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[摘 要]本文以实例的方式分析、介绍综采工作面过断层和冲刷层地段的安全技术措施。
[关键词]综采面；过断层；过冲刷层；技术措施
中图分类号：D035.39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0384-01
1 引言
当煤矿综采工作面遇到地质构造较为复杂的地段时，比如落差大的断层及煤层受冲刷影响变化大的情况，要想安全顺利通过该区域，并保证煤炭得以全部回收，那么就要针对不同的情况，采取必要科学、有效的技术措施进行推进。科学、合理的过断层、过冲刷层工艺技术参数（如强行截割或合理的放炮方法及有关技术参数确定等），才能实现安全高效开采，并能取得良好的社会经济效益。
2 综采工作面过断层技术
1）注重的两个过断层参数。①煤层高度与过断层难易程度关系。断层上下盘顶底板之间的煤层高度、过断层的难易程度，均与煤层高度的关系较大。煤层高度越大，其过断层就越容易，相反，过断层就比较困难些。②设备使用允许最小煤层高度。一般情况下，综采设备允许能采的最小煤层高度越小，则过断层越容易；反之就越加困难。设备允许的最小煤层高度的确定方法：取采煤机滚筒直径、采煤机机身高度加机身古塘侧支架顶梁厚度，以及支架最小高度加300mm，取这3个参数项目中数值最大值者。如某综采工作面按此原则选择的综采设备为：使用的采煤机为MG250/591-VWD电牵引采煤机，液压支架为ZZS5600/14/28型双伸缩支架。采煤机滚筒直径为1600mm，采煤机机身高度1100mm加机身古塘侧支架顶梁厚度350mm，共计为1450mm；支架最小高度1400mm加300mm，共计为1700mm。所以，该工作面设备允许能采的最小煤层高度则为1700mm。这样，确定是否方便过断层也就显而易见了。
2）过断层的具体措施。
①调整采高的方法。当煤层高度不小于设备允许最小煤层高度时，在距断层位置5m时，可采取留顶煤或留底煤的方式降低采高。而采煤机每刀留顶煤或留底煤的厚度则为100mm-150mm。过断层后再逐步见顶、底开采，恢复原采高。
②采煤机强行截割围岩的方法。当煤层高度小于设备允许最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩比较松软。可在距离断层位置5m时，采取挑顶或卧底的方法，以使采煤机截割围岩强行通过断层。但是，要求过断层时工作面的高度大于设备允许最小煤层高度，而每刀挑顶或卧底量不得超过150mm配合。
③放炮挑顶起底方法。当煤层高度小于设备允许的最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩又坚硬。采煤机滚筒割不动，必须对断层进行超前处理，可采取放震动炮挑顶或起底的方法进行。推进过程中，过断层前的工作面直接底板低于过断层后的工作面直接底板，这就适宜采取挑顶法过断层。但是，采取起底法，推进中支架前柱未超过断层面时，前梁仰不起来，机道顶板处于无支护状态，易造成漏顶事故。过断层前工作面直接底板高于过断层后的工作面直接底板，采取挑顶法或起底法过断层均可。不管采取哪种方法，都必须保证挑顶或起底范围内工作面的高度不小于设备允许最小煤层高度。
