线。

④放炮母线长度必须符合警戒距离要求且不得有破损、明接头等。

9.放炮前应把工具撤到安全地点，并用破皮带等物遮盖爆破地点附近电缆、管路、支架等，防止崩坏。放炮时，放炮员、班组长要派责任心强的职工在所有能进入放炮地点的巷道叉口设好岗哨，所有人员必须撤到安全地点躲炮，放炮员必须最后离开放炮地点，并要发出警号。放炮、放哨、躲炮地点必须距放炮地点有足够安全距离，直线距离不小于100m，曲线距离不小于75m。放炮员必须在支护完整、避开电气设备的地方放炮，并在发出放炮信号5s后方可放炮。放哨人员不经布哨人员撤哨不得离开岗位。

10.放炮母线长度不小于100m，不得有破损，并展开使用。11.放炮器的把手、钥匙必须由放炮员随身携带，不得转交他人。严禁使用明电或矿灯放炮。严禁用碰头短路的方法检查或试验发爆器和放炮母线。

12.严禁一次性装药、分组放炮，必须装一组放一组。

13.工作面20m以内风流中瓦斯浓度达0.8%时，不准放炮，达到1.2%时，停止工作，切断电源，进行处理。

14.放炮前要将附近液压支架大立柱活柱和供液管路及工作面电缆、水管等使用破皮带保护好，防止被崩落的岩石砸坏。

15.放炮前，确保采煤机距离爆破地点30m以上。

16.放炮时，必须执行“三人连锁放炮”，做到“一炮三检”。三人放炮制的职责按以下规定执行：

①瓦斯员负责检查装药前、后及放炮前、后的通风、瓦斯、煤尘等情况，处理局部瓦斯、监督检查安全技术措施的执行情况。

②放炮员负责按《煤矿安全规程》、《放炮员操作规程》和作业规程中的有关规定检查瓦斯的浓度，进行放炮操作。

③班组长负责安排人员处理放炮前后支护存在的问题，供应炮泥，放炮前后洒水降尘，撤人，放哨和放炮断电等工作。

17.放炮时的脚线联接、放炮母线联接脚线，检查线路和通风工作只许放炮员一人操作。装药炮眼必须当班放完，在特殊情况下，如果当班留下尚未放的装药炮眼时，当班放炮员必须同下班放炮员在现场交待清楚。

18.放炮时，放炮员发出信号，通电后，炮不响，放炮员必须取下钥匙，将放炮母线从放炮器上摘下扭到一起，等15分钟后，方可由放炮员沿线查找原因。

19.放炮后，放炮员和班组长必须巡视放炮地点，检查通风、瓦斯、煤尘、支护、顶板、支架、瞎炮、残爆、明火等情况，如有危险情况，必须立即处理。只有在班组长撤回放哨人员，炮烟被吹散后，其它人员才可进入工作面。

20.处理瞎炮(包括残爆),必须在放炮员和班组长直接指挥下进行,并在当班处理完毕,如当班未处理完毕,放炮员必须在现场同下班放炮员交清情况,处理瞎炮必须遵守以下规定: ①由于连线不良造成的瞎炮,可以重新连线放炮。

②在距瞎炮至少0.3m处另打一同瞎炮眼平行的新炮眼装药放炮。

③严禁用镐刨或从炮眼内取出原放置的引药中拉出电雷管，严禁将炮眼残底（无论有无残余炸药）继续加深，严禁用打眼方法往外掏药，严禁用压风吹这类炮眼。

④处理的瞎炮炮眼爆破后，放炮员必须详细检查崩落的煤或岩石，收集未爆的火药。

⑤在瞎炮未处理完毕前，严禁在同一地点进行同处理瞎炮无关的工作。

21.七不准放炮措施： 1）没有检查瓦斯不准放炮。2）没有排除积存瓦斯不准放炮。3）没有消除积尘隐患不准放炮。4）没有充填炮泥或水炮泥不准放炮。5）没有消除电器失爆不准放炮。6）没有加强支护不准放炮。

综采工作面过断层采煤技术探讨 篇3

1、综合工作面过断层遇到的困难及采用的方法

1.1综采工作面过断层遇到的一些问题

有关数据显示，几乎不存在没有断层的工作面，因此，综采发展的重要工作是探索综采工作面过断层的方法。综采工作面所要经过的断层岩石比较破碎，这样很容易造成冒顶，并且冒顶所产生的高度比不过断层时大。由于采高、底板、顶的变化，综采工作面经过断层时，比较容易造成液压支架的压死和倾倒。工作面的产量会受到通过断层时的情况所影响，如果断层有较大的落差，产量下降就会较为严重；工作面与断层的夹角也会对工作面产量造成较为严重的影响，也就是工作面与断层之间的夹角越小，产量下降就会较为严重。

1.2综采工作面过断层比较常见的几种方法

1.2.1跳采法

跳采法就是根据作业的具体情况，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，这条巷道应当与区段运输巷以及区段材料巷相互连接，这样回采的时候就能绕开断层。

如果断层被工作面包围，就必须采取跳采法，应当在断层处留垛，开出巷道打通工作面。另外，在回采的时候遇到落差较大的倾向断面也应当采取跳采法。

1.2.2挑顶起底法

1.2.3调整割煤高度法

调整割煤高度法也是一种为了避开断层的方法。

在采煤作业之前，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。在作业过程中，通常采取保留底层煤或者顶层煤的方法过断层，过断层以后就可以开采底层和顶层。调整割煤高度法常用于断层间落差不大的情况，特殊情况下，就应当将工作面上扬，降低采高过断层，这样就保证了正常作业。

1.2.4综合方法

综合方法就是结合实际情况，在综采工作面过断层时综合性的技术方法。综合方法需要多个方面的配合，需要较为复杂的工艺，采煤的进度受到很多因素的影响，由于工艺具有一定的复杂性就这决定了采煤技术的综合性。因此，应当因地制宜，综合各种方法，而不是在采煤过程中只使用单一的方法，综合方法的运用能够有效地解决一些问题。

2、综采工作面过断层采煤技术措施

2.1认真做好支护工作

综采工作面在过断层采煤时，必须防止冒顶。要想解决这一问题，就应当加强支护，对断层的顶板做好控制工作。首先要认真做好断层附近和工作面巷道附近的支护，支护的数量和质量关系到支护的安全可靠性和强度，应当依据一定的规范进行施工。要根据工作需要进行支护的增减，当出现顶板破碎情况时，为了防止顶板破碎的情况出现就应当采取带压移架。

2.2对断层线与工作面的夹角进行科学调整

对于煤层的倾斜断层大于或者等于落差，一般采取工作面平推硬过的方式进行。如果断层线与工作面相交或者相互平行的度数不是很大，工作面通过断层时，断层就会有很大的暴露范围；断层线相交或者相互平行的度数不是很大，则断层有较大的暴露范围，从而给顶板维护带来一定的难度。为了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综采工作面的方向进行调整，使断层与综采工作面形成一定的夹角，夹角越大，就会形成越小的交叉面积，顶板维护起来越容易，但是需要较长的时间才能通过断层。顶板工作面稳定程度处于中等，断层与综采工作面的夹角以20°-30°度最佳；对于顶板不稳定的，断层与综采工作面的夹角以30°- 45°度最佳。但是会大大加长综采工作面的长度，是否采用这种方法要综合各种因素，最终确定最优方案。

2.3认真做好断层处岩石处理

综采工作面过断层首先要做好断层处岩石的处理。硬度系数小于4的岩石硬度直接采取截割；当硬度较高时可以采取打眼放炮进行卧底或者挑顶。对断层进行处理时应当放小炮、少装药、打浅药，要先选择好炮眼的角度和位置然后再打眼，放炮时要注意防护液压支架防止被崩坏。在放炮区对支架的防护也就是悬挂挡矸皮带在支架前柱，有时甚至还需要套上防护筒在支架的外面。通过长期观察发现，炮烟严重腐蚀支架表面镀层，影响最大的就是表面的镀铜层，因此有些煤矿采取风镐对断层的岩石进行处理。

