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摘要：常村煤矿是潞安矿业（集团）公司下属的特大型矿井，现年产600万吨。随着采掘工程延伸，地质条件变得更加复杂，回采工作面地质构造复杂多变，S6采区最为突出，S6—2工作面在巷道掘进过程中揭露了一条横跨整个工作面的大断层，皮带顺槽和回风顺槽断层揭露位置水平距离长达125米，成为回采期间制约安全生产的瓶颈问题。以往我矿综采工作面过断层一般采取放炮、破底、开二次切眼等方法过断层，采取以上方法过断层对设备损伤比较大；放炮、破底改变了回采工艺，回采速度慢，同时进入大溜靠近煤墙作业环节较多，恶化现场安全生产条件；开二次切眼影响煤炭回收率，增加综采工作面搬家倒面频率，不能满足安全高效生产需要，也不利于现场安全管理。
关键词：地质条件 断层 安全高效
1 S6—2工作面概况
S6—2工作面采用走向长壁后退式、综合机械化放顶煤的采煤方法。工作面走向长1006米，倾向长209.5米，煤厚5.84米，循环进尺0.75米，采3米放3.22米，实际采放比1：1，配备了135组ZFS6000/17/33型液压支架和三组ZPT6500/19.5/34型端头架。轨道顺槽在距回风下山730米揭露了Fj110断层，落差约2.3米，该断层横跨整个工作面，一直延伸至皮带顺槽。具体断层参数如图所示。
2 过断层工艺确立
以往，本矿回采工作面过断层惯性选择采煤机割底板破底、留底煤与采煤机割底板相结合方法过断层，使用这两种方法过断层对设备损伤相当大，留底煤工作面平整度难以掌握，时常出现顶不出前溜和局部冒顶事故，同时无形中加大清煤工作量，影响正常移架等工序连接，势必影响工作面安全生产和矿井整体生产衔接计划。通过总结以往过断层出现问题，从管理方面和技术方面寻找原因，发现在技术工艺方面存在缺陷，致使现场实际操作出现管理漏洞。提出了打超前探，探测工作面特定区域断层落差，超前起刀过断层管理办法，即采取抬刀留底煤“跨越式”过断层，采取这种方法可以杜绝了采煤机割岩石现象，解决了设备损坏问题；沿顶板推进，以顶板作为参照物，解决了工作面平整度难题，对于伴生的落差小断层可以“连带”一次性通过，可提高工艺工序效率；同时未引起采煤工艺变化，现场操作熟练，能够保证过断层动态工程质量和安全作业。
3 过断层总体实施方案
工艺：挑顶→抬刀留底煤→随齐机尾段见底板区→找顶沿顶板推进→平推过断层面→找底。
挑顶：准备留底煤区域的前两刀开始挑顶，每次挑顶100毫米；避免刚留底煤前溜后仰状态下无法挑顶，影响工作面整体支架平整度和高度。
抬刀：轨顺推进至距断层20米时，120#架往机尾抬刀随齐巷道；随着生产推进逐步向机头方向抬刀，每循环抬100—120毫米并增1架留煤区。
随巷道平推：轨顺推进至距断层面3米，前溜机尾放平，130#往机尾段开始平推。
随齐机尾段见底板区：随着工作面推进，排尾架附近见底板后（该处过断层面），此时120#往机尾留底煤区段与轨顺巷道相随齐。
找顶沿顶板推进：随着工作面抬刀留底煤厚度增加，顶部煤急剧变薄，采煤机割煤过程中出现留不住顶煤现象，现场出现局部漏空高冒现象，此时继续抬刀留底煤找顶沿顶板推进。
平推过断层面：随着工作面推进，断层面机尾方向沿底板推进，断层面往机头方向20架范围内与机尾段随齐；根据地测科提供资料分析，每循环从机尾向机头放正一组支架。
找底：工作面推过断层面后落刀找底，每次落刀幅度不得超过100毫米，避免出现“超挖”，导致出现顶不出前溜。
4 受影响的工序工艺
4.1 工作面采高控制
