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断层是地壳剧烈运动形成的地质构造,这种地质构造具有两个方面的危害:一方面,断层很容易成为煤层附近岩层中有害气体、水流的通道、仓库,突发性的瓦斯事故是比较容易发生的;另一方面,断层破坏了岩石的整体性、稳定性,使采煤时的工作面底板和顶板的来压规律受到了影响,对于综采工作面的支护难度来说是加大了,当工作面垂直于断层走向时,综采工作面会被工作整体来压摧垮,造成了大面积冒顶的诱因。
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。
(作者单位:开滦(集团)蔚州矿业有限责任公司崔家寨矿)
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。
(作者单位:开滦(集团)蔚州矿业有限责任公司崔家寨矿)