2.4要加强管理以及设备的维护工作

机器设备是施工工程和工业项目非常重要的组成部分，很多作业时必须借助机械的力量，完全靠人力难以完成。机械设备在综采工作面过断层时发挥着非常重要的作用，因此要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，保证采煤项目的有序开展，保证机械设备的可靠、安全运行，避免和减少由于机械设备而发生安全问题等，要特别注意易磨损部件的预备以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。

2.5认真做好过断层时顶板的管理工作

由于顶板比较破碎，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以采取隔一架移一架的方式进行。当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，采取间隔移架方式。

3、结语

综采工作面过断层采煤过程中要进行科学设计，精心准备，要按照一定的程序和步骤对方案进行科学实施，对于巷道的质量要认真检查，一旦发现问题要认真进行整改，综采工作面过断层采煤技术的运用创造了较好的经济效益，使煤炭的回收率得到提高。

论综采工作面过断层的管理 篇4

断层工作面的描述:B 51104采煤工作面位于B 5煤层, 平均煤厚8.73m, 本工作面采高2.8m。煤层倾角23~35°, 走向长800 m, 倾斜长128m。煤层有直接顶为泥岩, 老顶是由粗砂岩、砂砾岩互层组成的坚硬顶板岩性致密坚硬、难冒, 单向抗压强度为69.2~183.8M Pa。煤层为硬煤层, 硬度系数f=2-3工作面底板为泥质地板。工作面采煤方法采用走向长壁综合机械化采煤, 工作面基本支架型号为ZF4800-17/28型支撑掩护式支架, 过渡支架为ZFG 5600-17/30工作面溜子采用SG Z764/320型刮板运输机。

在推进过程中, 遇逆断层, 断层距28m, 垂距8m, 原煤层倾角23-35度, 工作面由下盘向上盘推进。现从过断层前的准备工作, 过断层时的注意事项, 进行说明管理工作的重要性:

1 过断层前的准备工作

过断层前应加强相关的准备工作, 从地质条件, 人员素质, 设备状况、管理流程等方面做到统筹兼顾, 合理安排, 对各种不利因素, 有利条件进行分析, 制定出合理可操作的方案, 以保证采煤工作面顺利的通过断层。现总结过断层前的准备工作如下:

1.1 了解地质状况

对矿井强加地质预报预测工作:1) 利用地质报告, 在采煤工作面两顺槽掘进前应加强地质分析, 掌握拟布置两顺槽工作面区域内的大概的地质情况。2) 加强掘进工作时的地质预报及总结工作:加强掘进上下顺槽及开切眼掘进时的地质预报工作, 掌握两顺槽, 开切眼所形成的区域内地质的基本情况, 分析对采煤工作的影响。3) 在采煤工作面推进的过程中, 根据工作面揭露的顶底板情况, 进行采煤工作面地质预报。4) 综合以上三种类型的地质预报及分析总结, 形成对工作面地质情况的合理定性, 以利于后期对技术方案的制定。

1.2 制定技术方案

经过对地质资料的分析, 对B 51104工作面采取如下方案:1) 方案一即工作面搬家:因断层距过大, 3/5工作面长度范围内全采高均为岩石, 选定位置, 重新做工作面开切眼 (见图) , 对工作面内的原有支架进行搬家, 该方案利于采煤, 煤质有保证, 有一定的掘进费用, 但搬家过程中运输事故可能较多。2) 方案二即以一定坡度新掘引导巷:从工作面上盘内的两巷分别向下盘内的工作面做引导巷, 该巷的坡度由如图所示 (见图) 的A, B点与工作面的高程决定, 因在此过程中存在工作面变短, 故在一定的坡度下也有利于从上部运输巷运出多于的支架。在工作面推进时, 利于引导综采工作面进行仰采, 从而及时的进入煤层。该方案损失煤量少, 有一定的掘进费用, 减少了搬家过程中的运输事故。但巷道交岔点多支护难度大, 煤质差。3) 方案三即照常推进, 进行硬过:该方案无搬家及掘进引导巷费用, 无搬家过程中的运输事故, 该工作面选择了该方案;但在后期的工作面推进过程中, 发现工作面因断层落差, 工作面长度变化, 需要减少支架时支架外运相当困难, 在沿走向50m范围内, 工作面底板与上下顺槽之间有3m高的台阶, 工作面倾向128m范围内全为岩石, 全为支架。造成运输困难, 倒架, 刮板机下滑, 工作面漏顶。

4) 在采用方案三后, 在出现不利因素时及时进行了调整, 开掘了上下导巷, 利用上导巷进行前期出架, 在采煤机仰采割岩石推进35m后, 及时调斜, 出架, 推进55m后, 完成了过段层的任务, 耗时6个月。与新做开切眼相比, 多耗时4个月。

1.3 加强技术培训

制定方案后及时进行人员技术培训, 熟悉仰采注意要点, 做到班班协调仰采, 工作口令及要求统一, 仰采坡度一致, 做到作业规程全员贯彻, 及时调整测量方案, 对该方案进行贯彻, 保证在测量数据方面及时跟进, 为工作面顺利推进提供数据支持。在地质变化中寻找与之相适应的方案, 做到与工作面的变化同步。

1.4 加强设备配备检修

在工作面推进过程中, 会发生液压支架泄压漏液, 发生刮板机与支架上窜下滑, 会发生割煤机截齿损坏, 割煤机液压传动系统损坏, 行走机构损坏等, 在推进过程中, 要制定修理方案, 及时对设备进行修理与更换。

2 过断层时的注意事项

2.1 设备防倒与防滑

在工作面推进过程中, 及时对支加安装防滑机构, 对支架底梁及顶梁进行联锁, 同时加大对过渡支架与端头处支护的管理, 充分发挥“四对八梁”与支前支护的作用。对前后刮板机机头可用地锚, 单体支撑等方式以防治其下滑。

2.2 加强顶板管理

在工作面推进过程中, 因顶板破碎, 所以要充分发挥支架的作用, 如及时伸出前探梁。对支架前方破碎的顶板, 及时用钢管或螺纹钢, 金属网, 木板做超前支护, 也可采用玛利散, 巴斯福等化学粘合剂进行加固。在支架推进过程中采用铺顶网, 带压移架方式, 以尽量减少顶部顶板的冒漏, 保证对顶板的有效控制。

2.3 加强气体及防火管理

在工作面推进的过程中, 推进速度较慢, 氧化带不能及时的转变为窒息带, 煤与岩石相混合, 与氧气接触面过大, 在自燃发火期内如管理不善, 会造成火灾事故, 造成气体或煤尘爆炸。因此在推进过程中因对气体如瓦斯、一氧化碳等气体加强监测, 及时采取注氮, 喷阻化剂等措施。必要时, 采取工作面上下顺槽密闭措施, 以保证工作面安全。

3 结语

工作面过断层 篇5

0 引言

长治市石板沟煤矿，属煤与瓦斯突出矿井，井田内地质构造简单，总体为一走向NE35～45°、倾向NW的单斜构造。井田倾斜中上部，存在一走向NE55°、落差13m的F1正断层，贯穿井田。以F1正断层为界，煤层瓦斯灾害存在较大差异：F1以东浅部煤层，瓦斯灾害较轻；以西深部煤层，瓦斯灾害严重。目前，3条煤层下山已从矿井浅部开采区域向下，顺煤层下山掘进800m左右，穿过F1断层及其次生断层。1 过断层前的管理措施 1.1 生产中，对于地质部门在防突预测图上标注的断层或日常下达的地质预报出现的断层，通风队队长、防突队队长、技术科长审签后，交给防突班；防突班副班长以上人员必须签字，并贯彻到防突员，根据断层情况制定过断层安全技术措施。过断层安全技术措施必须发放到各相关施工单位，并严格执行。1.2 在断层预计揭露位置前20m，必须执行边探边掘措施，并根据提供的断层产状，探测断层是否存在和初步判断断层实际落差；将防突钻孔资料交地质科分析，以准确判断断层的落差。1.3 掘进工作面施工过程中，如突然出现断层或煤层异常变化（突然变厚、变薄），防突员和瓦斯检查工必须立即向矿通风调度汇报；通风队防突地质人员必须及时深入井下调查，判断断层情况。若构造复杂，及时向通风副总和调度室汇报，由调度室安排矿地质科人员下井调查，确定断层产状。

