煤矿井下采煤工作面过断层技术应用研究

煤矿井下采煤工作面过断层技术应用研究

常宏光

内蒙古三维集团小鱼沟煤矿蒙古鄂尔多斯市 017100

摘要：煤矿作为不可再生的重要资源之一被人类开采并且广泛使用，然而因为其生产过程的复杂危险，事故出现的也很多，其中过断层这一重要阶段事故尤为频发。本文对采煤工作面过断层技术进行了探究，阐述了相关的安全技术措施，以此为相关施工提供一定的安全措施借鉴。 关键词：煤矿;井下;采煤工作面;过断层技术

一、断层对煤矿开采的影响

1.1对煤矿采区布局和作业方式的影响

煤矿开采前要根据地质条件进行采区布局与作业方式技术的选择，由于断层地质结构较为复杂，影响煤层连续性，为避免开采过程中出现地层失稳或造成较大的资源浪费，多数煤矿企业会在采区布局时，将断层作为采区的边界。在开采作业方式和技术的选择上，也要考虑断层结构的限制性，根据具体的断裂程度进行合理选择。

1.2对巷道掘进量和工作面布置的影响

煤矿井下巷道设置需要以煤层分布情况为依据，由于断层结构对煤层连续性的破坏，巷道掘进也会因此受到影响，必须要根据断层分布情况进行调整。尤其是在遇到较大规模断层时，会直接造成煤层断失，为找到煤层，就需要开掘大量新的巷道，增加了无效掘进的工作量。工作面布置也是影响煤矿开采作业的重要因素，断层的存在会增加井下开采作业条件的复杂性，因此，在工作面布置上一般会选择规避断裂规模和落差较大的断层，或留设保安煤柱，这样就可能缩短工作面的回采长度，在给煤矿开采作业带来不便的同时，也会造成资源的浪费。

1.3对煤矿井下开采作业安全性的影响

安全生产是煤矿企业长期发展和效益实现的基础，煤矿井下开采作业环境中，本身便存在大量的隐患因素，断层结构的出现，更增加了地质条件的复杂性，严重的断层可能造成煤层与地下含水层相近或相通，这样就会增加矿井水害的发生几率，乃至造成严重的安全事故。

同时，断层地质结构也可能造成煤矿瓦斯泄漏、积聚，增加井下作业人员瓦斯中毒的风险，一旦遇到高温或明火还容易发生瓦斯爆炸，给煤矿企业及井下作业人员的安全造成严重危害。此外，断层结构还会增加井下支护的难度，增大冒顶事故发生的隐患。

1.4对煤矿企业生产效益的影响

煤矿生产的成本、效率、产量、安全性都会影响煤矿企业的生产效益，断层结构的存在会导致煤矿采区布局和开采技术运用的难度提高，并会增加巷道掘进量，整体增加煤矿企业的生产成本。同时受到断层地质条件的复杂性影响，也导致煤矿开采的效率和产量一定程度上降低，进而使煤矿开采的收益减少。加之断层处理不当会增加煤矿生产安全事故的发生几率，整体限制了煤矿企业生产效益的增长。

二、保证工作面安全过断层的技术措施

2.1工作面水源灾害的防治 　　工作面在进行过断层开采工作时，对工作面水87问题探讨总第213期源灾害的管理是必不可少的工作之一，水源灾害管理得好能避免工作面作业人员受到水源灾害的威胁，同时也能避免水源灾害对整体开采施工进度的影响。因此，做好工作面水源的有效管理工作很重要。由于地下水文状况复杂多变，相关部门应在开采前做好排水管道的准备工作，使其处于良好运转状态，一旦发现异常，能够及时将地下水排出，保障工作面作业人员的人身安全。

此外，每个生产队组均应委派专人对作业区域水源状况进行调查，及时了解水情变化特征，一旦出现异常变化应在第一时间上报主管领导，以便采取行之有效的措施，将不安全隐患发生几率降至最低。为了最大限度保障过断层工作安全、有序实施，在施工中，每个工作人员都应严格要求自己，按照正确的操作流程科学作业。在处理遇正断层作业时，应先设置菱形金属网防漏矸，做好放顶工作，尽可能避免顶板暴露在外。

