综采工作面过地质构造的方案及措施

综采工作面过地质构造的方案及措施

卜宪武

神东煤炭分公司哈拉沟煤矿陕西榆林719315

摘要：对于煤矿采掘施工来说，地质条件对采煤工作面的安全影响巨大，特别是在生产作业中出现大的地质构造，其造成的安全隐患及经济损失是难以估量的。为了切实从安全生产中实现吨煤成本的有效降低，加强对地质复杂区域作业面的研究，采取有效的技术措施来增强综采工作面快速、安全通过地质构造带，是确保综采作业高产高效的首要问题之一。

关键词：煤炭；断层；综采；构造；技术分析

引言

通过分析常见的综采工作面地质构造及其技术措施，指出破碎顶板控制措施、采高技术措施、瓦斯排放孔措施、割煤工艺措施、机电设备维护措施及爆破施工措施的具体注意事项，并得出综采工作面过断层的技术措施主要包含断层处岩石的处理、调整断层线与工作面夹角、断层处顶板控制措施及液压支架通过断层措施等四方面。

1综采工作面过构造技术分析研究

1.1顶板支护控制

常规控顶支护是综采作业安全施工的重要基础措施，其主要方法有：一是对割煤作业后先移支架后移刮板机，并对移架煤壁进行及时支护，防止片帮的发生；二是当工作面出现局部片帮，且深度达到0.8m时，需要就此进行超前移架，做好空顶区的支护，在采煤机移动时，采煤机司机要严防割碰顶梁；三是带压擦顶移架，尽量减少降柱，确保立柱对顶板的支撑力，同时，在移架过程中，做好试探性操作，不能强行操作，避免影响整个支护措施。

1.2采高割煤控制

综采工作面在过地质构造前要提前预判，提前采取措施，合理控制采高，不能起伏太大。在保证采煤工作人员安全通行，采煤设施安全通过地质构造的前提下，尽量减少采煤机在构造区域的割矸量，确保煤质达标。同时，要注意在过地质构造区域工作面底板不能出现台阶、陡坡等过大的起伏，必须确保工作面平整，防止液压支架出现歪斜、倾倒等。

1.3爆破松动措施

由于地质构造复杂，很多施工区域的矸体比较坚硬，单纯使用采煤机无法顺利通过，如不采取合适的措施就会严重磨损采煤机，降低采煤机使用寿命，比较常用的措施是打眼放松动炮，改变矸体产状性能。该措施的实施需要提前预留好打眼放炮位置和具体数量，并准备好施工所需炸药和雷管。因此要求相关人员在施工前根据施工区域的地质情况及施工经验提前做好预算和评估。在爆破过程中，选取2m和1.5m这两种炮眼，确保起爆的孔数不超过40个，这项措施能够确保在采煤机不损坏的情况下，安全快速通过构造区域。

1.4断层线与综采工作面夹角控制

断层在综采工作面的暴露范围取决于断层线和工作面夹角的大小。如果二者间的夹角比较小，断层就会大范围暴露，使顶板难以维护;如果断层线和综采工作面夹角比较大，则断层暴露面积小，顶板比较容易维护。有时为减少综采工作面和断层交叉面积，在接近断层前及时调整综采工作面与断层的夹角，通常稳定顶板的断层线和综采工作面的夹角处于20～30°比较合适，不稳定顶板的断层线与综采工作面的夹角可调整到30～45°。

1.5液压支架过断层控制

工作面液压支架通过地质构造时，要提前采取措施，采用仰斜或俯斜的方式移动，实践经验其最佳角度范围为10～12°，不能超过15～16°。要采用逐步截割方式割顶，确保支架按照选定的角度通过断层。顶部破碎带要采取强化支护措施。