1.4 掘进工作面施工前的探孔和卸压钻孔过程中，出现的见岩等情况，防突员和瓦斯检查工必须在钻孔验收单上详细记录，说明岩石性质，并向通风调度和防突队汇报。

1.5 掘进工作面预测钻孔倾角必须严格按巷道煤层倾角要求施工。一旦钻孔出现见岩石情况，应立即向防突队和通风调度汇报；现场人员根据见岩石情况，判断是煤层顶板或底板，并及时调整钻孔倾角，尽量穿过断层，进入另一盘煤，并预测另一盘煤的瓦斯情况。

1.6 预测过程中，若钻孔内出现涌水，必须立即向防突班和通风调度汇报，并记录钻孔出水时的深度。

1.7 如预测出工作面前方有断层，必须根据钻孔探测资料，至少留5m预测钻孔，并超前（若预测孔煤孔深度小于5m，则立即停头）施工卸压钻孔。施工卸压钻孔第一班，应有地质人员跟班，确保钻孔施工到另一盘煤。如判定另一盘煤厚度小于2m，则施工一排卸压孔；若煤厚度大于2m，则施工两排卸压孔。

1.8 若工作面遇落差大于煤厚度的断层，采用风动钻机无法穿过岩层时，应立即停头，用液压钻机施工探煤钻孔，准确探清煤层层位，将钻孔资料及时交地质科分析。然后，根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般，在距离煤层法距3m前，施工防突钻孔，并采集钻孔煤样进行分析，确定煤层的突出危险性。1.9 过断层前施工的各类钻孔，如出现顶钻、喷孔等异常现象时，应立即向通风调度汇报，通风队长要及时到现场确认。若确实为喷孔，现场则应立即停头，施工卸压钻孔。2 过断层期间的防突管理措施

2.1 掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2m以后的煤厚：如探测煤厚度达到2m以上，必须立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。

2.2 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度，则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔，钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按1.5～2m设计，每排3～4个孔。

2.3 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化情况，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离断层面3 m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.4 断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测，若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.5 断层另一盘下降，若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚，则先在本盘煤层底板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔（一般为8个20m深的钻孔），然后，再根据断层煤厚情况，施工一组卸压钻孔。钻孔控制到断层面后5～10m位置，钻孔间距按2m设计，每排3～4个孔。

2.6 正断层另一盘煤上升，若断层落差大于煤厚度，则应根据巷道施工的倾角变化，施工卸压钻孔。一般，在工作面距离煤层法距3m前施工卸压钻孔，钻孔数量根据前探钻孔情况确定。

2.7 正断层另一盘煤上升，若断层落差小于1/2煤厚度，则直接施工16个20m深的钻孔（分2排施工），并进行连续预测。若预测超标，继续施工16个20m深的卸压钻孔。

2.8 施工卸压钻孔时，必须探测断层附近的煤厚：若煤层厚度大于煤层正常厚度1.5倍，必须至少增加一排卸压钻孔。

2.9 施工卸压钻孔过程中，若出现顶钻、喷孔等现象，必须在该排钻孔附近增加一定数量的卸压钻孔，直至没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值，进行△P和f值分析。

2.10 若工作面断层情况较复杂，无法准确判断，则直接施工16个20m深的钻孔，允许掘进7m进行边探边掘。若顺煤层倾角方向深度达不到15m，则应至少留5m超前距离进行边探边掘。掘进工作面遇其它异常情况时的防突管理

正常掘进过程中，掘进工作面出现下列情况时，必须立即停止掘进，探测工作面前方是否有异常情况，并施工卸压钻孔。

3.1 工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象；

3.2 工作面出现明显的突出预兆，如有声预兆和无声预兆等；

3.3 工作面软分层突然增厚，并达到0.5m以上。煤层破坏严重，节理发育。煤层呈土糜状、鳞片状，工作面片帮、掉顶严重；

3.4 掘进工作面施工过程中，非局部通风、瓦斯探头等原因造成的工作面或回风流瓦斯浓度达到0.6%以上。4 结束语

掘进工作面防突，必须建立包括突出危险性预测、突出防治措施、防突措施效果检验、安全防护措施等“四位一体”的综合措施体系。

论采煤工作面过断层的安全管理 篇6

【关键词】采煤工作面；断层；安全威胁；安全管理

0.引言

在工作面回采过程中，我们首先应把安全管理放在首位，只有保证了基本的安全，才能顺利进行整个回采工作。同时应该分析并指出回采工作面中过断层遇到的安全性问题，并去解决它，下面笔者就某矿过断层期间回采工作面如何安全管理，采取的技术措施进行具体的阐述，请同行给予探讨。

1.工作面简介

本次回采范围是北起-567二号放水石门以南25m，南至进风井煤柱线，上限的标高为-568.3m，下限的标高大约为-655.6m；上阶段4262A3工作面采至-465.0标高，下阶段（-660m以下）A3煤层尚未掘进；北翼4471A3工作面掘进完毕尚未回采，南翼A3煤层还未掘进；上覆B4b及4262B4a煤层已回采，B4a在-540以上未掘进；下伏4471（S）A1工作面正在掘进，目前正在施工斜机巷上山，风巷掘进将处于本工作面下方。

本次的回采范围中，A3煤层赋存较稳定，煤层厚度在1.0～3.0m之间，平均厚约2.4m。A3煤层底板约1.0m下为底板煤线，平均厚度约0.8m。

本次回采范围内A3煤层总体呈向斜构造形态，平均走向约340°，较倾向NE方向，平均倾角26°，块段周边以及掘进巷道揭露有数条中小型断裂构造。

2.断层参数和安全威胁

2.1断层参数见下表：

2.2过断层时的安全威胁

防止煤壁片帮管理，从顶板到底板使用金属网背严、背实煤壁，背网网要求：

（1）金属网规格：3.0m×1.1m

（2）过网方法：沿工作面倾向铺设

（3）联网要求：长、短边搭茬≮100㎜，每隔200㎜用14号铁丝绕网拧紧。

2.3过断层时安全管理

2.3.1顶板管理

a.断层上盘

当工作面上出口回采至距F12-12-1断层风巷实见处10m前时，工作面上出口向下10米范围作为衬顶段开始逐峒挑顶，每峒挑顶高度≯300mm；断层暴露于上端头后，必须适当破下盘底板和上盘顶板，以保持端头顶底板与上风巷顶底板平滑无阶梯，上盘丢煤底处支柱必须“穿”铁鞋，确保支柱初撑力不小于12MPa。

b.断层下盘

断层上盘挑顶同时下盘要逮顶刹底，下盘逮顶刹底每峒≯300mm，以减小断层上、下盘落差，衬平链板机。

c.上端头管理

工作面上端头过断层时要超前煤壁两峒管理，炮后及时挂梁过顶，掉漏顶处必须用木料填平、接实、支柱打上劲，回柱放顶时要加强好周围支架的规格质量，特种支架要齐全、正规，浮煤攉尽，保证后路畅通，下好底梁且底梁要及时随回柱人员向上挪移，并要分别在下方3～5m、8～10m处各设置一道挡栏后方准回柱放顶，回柱时要缓慢卸栽；上隅角回柱期间，回柱茬头向下20m范围内工作面严禁有人作业。

2.3.2其它方面安全管理

过断层时，首先每班要安排有经验的人员进行施工，并相对固定，且压上、压下划在同一茬。严格控制工作面下伪倾角度，保证工作面斜交过断层。

其次，应加强工作面工程规格质量管理，现场管理人员应该经常测量断层影响段工作面支柱的压力，确保支柱初撑力≮12MPa。再次，断层处要加强顶板管理，并且炮后要严格执行“敲帮问顶”制度，及时挂网、打探梁过顶。若煤体松软易掉或片帮、掉顶严重，应提前在煤帮架设一梁二柱顺山棚维护帮、顶，并且用金属网、塘材棍背好帮、顶，顺山棚规格：梁为1.6m～2.2m×Ф18cm圆木，柱为单体液压支柱，将煤顶超前管理好后方的可放小炮。对掉漏顶处必须及时用硬料将顶接上劲，严禁空顶、蒙顶作业。

最后，我们应严格执行“一炮三泥”、“一炮三检”、“三人连锁放炮” 制度及底眼装彩带等制度。炮眼最小抵抗线不小于0.5m，严格加强装炮质量，座底泥不小于100mm，封口泥要填满捣实。断层处放炮（警戒）距离≮50m，警戒处“人、牌、网”齐全，炮后要严格执行验炮制度，确保安全