采煤机从断层通过后，施工人员必须在第一时间按照相关操作规范，做好移梁支护工作。可设立贴帮柱，以避免断层处上下盘之间发生台阶下沉现象。在实际作业中，顶板处理不到位，极易发生顶板事故。出现顶板事故不仅会直接影响到工作面开采人员的人身安全，还会影响正常施工，因此做好顶板的管理工作则显得尤为关键。 　　2.2割煤速度的控制 　　在过断层作业中，对于断层煤采高有着严格的要求，其中采高高度在2～2.2m为合适高度，若超过这一范围，在进行过断层作业时，采煤机应以2m/min的速度进行割煤作业。同时，在作业过程中，采煤机司机应时刻关注工作面支架等部位的情况，一旦发现问题应马上停机进行处理，确保过断层施工的安全。此外，在过断层开采过程中，应对各个阶段进行全面管理，工作人员参照施工要点进行合理作业，确保施工安全。 　　2.3瓦斯的监测与防治 　　在过断层作业中，瓦斯的危害是必然存在的，若处理不当也会对工作面人员的人身安全造成威胁。因此在作业中应配备专业的检测人员对瓦斯的浓度数值进行监测，一旦发现异常应及时处理，要确保施工现场和人员的安全。此外，相关管理人员也应随身携带瓦检仪器，在施工过程中随时对瓦斯的浓度进行检测，若发现瓦斯浓度超过正常标准值时，应通知作业人员停止采掘作业，切断电源，并有序组织所有的工人撤离现场，待恢复正常后才能进入矿区进行作业。

三、采煤工作面过断层开采技术措施的应用要点

3.1调整工作面方向与角度

采煤工作面过断层时，工作面的方向以及与断层线的夹角都会对开采作业产生影响，当工作面与断层线夹角过小或平行时，就可能导致断层在工作面的大面积暴露，增加顶板维护难度及安全隐患。因此，在采煤工作面过断层时，应结合对断层线的勘察结果，适当调整工作面的方向，使之与断层线之间能够保持合理的夹角，以控制断层暴露所带来的问题。同时，为了避免工作面过断层时间过长所带来的其他隐患因素，还需要将工作面与断层线间的夹角控制在适度的范围内，如顶板稳定性较好时，夹角控制在20°到30°之间较为适宜，如顶板稳定性较差，则需要将夹角增大到30°到45°，具体的角度还需要煤矿企业根据实际条件科学确定。

3.2液压支架技术的应用

液压支架技术是煤矿开采中较为可靠的一种支护技术，能够有效地实现对工作面矿山压力的控制。断层地质结构容易失稳，工作面压力控制则非常关键。在工作面过断层时，需要控制好液压支架的俯仰角，通常俯仰角度要控制在10°-16°之间，当工作面需要在断层处向上推进时，可采取挑顶或卧底措施，同时提前让液压支架缓斜向上移动。当工作面在断层处平推或向下推进时，则只能采取卧底措施，同时让液压支架依据预设的合理角度向下移动，以顺利完成断层区域的工作面推进。

3.3工作面过断层的岩石处理技术

工作面经过断层时的岩石处理也会对开采作业产生影响，一般岩石处理技术方法的选择需要以岩石硬度系数为依据。对于硬度系数低于4的普通岩石，只需要使用采煤机加以截割即可，而为避免发生事故，截割时要注意对采煤机牵引速度的控制。对于硬度系数高于4的岩石，主要使用打眼放炮的方法进行处理，操作时需要充分考虑断层结构的地质稳定性特征，合理选择打眼位置、角度、深度、装药量，一般大眼深度都较浅，装药量较少，以此表面对液压支架或地层结构的破坏。

结语：

断层施工这一阶段风险系数高，却有十分重要，一旦发生事故，后果非常严重。因此，为了提高采煤工作面过断层施工的安全，煤矿企业在日常工作中，应强化员工安全技术方面的培训，提高工作人员的责任意识才能够保证施工安全。此外，还应选择先进的装备，做好装备的日常维修与保养工作，为安全施工提供可靠的保障。

参考文献：

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