在断层面附近煤层厚度相对明显变薄，且顶板有向下倾斜趋势。沿着顶板推进过程中，随时关注顶板倾斜角度变化，采煤机司机根据顶板倾斜角度来调整控制采煤机滚筒扫底高度，控制采煤机割煤高度在3.0—3.1米之间。同时在抬刀区域与平推区域交叉拐点处，采煤机司机控制后滚筒高度不力，最易发生采高不够现象，采煤机司机在拐点处，提前调整后滚筒高度，保证支架平整度和采高高度，进而达到顶板管理的目的。
4.2 皮带顺槽老塘放顶
皮带顺槽推进过断层面后，该处顶板因断层分开，随着生产推进皮带顺槽老塘会出现小距离顶板悬顶；同时因为断层影响断层面巷道顶部见岩石，进入老塘垮落的煤、岩石膨胀后无法填充满老塘。在机头备刀期间，在排头1#架中柱往前将巷道顶部顶部外帮三个、帮顶角锚杆螺丝退掉，同时退掉顶部锚索；在排头1#架前退顶部里帮的两个锚杆丝，降低断层面往前顶板主动支护强度，加速煤层与直接顶离层，为老塘顶板垮落打基础。
在机头错刀拉架过程中，液压支架工拉架之前，来回升降支架尾梁，扰动和挤压顶煤，同时拉架不要一次性拉到位，多次升降尾梁扰动顶板，促使顶煤及直接顶伴随着拉架一起慢慢帷落下来。
4.3 留底煤区域范围控制
临近断层面时会出现煤层变薄现象，留底煤范围大小直接影响工作面顶板管理。抬刀留底煤区域太小会出现起坡角度过大，支架倾斜，拉后溜过程中极易出现漂刮板事故；留底煤区域太大会拉长工作面过断层影响范围，增加清煤工作量，同时不利于现场顶板管理。在S6—2工作面过断层期间，根据刮板输送机纵向允许起伏幅度，核定抬刀范围为20组支架，同时沿着顶板推进区域核定为20组支架，可以避免引断层出现的特殊地质构造，增加现场实际操作难度和顶板管理难度。
5 变化环节管理措施
5.1 抬刀幅度控制
工作面抬刀留底煤每次抬刀幅度控制在100—120毫米，在采煤机电机连接筒上安设一个检测参照仪，该检测仪有两种方法反映抬刀幅度（1）中心位置“垂直指针”，随着摇臂起降挂锤或左或右摆动，垂直线对应量角器角度度数，根据摆动偏转角度来判断抬刀幅度。在现场实际试验当量角器读数在80刻度时，采煤机滚筒抬刀幅度为100mm。
5.2 煤墙片帮控制和加宽预防
在断层面揭露区域出现煤墙片帮或滑坡，现场及时超前移架。超前移架后逼帮板仍不能逼帮时，“垂直煤墙打设大板单体柱”替代逼帮板逼帮，控制现场片帮区域进一步加宽和加长。
现场准备了30根2.8米单体柱和20根3.8米悬浮柱；2.8米单体柱前、后两节分别制作了“前松后紧”两个卡箍，前卡箍悬吊在前梁下挂耳上，后卡箍与前梁千斤顶相固定，煤墙需要打设逼帮料时只需讲单体柱向前推，单体柱尾部顶在前梁千斤顶前座，即可进行打柱作业。①同时检修班每班根据断层面窜动情况，将单体柱前移，随时做好煤墙防片帮管理准备工作。②单体柱使用前、后两根链环悬挂，一松一紧有效对单体柱进行防护，无需现场临时找护绳拴护绳，减少现场作业单体柱防落环节。
5.3 防塞死支架框架
工作面抬刀留底煤期间，拉架过程中极易造成塞死支架框架，造成顶不出溜现象。①生产班每班必须保证5名清煤工，有两人专职负责留底煤区域清煤。②清煤必须保证推移梁下方50毫米无堆煤，验收员现场验收以“推移梁下穿过铁锹拉回来不带煤”为标准进行验收。③采煤机上准备小锤、直改锥、1.5米链等工器具，为现场采取水冲和摘架处理塞死框架准备好工器具。
6 结语
①本矿S6—2工作面采取“留底煤跨越式”过Fj110断层，未发生一起顶板类事故，顺利爬坡越过2.3米的落差，实现了综采工作面过特殊地质构造的安全、高效生
产。
②利用这种方法过断层未改变当前综采工作面回采工艺工序，便于现场工程质量控制和安全生产。
参考文献：
[1]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2009.