A.挑顶或起底范围的确定。在距断层位置5m时，开始挑顶或起底，挑顶或起底范围为：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）；1.5为支架的宽度（取1.5m/架，m）。随工作面的推进，采煤机每割一刀增加的挑顶或起底的范围为Q架。当工作面向前推进5m，即工作面开始挑顶或起底的支架前梁端到达断层面，此时工作面挑顶或起底范围为5Lg/1.5LC架，此后随工作面的向前推进，保持挑顶或起底范围为5Lg/1.5LC架。当工作面推进到距出断层位置5m时，挑顶或起底范围逐渐减少，每向前割一刀，减少Q架。若挑顶，在挑顶范围内工作面留底煤，采煤机每刀的台阶为50mm-150mm；若起底，在起底范围内工作面留顶煤，采煤机每刀的台阶也为50mm-150mm。如前例工作面过第二道断层时，即头巷位置786m处，尾巷位置800m处，按前式可得：Q=0.6×105/1.5×（800-786）=3架。也就是在工作面推进到781m处时，挑顶范围为3架；当工作面推进到786m时，挑顶范围增加到5×105/1.5×（800-786）=25架；工作面从786m推进到795m范围内，工作面保持的挑顶范围始终为25架；工作面从795m到800m处，每向前割一刀，挑顶范围则减少3架。
B.挑顶或起底厚度的确定。在该例中，第二道断层处，煤层厚度为1.3m，挑顶（或起底）厚度为：M= HS-Hm+300=（1.7-1.3）×100+300=600mm。在推进到781m时，开始架挑顶厚度为200mm，然后随着工作面向前的推进，挑顶厚度逐渐增大；推进到786m时，此架的挑顶厚度要达到600mm，依此类推即可向前推进。
C.爆破参数确定。放炮挑顶起底爆破参数的确定，见表1所列。施工中每放一茬炮，要保证采煤机割2刀。如果采取挑顶方法，则在挑顶范围内下煤层厚度不小于滚筒直径。可先用采煤机滚筒将下煤层掏空一刀，然后再在岩石中布眼放炮，以可保证其震动效果。另外，炮口还要封严，最好用快速水泥卷封堵炮口，以防止岩石向外抛射，保障设备、人员的安全，确保生产秩序正常进行。
④其它技术要求。工作面上下顺槽断层附近需要加强支护，保证支护数量和质量（必要时可在巷帮打棚环架木棚作假顶，然后再架2根走向粱，用单体柱支起）；加强设备检修，保证工作面工程质量。在挑顶或起底范围内放炮时，电缆、仪表、液压管路、支架等设备要固定、护好，并严格执行MQ采煤法；注意断层处煤岩松散造成的片帮，要及时支护，严重的要超前拉架，确保安全。
3 综采工作面过冲刷层技术
1）调整采高法。工作面煤层厚度不小于设备允许能采的最小煤层高度时，可采用降低采高平稳过冲刷层法。2）采煤机强行截割围岩法。冲刷层岩石比较松软或断面为小于0.15m2时的块状坚硬岩石，或宽度小于0.3m的坚硬条状冲刷岩石，可采用采煤机强行截割岩石法。3）放震动炮法。当冲刷层岩石坚硬，断面较大，采煤机滚筒又割不动时，可对冲刷层进行放震动炮处理。块状断面（0.15m2≤S≤1m2）冲刷，可在其中心布置一个炮眼；条状冲刷（0.3m≤S≤0.8m），可沿着条带打一排炮眼（眼距1.0m）；较大断面（S≥1m2）冲刷，可采用在采煤机割到冲刷位置后采煤机再后退10m，支架拉到采煤机刀口位置，然后在冲刷处布置炮眼（排间距1.0m），个数视断面大小决定。若工作面冲刷层下煤层厚度不小于滚筒直径，可采用采煤机将下煤层掏空，然后在冲刷层上布震动炮眼（眼距1.0m），爆破参数可参照上表1。而每放一茬炮，要保证采煤机割2刀的效果。
4 结束语
综采工作面遇到过断层和冲刷层时，地质构造较复杂的区域，落差不大的情况下，可在工作面打眼放震动炮处理，这也一种常用的有效方法。不管怎样，都需要将构造的产状调查清楚，以便提前做好其生产安排，保证其能取得较好的安全、经济效果。
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，2005，25（4）：33-35.
[2]刘俊峰，王国法.大采深、大倾角煤层综采矿压显现规律研究[J].西安科技大学学报，2007，27（3）：352-355，367.
[3]张乃松，寇党军.大倾角复合顶板突出危险综采面过断层群的实践与认识[J].煤矿现代化，2009（5）：43-45.