2.4防飞矸的安全管理

（1）工作面倾角≥25°时，应遵守如下要求：

（2）断层处作业前每5m设置一处挡栏，防止物料、大块煤（矸）滚落伤人，在分茬处上一组支架设置一处挡栏，随回采逐架上移，始终保证作业人员上一组支架有挡栏。挡栏设置要求如下：

a、用金属网（规格：3.0m×1.1m）及方木（规格：1.2～1.4m×0.2m×0.2m）设置挡栏；用8#铁丝在挂金属网处支架处每组支柱上、下及方木两端各固定一处，炮后在管理好顶板后要及时在煤壁用单体支柱打一根支柱并挂好金属网，支柱要拴防倒链。

b、金属网悬挂在链板机道及煤壁侧，方木挡栏设置在老塘侧，高度0.4m，以确保行人通畅。

c、金属网挡栏设置应与链板机保持≯200mm高度，以利出煤。

d、炮后及时清理老塘侧墟煤（矸）以确保退路畅通。

2.5链板机管理

（1）在链板机防滑方面，首先机头和机尾要打牢防滑撑和压车柱，其次机身要用DW22（25）-30/100单体支柱每隔20m打一根压车柱，防止链板机自行下滑，支柱栓牢防倒链防倒。

（2）由于本工作面在过断层时倾角较大，当工作面倾角≥25°时，严禁用链板机运送物料。

3.结语

回采工作面过断层技术与实践 篇7

1 工程概况

安顺煤矿位于贵州省安顺市北14 km, 矿井设计生产能力90万t/a, 可采储量4 988万t。9103综采工作面是安顺煤矿首个采用综采回采工艺的采煤工作面。工作面运输巷长1 010 m, 轨道巷长925m, 面积163 978 m2, 工作面采高1.6 m, 可采储量38.35万t。工作面轨道巷228 m处在掘进期间揭露2条连续的正断层, 落差3.5 m, 对回采工作影响较大。

2 工作面过断层技术与实践

2.1 过断层技术工艺

现行的过断层的技术工艺主要有调整采高法和挑顶起底法, 其中挑顶起底法又称为留顶卧底法[2]。

当采煤设备采煤能达到的最低煤层高度小于等于断层上下底板之间的煤层高度时, 一般采用调整采高法, 即采煤工作面正常推进距断层一定距离时, 通过采留顶煤或留底煤的方式降低采高, 工作面顺利过断层后再逐步恢复采高。

当采煤设备采煤能力达到的最低煤层高度大于断层上下盘顶底板之间的煤层高度时, 一般采用挑顶起底法或留顶卧底法, 即通过采煤机直接割岩通过或对坚硬围岩先行破碎再用采煤机慢速切割通过。

2.2 断层FLAC3D数值模拟

在断层处采集样本岩石, 在实验室内进行物理性质与力学性质的实验, 力学实验包括对岩石的抗拉强度、抗压强度和变形实验。通过对采集的岩石进行各项试验得相应力学参数见表1。

FLAC3D是由美国开发的三维快速拉格朗日分析程序, 该程序特别适用于具有渐进破坏性和大变形的断层顶板的数值模拟和分析[3]。

通过FLAC3D对9108回采工作面断层进行计算机数值模拟分析, 其中X坐标轴为断层的物理坐标, Y轴为断层剖面的高度, 主要对顶板与围岩的位移、垂直方向应力进行数值分析 (图1—图2) 。从中可以得出工作面断层的上盘岩在垂直和水平方向均有移动, 随着埋藏深度的增加, 垂直应力按照地应力赋存的规律增加, 与实际相符。

2.3 9103工作面过断层技术实践

9103工作面机组最低过机高度为1.5 m, 即使采用最低高度向前推进也会割岩, 因此此次过断层采用挑顶起底法或留顶卧底法。为了保证煤质, 在距断层一段距离时降低断层区段内的采高, 减少割矸量, 每次移架时, 要少降快拉, 防止顶板矸石落入煤流中。在过断层F1上盘时, 采煤机推进以挑顶为主、破底为辅, 且破底量每刀不能低于200 mm。在过断层F2时, 下盘以破底为主, 上盘以挑顶为主。挑顶和破底量要根据现场实际情况保证工作面断层及变化带地段平缓过渡。由于该断层呈阶梯式, 根据工作面设备正常工作条件的要求, 采用呈12°的倾角向前推进 (图3) 。

2.4 过断层期间顶板与片帮煤壁的支护

在工作面推进过断层时通常会由于顶板破碎导致支架与顶板接触不密实, 支架顶梁和梁端上方顶板会因为离层破坏支护不及时, 造成严重的端面片帮事故的发生, 片帮后直接导致了支架与煤壁的端面距增大, 破碎的顶板顺着梁端滑落造成端面顶板垮落[4]。所以, 为了安全无事故地通过断层, 必须加强对破碎顶板和片帮煤壁的控制。

(1) 加强支护。采煤机割完煤后可以采取先前移支架, 然后前移刮板输送机的及时支护方式进行支护, 当片帮深度超过0.8 m时可采取超前移架的支护方式进行支护, 移架时要让立柱保持足够的压力, 不能出现空顶现象。

(2) 加快推进速度。在顶板和设备正常的情况下尽量加快推进速度, 推进速度越快煤壁显露的时间越短, 顶板破碎度就越低。

在9103采煤工作面过断层的实践中, 综采队采取以下措施。 (1) 打眼期间要随时注意两帮与顶板, 发现有片帮、顶板垮落危险时, 必须立即停钻处理。 (2) 爆破前要求支架顶梁挤住 (煤) 岩墙, 爆破后及时伸出伸缩梁或超前拉架, 严禁出现空顶现象, 并保证支架有足够的初撑力。 (3) 全岩段回采期间, 必须做到采煤机过后带压拉超前架及时支护顶板, 对于顶板破碎地段及时伸出伸缩梁, 以减小空顶距。 (4) 工作面指定地点必须要放置一定数量的圆木或半圆木, 防止工作面及支架上方空顶缺少背顶材料。 (5) 断层延伸至机尾时机尾加密切顶柱、打丛柱及密集点柱等特殊支护以加强上隅角顶板控制, 并派专人对机尾段巷道顶板进行观测, 一旦发现异常及时汇报并采取安全措施, 以保证作业期间的安全。 (6) 支架错差较大时, 在架间用方木、竹笆等背顶, 以防止落矸伤人。

2.5 过断层期间放炮管理

在推进过程中, 要求作业人员控制好工作面与断层走向的夹角, 以减少工作面一次暴露的岩石段长度[5]。9103采煤工作面炮眼布置如图4所示。

3 过断层期间设备维护与人员管理

工作面过断层期间要保证设备正常运转, 避免因设备故障而引起事故造成人员伤亡, 同时规范人的行为, 避免盲目操作。

综采队机电检修人员每天按照包机制度对9103工作面设备进行全面检修与维护, 对常用、易损配件提前备用, 保证工作面机电系统正常运行, 提高乳化液液压站压力, 保证供液系统完好, 避免因液压支架初撑力不够而引起的支架不能有效接顶。

4 结语

工作面过断层时要根据矿区的实际情况选择合理、可行的方法, 加强对破碎顶板和片帮煤壁控制, 尽可能减少顶板垮落事故发生, 同时也要加强人员管理, 使采煤工作面顺利、安全、快速地通过断层, 提高工作面的产量和矿井经济效益。

参考文献

[1]张效春.综采工作面过断层、过冲刷技术及有关参数的确定[J].山西煤炭, 2005 (4) :33-35.

[2]刘志刚, 张华清.综采工作面过断层技术与实践[J].煤矿开采, 2010 (10) :30-31.

[3]陈少璞, 王滨, 王瑞智, 等.大柳塔煤矿12611-2综采面过断层技术研究[J].煤炭工程, 2011 (10) :72-74.

[4]张吉春.煤矿开采技术[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2009.