关键词：地质条件 断层 安全高效
1 S6—2工作面概况
S6—2工作面采用走向长壁后退式、综合机械化放顶煤的采煤方法。工作面走向长1006米，倾向长209.5米，煤厚5.84米，循环进尺0.75米，采3米放3.22米，实际采放比1：1，配备了135组ZFS6000/17/33型液压支架和三组ZPT6500/19.5/34型端头架。轨道顺槽在距回风下山730米揭露了Fj110断层，落差约2.3米，该断层横跨整个工作面，一直延伸至皮带顺槽。具体断层参数如图所示。
2 过断层工艺确立
以往，本矿回采工作面过断层惯性选择采煤机割底板破底、留底煤与采煤机割底板相结合方法过断层，使用这两种方法过断层对设备损伤相当大，留底煤工作面平整度难以掌握，时常出现顶不出前溜和局部冒顶事故，同时无形中加大清煤工作量，影响正常移架等工序连接，势必影响工作面安全生产和矿井整体生产衔接计划。通过总结以往过断层出现问题，从管理方面和技术方面寻找原因，发现在技术工艺方面存在缺陷，致使现场实际操作出现管理漏洞。提出了打超前探，探测工作面特定区域断层落差，超前起刀过断层管理办法，即采取抬刀留底煤“跨越式”过断层，采取这种方法可以杜绝了采煤机割岩石现象，解决了设备损坏问题；沿顶板推进，以顶板作为参照物，解决了工作面平整度难题，对于伴生的落差小断层可以“连带”一次性通过，可提高工艺工序效率；同时未引起采煤工艺变化，现场操作熟练，能够保证过断层动态工程质量和安全作业。
3 过断层总体实施方案
工艺：挑顶→抬刀留底煤→随齐机尾段见底板区→找顶沿顶板推进→平推过断层面→找底。
挑顶：准备留底煤区域的前两刀开始挑顶，每次挑顶100毫米；避免刚留底煤前溜后仰状态下无法挑顶，影响工作面整体支架平整度和高度。
抬刀：轨顺推进至距断层20米时，120#架往机尾抬刀随齐巷道；随着生产推进逐步向机头方向抬刀，每循环抬100—120毫米并增1架留煤区。
随巷道平推：轨顺推进至距断层面3米，前溜机尾放平，130#往机尾段开始平推。
随齐机尾段见底板区：随着工作面推进，排尾架附近见底板后（该处过断层面），此时120#往机尾留底煤区段与轨顺巷道相随齐。
找顶沿顶板推进：随着工作面抬刀留底煤厚度增加，顶部煤急剧变薄，采煤机割煤过程中出现留不住顶煤现象，现场出现局部漏空高冒现象，此时继续抬刀留底煤找顶沿顶板推进。
平推过断层面：随着工作面推进，断层面机尾方向沿底板推进，断层面往机头方向20架范围内与机尾段随齐；根据地测科提供资料分析，每循环从机尾向机头放正一组支架。
找底：工作面推过断层面后落刀找底，每次落刀幅度不得超过100毫米，避免出现“超挖”，导致出现顶不出前溜。
4 受影响的工序工艺
4.1 工作面采高控制
在断层面附近煤层厚度相对明显变薄，且顶板有向下倾斜趋势。沿着顶板推进过程中，随时关注顶板倾斜角度变化，采煤机司机根据顶板倾斜角度来调整控制采煤机滚筒扫底高度，控制采煤机割煤高度在3.0—3.1米之间。同时在抬刀区域与平推区域交叉拐点处，采煤机司机控制后滚筒高度不力，最易发生采高不够现象，采煤机司机在拐点处，提前调整后滚筒高度，保证支架平整度和采高高度，进而达到顶板管理的目的。
4.2 皮带顺槽老塘放顶