[关键词]综采面；过断层；过冲刷层；技术措施
中图分类号：D035.39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0384-01
1 引言
当煤矿综采工作面遇到地质构造较为复杂的地段时，比如落差大的断层及煤层受冲刷影响变化大的情况，要想安全顺利通过该区域，并保证煤炭得以全部回收，那么就要针对不同的情况，采取必要科学、有效的技术措施进行推进。科学、合理的过断层、过冲刷层工艺技术参数（如强行截割或合理的放炮方法及有关技术参数确定等），才能实现安全高效开采，并能取得良好的社会经济效益。
2 综采工作面过断层技术
1）注重的两个过断层参数。①煤层高度与过断层难易程度关系。断层上下盘顶底板之间的煤层高度、过断层的难易程度，均与煤层高度的关系较大。煤层高度越大，其过断层就越容易，相反，过断层就比较困难些。②设备使用允许最小煤层高度。一般情况下，综采设备允许能采的最小煤层高度越小，则过断层越容易；反之就越加困难。设备允许的最小煤层高度的确定方法：取采煤机滚筒直径、采煤机机身高度加机身古塘侧支架顶梁厚度，以及支架最小高度加300mm，取这3个参数项目中数值最大值者。如某综采工作面按此原则选择的综采设备为：使用的采煤机为MG250/591-VWD电牵引采煤机，液压支架为ZZS5600/14/28型双伸缩支架。采煤机滚筒直径为1600mm，采煤机机身高度1100mm加机身古塘侧支架顶梁厚度350mm，共计为1450mm；支架最小高度1400mm加300mm，共计为1700mm。所以，该工作面设备允许能采的最小煤层高度则为1700mm。这样，确定是否方便过断层也就显而易见了。
2）过断层的具体措施。
①调整采高的方法。当煤层高度不小于设备允许最小煤层高度时，在距断层位置5m时，可采取留顶煤或留底煤的方式降低采高。而采煤机每刀留顶煤或留底煤的厚度则为100mm-150mm。过断层后再逐步见顶、底开采，恢复原采高。
②采煤机强行截割围岩的方法。当煤层高度小于设备允许最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩比较松软。可在距离断层位置5m时，采取挑顶或卧底的方法，以使采煤机截割围岩强行通过断层。但是，要求过断层时工作面的高度大于设备允许最小煤层高度，而每刀挑顶或卧底量不得超过150mm配合。
③放炮挑顶起底方法。当煤层高度小于设备允许的最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩又坚硬。采煤机滚筒割不动，必须对断层进行超前处理，可采取放震动炮挑顶或起底的方法进行。推进过程中，过断层前的工作面直接底板低于过断层后的工作面直接底板，这就适宜采取挑顶法过断层。但是，采取起底法，推进中支架前柱未超过断层面时，前梁仰不起来，机道顶板处于无支护状态，易造成漏顶事故。过断层前工作面直接底板高于过断层后的工作面直接底板，采取挑顶法或起底法过断层均可。不管采取哪种方法，都必须保证挑顶或起底范围内工作面的高度不小于设备允许最小煤层高度。
A.挑顶或起底范围的确定。在距断层位置5m时，开始挑顶或起底，挑顶或起底范围为：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）；1.5为支架的宽度（取1.5m/架，m）。随工作面的推进，采煤机每割一刀增加的挑顶或起底的范围为Q架。当工作面向前推进5m，即工作面开始挑顶或起底的支架前梁端到达断层面，此时工作面挑顶或起底范围为5Lg/1.5LC架，此后随工作面的向前推进，保持挑顶或起底范围为5Lg/1.5LC架。