2过地质构造步骤及方案选择

从过地质构造施工实际来说，主要倾向于2种施工方案：一是调整采高，当地质构造之间的煤层高度大于设备最小允许煤层厚度时，一般提前采取留顶煤或留底煤方式，将每刀预留100-150mm，通过后再逐步恢复开采高度；二是当地质构造间的煤层高度小于设备最小允许煤层厚度时，通常采用留顶卧底法。即：围岩相对松软时，直接割岩来通过地质构造区域，当围岩较为坚硬时，则通过放炮震动的发生实施岩层破碎，再采用慢速截割法来处理。无论是对采高进行调整还是对断面强行截割，都需要综合分析断面与工作面的夹角大小，其控制因素主要包括以下几点：一是从对破碎顶板暴露范围的控制，尽可能减小地质构造与工作面之间的夹角；二是过地质构造时对梁端顶板和煤壁的控制，无论采用留顶卧底法还是挑顶起底法施工，都应该确保梁端顶板的支护效果，切忌出现漏顶隐患；三是对综采设备工作面的控制，对于工作面揭露现象进行分析，尽量减少综采机械的爬坡问题，确保刮板输送机械的平稳性，同时对支护设备的安装上要避免歪斜或错茬咬架现象的发生。

3综采工作面过断层技术措施分析

断层是比较常见的复杂地质构造带，也是综采工作面中比较常见的一种构造，因为断层处岩石比较容易发生破碎，从而产生工作面冒顶等不良现象。在断层岩石处理时，如果措施和方法不合理会损坏刮板输送机、采煤机及液压支架。另外，在通过断层时，工作面倾角及走向都会发生变化，容易导致液压支架倒架，由此可见，要避免综采工作面过断层时影响施工，应当采取合理恰当的措施，主要技术措施如下。

3.1断层处岩石处理

断层岩石处理根据硬度不同采取的措施也不同，当岩石硬度系数大于4时，要使用放小炮、少装药、打浅炮眼的方式进行爆破处理，具体操作时要在支架前悬挂挡矸胶带，控制好炮眼角度和位置，如果有必要还应该对千斤顶和液压支架立柱做好防护措施，在柱外面套上胶皮防护筒。当岩石硬度系数小于4时，利用采煤机截割，要控制好采煤机行进速度，一般使速度处于2m/min～3m/min，爆破会对支架支柱表面产生一定影响，所以要采取好防护措施。

3.2调整断层线与工作面夹角

断层在综采工作面的暴露范围取决于断层线和工作面夹角大小。如果二者间的夹角比较小，断层就会大范围暴露，使顶板难以维护；如果断层线和综采工作面夹角比较大，则断层暴露面积小，顶板比较容易维护。有时为减少综采工作面和断层交叉面积，进入断层前预先调整好综采工作面，使之与断层组成的夹角达到预计，通常稳定顶板的断层线和综采工作面的夹角处于20°～30°比较合适，不稳定顶板的断层线与综采工作面的夹角可调整到30°～45°。

3.3断层处顶板控制措施

对于破碎顶板可以采用超前、追机移动支架，减少顶板暴露面积，在断层处移动支架要注意方式方法，支撑掩护式或掩护式液压支架应当使用带压擦顶方式前移，移动中避免顶板松动，有的支架移动可随采煤机前滚筒割煤运动前进而移动，也可按照间隔方式进行支架移动；支架移动到位后要检查支架压力是否达到要求，不得低于泵站压力的80%。

3.4液压支架通过断层措施

液压支架通过断层时，一定要采取上仰斜或下俯斜的方式移动，仰斜或俯斜最佳角度范围为10°12°，不能超过15°～16°，要采用逐步截割方式割顶，确保支架按照选定的角度通过断层。过断层的顶板容易破碎，所以采取支撑掩护式支架或掩护式支架比较有优势。

结束语

复杂的地质构造是制约煤矿高产高效和威胁矿井安全生产的重要因素之一，尤其是综采工作面的复杂地质构造，一直是困扰综采工作面正常生产的重大难题。由于地质构造的复杂性和隐蔽性，直接影响工作面回采的不确定性，影响采煤作业人员与设备安全的潜在危险性，次生灾害突发性等等，是矿井安全产生的隐患。因此了解和掌握综采工作面过复杂地质构造技术，是非常重要的。

参考文献：

[1]薛国建.综采工作面过复杂地质构造技术方案[J].现代矿业.2016(03).

[2]魏晓凯.综放工作面过复杂地质构造的实践[J].江西煤炭科技.2017(04).

[3]刘晓伟.综放工作面快速过复杂地质构造带技术的探索与应用[J].洁净煤技术.2010(06).