皮带顺槽推进过断层面后，该处顶板因断层分开，随着生产推进皮带顺槽老塘会出现小距离顶板悬顶；同时因为断层影响断层面巷道顶部见岩石，进入老塘垮落的煤、岩石膨胀后无法填充满老塘。在机头备刀期间，在排头1#架中柱往前将巷道顶部顶部外帮三个、帮顶角锚杆螺丝退掉，同时退掉顶部锚索；在排头1#架前退顶部里帮的两个锚杆丝，降低断层面往前顶板主动支护强度，加速煤层与直接顶离层，为老塘顶板垮落打基础。
在机头错刀拉架过程中，液压支架工拉架之前，来回升降支架尾梁，扰动和挤压顶煤，同时拉架不要一次性拉到位，多次升降尾梁扰动顶板，促使顶煤及直接顶伴随着拉架一起慢慢帷落下来。
4.3 留底煤区域范围控制
临近断层面时会出现煤层变薄现象，留底煤范围大小直接影响工作面顶板管理。抬刀留底煤区域太小会出现起坡角度过大，支架倾斜，拉后溜过程中极易出现漂刮板事故；留底煤区域太大会拉长工作面过断层影响范围，增加清煤工作量，同时不利于现场顶板管理。在S6—2工作面过断层期间，根据刮板输送机纵向允许起伏幅度，核定抬刀范围为20组支架，同时沿着顶板推进区域核定为20组支架，可以避免引断层出现的特殊地质构造，增加现场实际操作难度和顶板管理难度。
5 变化环节管理措施
5.1 抬刀幅度控制
工作面抬刀留底煤每次抬刀幅度控制在100—120毫米，在采煤机电机连接筒上安设一个检测参照仪，该检测仪有两种方法反映抬刀幅度（1）中心位置“垂直指针”，随着摇臂起降挂锤或左或右摆动，垂直线对应量角器角度度数，根据摆动偏转角度来判断抬刀幅度。在现场实际试验当量角器读数在80刻度时，采煤机滚筒抬刀幅度为100mm。
5.2 煤墙片帮控制和加宽预防
在断层面揭露区域出现煤墙片帮或滑坡，现场及时超前移架。超前移架后逼帮板仍不能逼帮时，“垂直煤墙打设大板单体柱”替代逼帮板逼帮，控制现场片帮区域进一步加宽和加长。
现场准备了30根2.8米单体柱和20根3.8米悬浮柱；2.8米单体柱前、后两节分别制作了“前松后紧”两个卡箍，前卡箍悬吊在前梁下挂耳上，后卡箍与前梁千斤顶相固定，煤墙需要打设逼帮料时只需讲单体柱向前推，单体柱尾部顶在前梁千斤顶前座，即可进行打柱作业。①同时检修班每班根据断层面窜动情况，将单体柱前移，随时做好煤墙防片帮管理准备工作。②单体柱使用前、后两根链环悬挂，一松一紧有效对单体柱进行防护，无需现场临时找护绳拴护绳，减少现场作业单体柱防落环节。
5.3 防塞死支架框架
工作面抬刀留底煤期间，拉架过程中极易造成塞死支架框架，造成顶不出溜现象。①生产班每班必须保证5名清煤工，有两人专职负责留底煤区域清煤。②清煤必须保证推移梁下方50毫米无堆煤，验收员现场验收以“推移梁下穿过铁锹拉回来不带煤”为标准进行验收。③采煤机上准备小锤、直改锥、1.5米链等工器具，为现场采取水冲和摘架处理塞死框架准备好工器具。
6 结语
①本矿S6—2工作面采取“留底煤跨越式”过Fj110断层，未发生一起顶板类事故，顺利爬坡越过2.3米的落差，实现了综采工作面过特殊地质构造的安全、高效生
产。
②利用这种方法过断层未改变当前综采工作面回采工艺工序，便于现场工程质量控制和安全生产。
参考文献：
[1]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2009.