工作面过断层技术的应用与研究 篇8

在采煤过程中经常会遇到一些复杂的地质构造, 比如最常见的断层。断层破坏了煤层的完整性, 造成裂隙和破碎带。过断层时, 先要确定工作面与断层走向的夹角, 夹角越小, 工作面破碎带宽度越大, 冒顶的可能性越大。断层落差小于0.8 m时, 可直接采过去;落差较大、范围较小时, 可采用挑顶、卧底或两者相结合将工作面推过断层。如果断层落差很大, 顶底板岩层坚硬, 或断层平行工作面、挑顶卧底很困难时, 需要重开开切眼绕过断层, 否则容易发冒顶事故。在工作面回采时, 有时需要进行多次过断层回采, 给矿井生产和选择采煤工艺带来很大困难。因此, 选择合理的过断层技术和相应措施, 不仅能提高采煤安全性和效率, 还能取得一定的经济效益[1]。

1 过断层开采的方法

理论上来说过断层方法有:a) 直接割煤过断层, 在煤层断层落差比较小, 上下盘接触处煤层厚度大于等于液压支架的下限通过高度, 保证支架能够通过的情况下, 可直接采煤过断层;b) 割底煤或顶煤过断层, 这种方法适用于断层上下盘之间煤厚小于液压支架下限通过高度、煤层顶底板为松软岩层、顶板相对完整的情况;c) 采用预掘巷与割底相结合法过断层, 适用于断层落差较大的综采面[2]。

2 预掘巷与割底相结合法过断层

以大同金湾矿12-18801工作面为例, 在工作面推进394 m处出现一正断层, 落差为0.68 m~1.45 m, 采煤机最小采高为1.4 m, 液压支架的下限通过高度为1.4 m。根据断距、支架倾斜度及断层面的破碎情况, 确定过断层工艺为:贴断层面走向掘一条长30m~50 m、宽2.5 m、高1.8 m的巷道, 在断层一侧跨断层由外向里递进开2 m帮, 使掘进巷道加宽到4.5m。在小断面棚中间支大断面长梁棚, 一棚三腿, 并在长梁上补1架锚栓, 以防顶板垮落。见图1。

采煤工作面过断层时, 坡度应根据支架纵向稳定性和铰接前探梁允许的上下摆动角度来确定, 由于该矿采用的支架铰接前探梁的摆动幅度为5°, 因此, 坡度应控制在12°~14°。此外, 过巷时棚梁方向应垂直于煤壁方向, 当巷道长棚梁与工作面支架相互接触时, 工作面支架前探梁必须托在棚梁下才能移架。

3 开凿断层巷回采过断层

以五阳煤矿51采区5103工作面为例, 该综放面煤层埋藏深度为220 m, 工作面沿煤层伪倾向布置, 运输巷长540 m, 切眼长为150 m, 平均坡度为6°, 煤层平均厚度为6.31 m, 有两层夹矸, 普式系数f为3~8, 老顶较为坚硬, 以石英和中粒砂岩为主。该矿采用后退式割底煤、低位放顶煤的综合机械化采煤法, 使用双滚筒采煤机直径1.8 m, 采高为3 m, 截深0.6 m, 支护使用液压支架。

由于该工作面需要依次揭露四条断层, 其断层落层分别3.8 m、0.8 m、1.3 m和4.5 m。

a) 过第一条断层时采用平推硬过法, 断层比较松软时采煤机可直接将其割下, 断层较硬采煤机不好割时可进行放小炮挑顶, 但过断层时推进速度会降低;

b) 第二、三条断层由于落差不大, 对回采影响较小, 采用平推硬过法;

c) 过第四条断层时, 由于落差大, 采用上述方法对生产安全影响太大, 因此, 采用开凿断层巷法, 破除断层岩石后再推进工作面, 此时, 受断层巷开凿的影响, 破坏了断层巷的应力平衡状态, 所以需要加强工作面顶板的支护。

4 大采高综采工作面俯仰斜回采过断层

以义马矿务局耿村矿11061工作面为例, 工作面煤层内生节理较发育中硬, 有两层夹矸, 厚0.3 m, 上层坚硬下层质软。工作面沿走向长640 m, 斜长146m, 煤层厚4.5 m~5.4 m, 平均厚5.2 m, 倾角14°~18°。断层与工作面斜交, 角度为65°~75°, 落差1.4m~4.5 m, 影响宽度约70 m, 破碎带宽30 m, 支架支撑高度为2.5 m~4.7 m, 由于工作面上巷在断层带附近由里向外下降, 倾角为4°, 因此, 采用俯仰斜回采过断层。

当工作面距离断层40 m时, 以6°倾角沿煤层顶板俯斜回采, 逐步降低采高, 当工作面推到离断层2 m时, 调整为7°倾角进行回采, 同时, 逐步加大采高和减小倾角至采出断层带, 并快速将上巷与上端头的台阶消除。见图2。

安全技术措施:由于落差变化幅度较大, 为防止发生冒顶事故, 需要采取相应的安全技术措施:

a) 在距上端头20 m范围内, 支木套棚和机尾支架顶梁搭接, 支护破碎顶板, 在工作面距断层10 m, 使用木垛棚支护顶板, 直到通过断层;

b) 在过断层时实行擦顶带压移架, 使前梁紧顶煤壁, 缩小梁端距;

c) 在保证支架稳定的条件下, 将采高控制在最低限度内;

d) 当采煤机割煤时, 先割底后割上, 并及时移架;

e) 加强通风, 防止端头瓦斯积聚, 加强防范措施;

f) 当工作面推进到断层落差较大处时, 为不影响采煤质量, 对煤矸石进行分装分运。

5 综采过断层化学加固

在工作面综采过断层时, 常使用化学加固法对断层进行处理, 防止发生突发性事故。由于该技术在加固煤壁、片帮及冒顶等方面效果显著, 因此, 也常用来加固综采面断层破碎带, 使采煤工作面推进更加顺利。特别是在断层落差较大的情况, 通过化学加固可以避免重新开切眼, 工作面整体移动。

5.1 化学加固材料

在实际生产过程中, 常选用聚氨酯材料进行加固, 该材料粘度适中, 粘结强度高, 凝胶时间可以调节, 还可产生二次发泡压力, 塑性好且性能稳定。因此, 应用比较广泛。

5.2 加固设备及工艺

化学加固需要利用一定的设备及工艺将化学注浆材料注入松散的煤层和岩体中, 使浆液渗透到煤岩裂隙中, 凝固后松散的煤岩会成为一个整体。但是使用该方法加固煤岩并不能使已受到破坏的岩层恢复到破坏前的程度, 仅是提高了煤岩之间的相互摩擦粘接作用, 以此防止较大岩块的垮落。常用的设备有液动泵、风动泵和电动泵。液动泵主要用于乳化液的施工地点;风动泵主要用于巷道和井筒点的施工;电动泵可用于井下任何点的施工。

6 三软4.5 m厚煤层综放开采过断层

以任楼矿7215工作面为例, 该工作面走向长685m, 工作面长150 m, 煤层厚度为3.4 m~5.3 m, 倾角16°~19°。煤质松软, 普式系数f为0.9~1.6, 采高2.2m, 放煤高2.4 m, 采放比为1∶1.1, 放顶煤支架为ZFS4400/15.5/27C型。直接顶为砂质泥岩, 厚0.9 m~9.6 m, 单向抗压强度为19.3 MPa。直接底为砂质泥岩, 厚2.7 m, 单向抗压强度为25.6 MPa。是典型的三软煤层。

FX8断层组共发育四条断层, 以FX8为主在工作面中间, 对工作面的回采影响较大。其产状:a) FX8:160°<40°, h=3 m~6 m (h为断层落差高度) ;b) FX8-1:183°<70°~90°, h=2.4 m;c) FX8-2:350°<80°, h=1.3 m;d) FX8-3:170°<66°, h=1.8 m。回采FX8断层组可重新开切眼或直接过断层。重开切眼, 综采支架需要搬家跳采再搬家, 投入大, 而且断层两盘丢煤多, 加大了综放工作面的接续。若不跳采, 在推进到FX8而没到FX8-1、FX8-2、FX8-3组合断层前, 断层落差小于煤厚, 通过提架缩小采高, 可减少破矸量。推进到组合断层后, 累计落差达6 m多, 在工作面倾斜方向进行破矸, 通过放震炮, 集中人工超前破岩, 分装分运保证煤质。因此, 采用直接回采通过FX8断层组较为合理。

7 结语

采煤工作面过断层方法与工艺的选择, 应根据煤层工作面的基本参数、煤层所处的地质条件及断层的基本产状来综合确定。此外, 应优先考虑安全性, 做好采煤安全防范措施, 综合考虑过断层时煤炭的丢失量、对采煤质量的影响等因素。加大工作面过断层技术的研究与应用, 不断提高采出率, 改善煤质, 降低采煤成本, 真正实现安全高效高产。

参考文献

[1]李平.综采工作面过断层采煤技术实践[J].煤矿开采, 2001 (3) :30-31.