当工作面推进到距出断层位置5m时，挑顶或起底范围逐渐减少，每向前割一刀，减少Q架。若挑顶，在挑顶范围内工作面留底煤，采煤机每刀的台阶为50mm-150mm；若起底，在起底范围内工作面留顶煤，采煤机每刀的台阶也为50mm-150mm。如前例工作面过第二道断层时，即头巷位置786m处，尾巷位置800m处，按前式可得：Q=0.6×105/1.5×（800-786）=3架。也就是在工作面推进到781m处时，挑顶范围为3架；当工作面推进到786m时，挑顶范围增加到5×105/1.5×（800-786）=25架；工作面从786m推进到795m范围内，工作面保持的挑顶范围始终为25架；工作面从795m到800m处，每向前割一刀，挑顶范围则减少3架。
B.挑顶或起底厚度的确定。在该例中，第二道断层处，煤层厚度为1.3m，挑顶（或起底）厚度为：M= HS-Hm+300=（1.7-1.3）×100+300=600mm。在推进到781m时，开始架挑顶厚度为200mm，然后随着工作面向前的推进，挑顶厚度逐渐增大；推进到786m时，此架的挑顶厚度要达到600mm，依此类推即可向前推进。
C.爆破参数确定。放炮挑顶起底爆破参数的确定，见表1所列。施工中每放一茬炮，要保证采煤机割2刀。如果采取挑顶方法，则在挑顶范围内下煤层厚度不小于滚筒直径。可先用采煤机滚筒将下煤层掏空一刀，然后再在岩石中布眼放炮，以可保证其震动效果。另外，炮口还要封严，最好用快速水泥卷封堵炮口，以防止岩石向外抛射，保障设备、人员的安全，确保生产秩序正常进行。
④其它技术要求。工作面上下顺槽断层附近需要加强支护，保证支护数量和质量（必要时可在巷帮打棚环架木棚作假顶，然后再架2根走向粱，用单体柱支起）；加强设备检修，保证工作面工程质量。在挑顶或起底范围内放炮时，电缆、仪表、液压管路、支架等设备要固定、护好，并严格执行MQ采煤法；注意断层处煤岩松散造成的片帮，要及时支护，严重的要超前拉架，确保安全。
3 综采工作面过冲刷层技术
1）调整采高法。工作面煤层厚度不小于设备允许能采的最小煤层高度时，可采用降低采高平稳过冲刷层法。2）采煤机强行截割围岩法。冲刷层岩石比较松软或断面为小于0.15m2时的块状坚硬岩石，或宽度小于0.3m的坚硬条状冲刷岩石，可采用采煤机强行截割岩石法。3）放震动炮法。当冲刷层岩石坚硬，断面较大，采煤机滚筒又割不动时，可对冲刷层进行放震动炮处理。块状断面（0.15m2≤S≤1m2）冲刷，可在其中心布置一个炮眼；条状冲刷（0.3m≤S≤0.8m），可沿着条带打一排炮眼（眼距1.0m）；较大断面（S≥1m2）冲刷，可采用在采煤机割到冲刷位置后采煤机再后退10m，支架拉到采煤机刀口位置，然后在冲刷处布置炮眼（排间距1.0m），个数视断面大小决定。若工作面冲刷层下煤层厚度不小于滚筒直径，可采用采煤机将下煤层掏空，然后在冲刷层上布震动炮眼（眼距1.0m），爆破参数可参照上表1。而每放一茬炮，要保证采煤机割2刀的效果。
4 结束语
综采工作面遇到过断层和冲刷层时，地质构造较复杂的区域，落差不大的情况下，可在工作面打眼放震动炮处理，这也一种常用的有效方法。不管怎样，都需要将构造的产状调查清楚，以便提前做好其生产安排，保证其能取得较好的安全、经济效果。
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，2005，25（4）：33-35.
[2]刘俊峰，王国法.大采深、大倾角煤层综采矿压显现规律研究[J].西安科技大学学报，2007，27（3）：352-355，367.
[3]张乃松，寇党军.大倾角复合顶板突出危险综采面过断层群的实践与认识[J].煤矿现代化，2009（5）：43-45.