综采工作面过断层采煤技术探讨 篇9

1 综合工作面过断层遇到的困难及采用的方法

1.1 综采工作面过断层遇到的一些问题

有关数据显示, 几乎不存在没有断层的工作面, 因此, 综采发展的重要工作是探索综采工作面过断层的方法。综采工作面所要经过的断层岩石比较破碎, 这样很容易造成冒顶, 并且冒顶所产生的高度比不过断层时大。由于采高、底板、顶的变化, 综采工作面经过断层时, 比较容易造成液压支架的压死和倾倒。工作面的产量会受到通过断层时的情况所影响, 如果断层有较大的落差, 产量下降就会较为严重;工作面与断层的夹角也会对工作面产量造成较为严重的影响, 也就是工作面与断层之间的夹角越小, 产量下降就会较为严重。

1.2 综采工作面过断层比较常见的几种方法

1.2.1 跳采法

跳采法就是根据作业的具体情况, 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, 这条巷道应当与区段运输巷以及区段材料巷相互连接, 这样回采的时候就能绕开断层。如果断层被工作面包围, 就必须采取跳采法, 应当在断层处留垛, 开出巷道打通工作面。另外, 在回采的时候遇到落差较大的倾向断面也应当采取跳采法。

1.2.2 挑顶起底法

挑顶起底法就是利用采煤机在断层中进行卧底或者挑顶, 进行强行截割周围的岩层, 使过岩层的目的得以达到。如工作面顶底板周围的岩层不太坚硬, 可以采取直接挑顶起底;当岩层较坚硬时, 要对断层进行超前处理, 根据现场情况决定是否运用挑顶起底法。

1.2.3 调整割煤高度法

调整割煤高度法也是一种为了避开断层的方法。在采煤作业之前, 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。在作业过程中, 通常采取保留底层煤或者顶层煤的方法过断层, 过断层以后就可以开采底层和顶层。调整割煤高度法常用于断层间落差不大的情况, 特殊情况下, 就应当将工作面上扬, 降低采高过断层, 这样就保证了正常作业。

1.2.4 综合方法

综合方法就是结合实际情况, 在综采工作面过断层时综合性的技术方法。综合方法需要多个方面的配合, 需要较为复杂的工艺, 采煤的进度受到很多因素的影响, 由于工艺具有一定的复杂性就这决定了采煤技术的综合性。因此, 应当因地制宜, 综合各种方法, 而不是在采煤过程中只使用单一的方法, 综合方法的运用能够有效地解决一些问题。

2 综采工作面过断层采煤技术措施

2.1 认真做好支护工作

综采工作面在过断层采煤时, 必须防止冒顶。要想解决这一问题, 就应当加强支护, 对断层的顶板做好控制工作。首先要认真做好断层附近和工作面巷道附近的支护, 支护的数量和质量关系到支护的安全可靠性和强度, 应当依据一定的规范进行施工。要根据工作需要进行支护的增减, 当出现顶板破碎情况时, 为了防止顶板破碎的情况出现就应当采取带压移架。

2.2 对断层线与工作面的夹角进行科学调整

对于煤层的倾斜断层大于或者等于落差, 一般采取工作面平推硬过的方式进行。如果断层线与工作面相交或者相互平行的度数不是很大, 工作面通过断层时, 断层就会有很大的暴露范围;断层线相交或者相互平行的度数不是很大, 则断层有较大的暴露范围, 从而给顶板维护带来一定的难度。为了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综采工作面的方向进行调整, 使断层与综采工作面形成一定的夹角, 夹角越大, 就会形成越小的交叉面积, 顶板维护起来越容易, 但是需要较长的时间才能通过断层。顶板工作面稳定程度处于中等, 断层与综采工作面的夹角以20°-30°度最佳;对于顶板不稳定的, 断层与综采工作面的夹角以30°-45°度最佳。但是会大大加长综采工作面的长度, 是否采用这种方法要综合各种因素, 最终确定最优方案。

2.3 认真做好断层处岩石处理

综采工作面过断层首先要做好断层处岩石的处理。硬度系数小于4的岩石硬度直接采取截割;当硬度较高时可以采取打眼放炮进行卧底或者挑顶。对断层进行处理时应当放小炮、少装药、打浅药, 要先选择好炮眼的角度和位置然后再打眼, 放炮时要注意防护液压支架防止被崩坏。在放炮区对支架的防护也就是悬挂挡矸皮带在支架前柱, 有时甚至还需要套上防护筒在支架的外面。通过长期观察发现, 炮烟严重腐蚀支架表面镀层, 影响最大的就是表面的镀铜层, 因此有些煤矿采取风镐对断层的岩石进行处理。

2.4 要加强管理以及设备的维护工作

机器设备是施工工程和工业项目非常重要的组成部分, 很多作业时必须借助机械的力量, 完全靠人力难以完成。机械设备在综采工作面过断层时发挥着非常重要的作用, 因此要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, 保证采煤项目的有序开展, 保证机械设备的可靠、安全运行, 避免和减少由于机械设备而发生安全问题等, 要特别注意易磨损部件的预备以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。

2.5 认真做好过断层时顶板的管理工作

由于顶板比较破碎, 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以采取隔一架移一架的方式进行。当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, 采取间隔移架方式。

3 结语

综采工作面过断层采煤过程中要进行科学设计, 精心准备, 要按照一定的程序和步骤对方案进行科学实施, 对于巷道的质量要认真检查, 一旦发现问题要认真进行整改, 综采工作面过断层采煤技术的运用创造了较好的经济效益, 使煤炭的回收率得到提高。

参考文献

[1]周明杰, 等.综采工作面安全过断层技术在实践中的应用[J].西部探矿工程, 2013, 25 (3) .

[2]耿念波.浅谈综采工作面过断层开采技术[J].中国科技纵横, 2013, 14.

综采工作面过断层方法及应用实践 篇10

断层是工作面回采和掘进过程中最常见的地质构造, 断层的存在容易造成周围顶板破碎、瓦斯和水积聚, 在工作面过断层时, 若不采取合理的措施极易出现顶板冒漏、煤壁片帮、瓦斯不均匀涌出等现象, 严重时甚至会造成液压支架倾倒与歪斜, 给工作面正常回采作业带来严重的威胁[1,2]。断层的产状特征往往是决定工作面如何过断层的关键, 此外如何过断层还需综合考虑断层带附近围岩特性、煤体特征、回采工艺和工作面布置等多种因素。现就当前常见的过断层方法及其适应性做详细分析, 并以15012工作面过断层实践进行探讨。

1 过断层方法简述

中国煤炭资源分布不均, 以西多东少, 北多南少为主要规律。断层的分布与煤炭资源分布也有一定关系, 开采实践表明, 在煤炭资源分布较少的中东部和西南地区地质条件较差, 断层交错易变[3]。在多年的开采实践中, 中国煤矿工作面过断层技术已经很成熟, 目前较为常见的过断层方法有调整采高法、平推硬过法、挑顶卧底法和跳采法等[4]。由于断层的存在往往会带来许多安全隐患, 因此无论选择哪种过断层方法, 都要考虑到安全性和实用性, 确保在能够快速、安全过断层的基础上保障人员和设备的安全。

1.1 调整采高法

调整采高法主要适应于过落差较小的断层, 且所过断层上、下盘之间的煤层厚度需不低于液压支架通过下限。采用该方法过断层之前, 需掌握所过断层的具体参数, 确保支架能够在一定范围内降低至合理支护高度, 该方法的主要优点是操作简单、煤炭含矸率低, 同时可以避免设备过度磨损, 但需要浪费一定量的底煤。

1.2 平推硬过法

当断层无法采用调整采高法通过, 且落差不是太大时可以采用直接平推进行硬过。采取该方法过断层时应在距断层一定距离时根据断层参数逐渐破岩, 由于采煤机截割岩石能力有限, 故常应用于顶底板围岩较弱的工作面。该方法的优点是施工作业工序简单, 缺点是煤炭含矸率高, 煤机截齿更换频率高, 顶板管理难度较大。

1.3 挑顶卧底法

挑顶卧底法在一定程度上也是平推硬过法的另一种表现形式, 该法常指依靠采煤机破岩外的爆破、风镐等其它破岩方式过断层。采用挑顶卧底法应该首先掌握断层的具体产状, 根据产状确定合理炮眼参数和爆破程度。该方法往往用于过落差较大但影响回采范围较小的断层, 其主要优点是避免设备磨损, 缺点是施工难度较大, 推进速度慢。

1.4 跳采法

跳采法又称绕过法, 主要适应于过落差和影响范围较大的断层, 具体可分为局部跳采和全部跳采两种。前者工程量大, 不利于提高煤体回采率;后者是通过采面的缩小和对接完成, 能够在降低断层影响程度的基础上尽可能地提高煤炭回采率, 但涉及到中间巷的开掘, 需注意设备的衔接和通风系统的完善。

2 过断层工程实践

2.1 工程概况

15012工作面位于矿井南翼采区南部, 该工作面煤层厚度为3.2 m~3.7 m, 平均为3.4 m;煤层倾角为1°~7°, 平均为4.5°;煤层中上部含有一层0.2 m~0.4 m的夹矸。该工作面走向长度为1 024 m, 采长为180 m;伪顶为厚0.4 m~0.6 m的炭质泥岩, 该炭质泥岩呈薄层状;直接顶为均厚4.5 m的灰黑色粉砂岩, 该粉砂岩节理裂隙发育程度较高, 局部呈破碎状;基本顶为均厚4.3 m的粗粒砂岩, 粗粒砂岩致密程度较高, 层理不发育。该工作面在回采至距开切眼84 m时遇到F1断层, 由于该断层落差已达7.2 m, 故对工作面正常回采影响较大。

2.2 过断层方案确定

考虑到F1断层落差为7.2 m, 切顶板岩层为粉砂岩~粗粒砂岩, 岩体强度较高, 采用平推硬过难于通过, 且落差较大不适合采用调整采高法, 故需寻求其它方法进行过断层。经过考虑分析确定两种方案, 即采用爆破岩体过断层和跳采法过断层。两种方案对比见表1。

通过爆破岩体过断层和跳采法过断层两种方案的比较和分析, 决定采用跳采法过F1断层, 具体跳采法过断层巷道布置见图1所示。

2.3 过断层关键技术

中间巷道采用“锚网索”联合支护方式, 锚杆规格为Φ22 mm×2 400 mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆, 巷道顶板和两帮锚杆间排距为700 mm×700 mm, 锚杆预紧力不低于80 k N;沿巷道中心向两侧700 mm布置Φ17.8 mm×6.8 m的钢绞绳锚索, 锚索间排距为1 400 mm×1 400 mm, 锚索预紧力不低于120 k N。对于采动影响范围内的动压区域, 采用单体柱和π型梁打设叉子棚进行支护, 单体柱初撑力不低于90 k N。考虑到中间巷随着工作面推进不断减小, 决定采用在中间巷布置SGB620/40T刮板运输机用于煤炭转运, 该刮板运输机一端搭接至老切眼运输机机头, 一端搭接新切眼运输机机尾。中间巷采用SGB620/40T刮板运输机的主要优点是可以随中间巷的缩短不断通过拆溜槽减少运输机长度。具体运煤工艺为:采煤机破煤、落煤→老切眼刮板运输机→中间巷SGB620/40T刮板运输机→新切眼刮板运输机→机巷转载机→机巷皮带输送机→外运。

通风方式为:机巷→新切眼→中间巷→老切眼→回风巷→采区回风下山→总回风巷→风井。为了防止漏风, 在外切眼采空区侧和老切眼中间巷侧与采空区侧悬挂档杆帘。

采取跳采法进行过断层成功的关键还需新、老切眼实现合理对接。为了保证新老切眼对接的顺利实施, 需采取措施:a) 在老切眼推至距新切眼10 m~15 m时标注基准线, 老切眼延基准线进行推进;b) 为了保证对接工作的完整性, 在中间巷距新切眼15 m范围内采用抬棚加强支护;c) 新、老切眼对齐时进行运输机的拆装工作, 设备安装完毕后进行试运转, 符合运行条件时开始采煤。

3 结语

目前, 中国综采工作面过断层技术已经成熟, 合理选择过断层方法不仅可以促使工作面快速推进, 保证回采作业的连续性, 同时也有利于采场安全管理。经过方案的提出和对比, 决定采用跳采法过15012工作面断层, 通过实施中间巷“锚网索”联合支护、中间巷超前支护、选用SGB620/40T刮板运输机、防漏风和工作面对接等措施的实施, 保证了15012工作面顺利通过断层。

参考文献

[1]王海川.综采工作面过断层超前管理措施探讨术[J].煤, 2014, 23 (1) :66-68.

[2]杨嘉昌, 李强.综采工作面过断层的顶板控制技术及应用[J].中国西部科技, 2009, 08 (4) :29-30.

[3]冯林杨, 李想, 邢德恩.综采工作面快速过断层方法浅析[J].山东煤炭科技, 2012 (3) :150-152.

工作面过断层 篇11

关键词：工作面 断层 奥灰水 综合治理

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-024-02

1 施工目的

对F10断层带过6103N工作面的周围进行注浆封堵，防止奥陶系灰岩水通过断层带进入工作面，在工作面边眼打疏水降压孔对奥灰水进行疏降，从而达到工作面安全开采的目的。

2 工作面断层概况

巷顶及两帮上部为煤6层，厚度2-6米左右，以块煤为主，煤层比较稳定。下部为煤6底板泥质砂岩，岩石比较松软，泥质胶结，裂隙发育。巷道底板距离下部奥陶系灰岩顶界面约50米左右。标高在590-600米。

根据三维地震资料，F10为正断层，走向NE，横向延展长度600米，纵向断自奥灰内，落差0-15米，倾角70€埃沂塹及禄宜喜悖壳八槐旮呶？880米。F10断层在6103N工作面边巷揭露时落差2.3米，并没有导水现象；在皮带巷揭露时落差2.6米，掘进至F10断层附近巷道底板涌水，当时涌水量20m3/h，目前的涌水量稳定在15m3/h，为奥灰水。

3 施工方法

在6103N工作面边眼施工放水孔，对F10断层附近奥灰水进行疏降，在临近6103N皮带巷做钻窝直接对F10断层注浆加固。采用疏放与封堵相结合的方法，达到安全回采的目的。

4 施工设计

4.1 6103N工作面边眼疏水钻孔设计

（1）探放水钻孔设计参数

（2）钻孔施工要求

钻孔设计一层孔口套管，孔口下10m€%o108㎜止水套管， 为施工和使用安全，上述孔口套管必须使用无缝钢用水泥注牢。要求围岩完整，管外间隙浆液均匀饱满、固结强度足够。孔口安装4寸25Kg控水闸阀，要求做耐压实验，压力3MPa，持续时间30分钟。耐压试验要求孔口周围不漏水，孔口管牢固不活动。

（3）施工总结

Z1孔终孔出水量27m3/h、Z2孔终孔出水量5m3/h。

4.2 6103N皮带巷加固注浆设计

4.2.1 钻孔的设计

每个钻窝设计12个钻孔，分三排，每排分布4个孔，其中各钻窝的7号孔作为前期检查孔（取芯），先行施工，10号孔为后期检查孔（取芯），最后施工。

（1）1号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深56米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深58米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深66米。

1、5、9孔方位290度；2、6、10孔方位305度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位330度。

（2）2号钻窝：1-4号孔为上仰孔，倾角+5度，孔深35米。5-8号孔为平孔，倾角+1度，孔深38米。9-12号孔下伏孔，倾角-5度，孔深50米。1、5、9孔方位300度；2、6、10孔方位320度；3、7、11孔方位320度；4、8、12孔方位345度。

（3）3号钻窝：钻孔全部为下伏孔， 1-4号孔倾角-5度，孔深45米。5-8号孔倾角-10度，孔深38米。9-12号孔倾角-15度，孔深35米。1、5、9孔方位150度；2、6、10孔方位135度；3、7、11孔方位120度；4、8、12孔方位105度。

4.2.2 钻孔注浆要求

注浆段及注浆参数：

（1）每个钻孔从直径108mm口径套管底部开始到终孔深度为注浆段，段高15-45米，根据实际情况可以分为2-3段或分多次注浆的方式进行，即见断层之前、见断层后，过断层后。

（2）注浆压力：为了保证浆液的扩散距离和质量，根据单液浆的性能特点，取终压为静水压力的1.5-2倍，即4.5-5.5MPa。

（3）注浆材料及浆液配比：注浆材料选用32.5R普通硅酸盐水泥，采用水灰比1：1的单液水泥浆加入添加剂进行注浆。添加剂为三乙醇胺和食盐，比例为水泥量的0.5‰和5‰。预计用水泥900吨。

（4）注浆泵量及稳定时间：结束泵量为75-100L/min，稳定时间30min。

注浆设备与注浆方式：

（1）注浆设备采用杭州产三缸注浆泵，进浆量分为75L/min和150L/min两个档位，最高泵压为12MPa。

（2）浆液制作为人工上料、定量加水、三乙醇胺及食盐，机械搅拌后存入注浆桶内（容积1.8m3），再进行不停止的二次搅拌，然后用注浆泵通过管路送入孔内。

4.3 注浆量及注浆结束标准

（1）注浆量：按照浆液扩散距离和布孔数量及位置，并考虑出水量的大小等参数综合确定，平均每个单孔注浆量预计30m3左右。总注浆量预计1125m3（包括固管）。

（2）注浆结束标准：每个孔按照每段深度达到压力标准、泵量和稳定时间的标准，才能结束本次注浆或本孔注浆工作。即在泵量小于100L/min，压力达到4.5-5.5 MPa，稳定时间30 min以上。

4.4 施工总结

注浆施工结束后经对巷道内顶、底板出水点进行观察，出水量明显减小，经钻孔验证注浆效果良好能够满足采掘工程要求。注浆结果能够保证工作面掘能够顺利而安全的进行。

4.5 附图

单侯矿6103N过断层综合治理平面示意图。

5 技术总结

（1）在6103N边眼打奥灰放水孔，降低局部奥灰水位，减少奥灰水突水的可能性。

（2）对F10断层及底板加固注浆，增加隔水层的强度，减小工作面回采后断层出水可能性。

（3）通过疏、堵相结合的方法使工作面顺利回采，增加产煤量84 000吨，提高经济效益。

（4）对井田地质构造规律做进一步分析研究，总结历次突水事故经验，对于导水断层，今后要提前进行超前探测，采取疏降、封堵的方法进行治理。

参考文献：

[1] 陈崇希.地下水不稳定井流计算方法[M].北京：地质出版社，1983.

[2] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单侯煤矿防治水专项设计[S].2004.

[3] 郑纲，杨小刚.开滦（集团）蔚州矿业公司单候煤矿水文地质补充勘探设计[S].2005.

薄煤层工作面过断层的研究 篇12

1 工作面概况

3607工作面位于三采区上山北翼,开采煤层为石炭系太原群16层煤,煤层厚度1.05 m,倾角4°～80°,平均60。煤层夹有炭质砂岩和硫化铁结核,顶板为灰岩,厚度稳定,性脆坚硬,裂隙发育,底板为黏土岩膨胀性强。

工作面为倾斜长壁布置,顶板自然垮落。工作面倾向长420 m,面长213 m,其中北面长117 m,南面长95 m。F断层自南巷上方28 m处进入工作面,开始落差为1.5 m,进入工作面后落差逐渐增大,在北面落差达到3.8 m,成为锯齿行断层,曾一度分支为2条,其中一条落差1.5 m,另一条落差为2.0 m,成组延续20 m。这种断层给工作面生成的各环节造成了极大的不利。

2 过断层的工艺过程

2.1 施工方案的确定

工作面过断层有3种方案选择:一是在工作面断层前方垂直三条巷道两面各开一条切眼,实行工作面搬家跳采甩掉断层影响区段,这种方法煤炭损失严重,工期长,效益差,没有采纳。二是在断层前方,基本沿断层方向打一条斜巷作为切眼,这种方法相对第一方法减少了储量损失,但增加了掘进工作量,并且在初次放顶时,易受断层影响,安全程度小,也增加了调采难度。三是南面因断层落差在1.5 m左右采用强推硬过的方法,在北面将运输机尾变为机头,在断层处把溜槽掐开,形成两部溜尾,并搭接一块,北部溜子倒转进行运输。这一方法既能不丟煤又不耽误生产,只要支护合理,防止顶板冒落,工作面是可以推过断层的,在效益上要好于前两种方法[1]。

2.2 断层处的支护

工作面能否顺利推进,重点在支护。需要考虑以下几个不利因素:一是煤层底板为黏土岩,支柱容易钻底,支护强度低,不利于顶板支护。二是断层比较破损易冒顶。三是断层落差大,机尾搭接处形成了类似溜煤眼形式,行人不便。四是放炮对断层处的影响较大。采取相应措施解决这几个问题,也就解决了顶板管理问题[2]。

具体支护措施:一是断层处2 m范围内超前处理1 m,上下两盘分别架设2对4架型钢探梁,迈步前进。二是断层面打戗柱,并沿断层倾向架好木棚,窜杆瞒顶。三是断层两侧20 m内,每4 m加打一个木垛,放顶线改为三个一组丛柱。四是增加支护密度,柱距缩至0.8 m。五是所有支柱都要穿铁鞋,支柱初撑力大于90 kN。当支柱压力达不到要求时,改铁鞋为地梁。六是严禁多炮一起放,要一炮一放,响炮后,立即按规定打齐支柱再放下一炮。

2.3 工作面过断层工艺过程

工作面过断层其过程为:打眼放炮———跑后溜前支护———其他区段放炮——攉断层处的煤、运输———断层处下探梁支护———攉其他区段煤、运输———其他区段支护。

3 另外几种情况及相应措施

3.1 锯齿形区段的推进

在北面,由于经常性的遇到锯齿形断层面,岩石容易冒落,对这种情况采用的措施:找到破碎的断层面矸石及顶煤,架棚支护,每架棚上窜以小杆瞒顶。断层处的放炮由上向下放,每次放炮结束,迅速拉出煤,人员由上向下支护,有效地控制了顶板。

3.2 断层在中巷时

由于中巷将断层分开,当回采工作面推到该位置时:一是牵引运输机困难;二是北面不能马上形成两部溜子;三是回柱放顶造成了极大的困难,采取了两面溜头留煤柱的方法。南面留了一个4×4 m的煤柱,形成煤柱后,将运输机牵过来。北面由中巷向面内打了一个2.5 m宽的煤硐,全煤高,长24 m,既解决了运输机的铺设、搭接问题,也留出了煤柱[3]。

3.3 断层在北面分岔后

在工作面推进到断层分岔后,需要抓紧调采两边运输机头,在断层分岔处形成三角形,然后在前方约5 m处打通,形成一个煤柱。运输机牵过搭接好,再调采,并在断层两侧又向前采了6 m,然后打煤硐,牵移运输机,这样安全地推过了方岔区段。

4 过断层期间的生产情况

工作面过断层,断层影响时间共4个月,这期间生产指标情况见表1。

这次实践,收到了比较理想的效果,多回收煤炭38 750 t,少掘进巷道150 m以上,节约了资金,同时为今后薄煤层炮采工作面过断层积累了经验,奠定了基础。

5 结束语

工作面通过断层时,极易造成冒顶,而且冒落高度比工作面不过断层时要大,支护是难点。实践证明薄煤层断层落差与采高相当,断层影响范围小于30 m,工作面可以直接通过断层。

参考文献

[1]刘新生,黄少龙.薄煤层工作面区段煤柱合理留设宽度研究[J].能源技术与管理,2010(3):34.

[2]郑龙怀.提高薄煤层工作面单产的有效途径[J].煤炭技术,2007(11):26.