候英辉
山西大远煤业有限公司 山西 忻州 035100
摘要：在我国科技不断发展，各领域技术水平逐渐提高的今天，断层的存在损坏了岩层的完整，采煤工作面的顶、底板的压力规律也相应被改变，使工作面的支护难度加大。工作面与断层相互垂直时，会有整个工作面被摧垮的严重后果，极大影响着煤炭回采的安全生产和经济效益。因此，对综采工作面过断层采煤技术实践进行分析，有着重要的价值和意义。
关键词：综采工作面；过断层；采煤技术；实践
引言
近年来，随着全球经济一体化进程的不断加快，由此极大的推动了各个前沿领域的发展，在煤矿采煤过程中经常会遇到断层,严重影响采煤工作面的正常生产和安全，造成煤炭资源的损失。根据断层的形态，制订符合矿井生产实际的过断层方案，确保采煤工作面顺利通过断层具有现实意义。
1综采工作面过断层常见问题探析
综采工作面常见的断层有正断层和逆断层，主要根据断层的两盘相对位移划分的，断层形成后，上盘相对下降，下盘相对上升的断层称正断层；上盘相对上升，下盘相对下降的断层称为逆断层。正断层主要是受到拉张力和重力作用形成的，逆断层主要由水平挤压而形成。综采即综合机械化采煤，即在采煤工作面的采煤工作过程中，全部进行机械化工作，其中包括破煤、装煤、运煤、掘进、采空区处理、支护、回采巷道运输等工作。在综采工作面中，主要工作运行的设备有采煤机、自移式液压支架以及可弯曲刮板输送机，由于这三种类型设备最为常用且最为主要，因此又被称为“三机”。采煤工作作业属于地下作业类型，其作业环境较为恶劣、作业条件较为复杂，因此在实际的作业过程中，会受到多个方面的影响，尤其是过断层构造。综采工作面过断层中进行作业时主要存在安全性和效益性问题。由于在煤炭的开采工作中，断层处的岩石处于破碎状态，因而容易发生出现冒顶情况。综采工作面中的断层位置冒顶高度较高，同时底部存在底板，加之采高以及顶板等部件，一旦发生冒顶问题，极容易导致支架损坏、倾斜等问题，导致开采过程中安全事故的发生。除此之外，当综采工作面出现过断层问题时，还会导致工作面产量、开采效率降低等问题。因此，在综采工作中，需要有针对性、科学地处理过断层问题。
2综采工作面过断层采煤技术实践
2.1具体割煤方案设计
工作面在推进到接近断层位置时，煤体破碎程度相对较大，在工作面向前推进时，容易出现冒顶的问题。本次在工作面推进的过程中，除了采取上述措施来保证工作面开采效果之外，还采取针对性的技术方案，来确保工作面顺利通过断层。根据煤矿前期工程实践来看，在断层位置工作面进行开采时，进刀割煤整体较为杂乱，支架护帮板、刮板输送机在工作面的过程中，由于煤壁较为杂乱，表现出不能充分接触的问题，影响到对煤壁控制效果，片帮问题突出。因此，在本次断层位置割煤时，选择设计了单向割煤工艺，具体就是将机尾进刀提前到断层之外区域进行割煤的方式。在工作面在机头位置朝向机尾割煤时，在接近断层的位置时，断层区域之外的工作面，采取及时移架的方式，实现对顶板的有效支护。在断层的范围外，工作面在割煤时，及时移动支架，实现对顶板的有效支撑。在断层的范围内的，支架和输送机尽量不移动，然后将采煤机运行到机尾的部位。采煤机在朝向机头运行时，在断层的区域内空刀运行，在断层区域之外时，采煤机选择使用斜切进刀的方式，然后对移动断层区域内的支架、输送机，实现对顶板的有效支撑，之后对滚筒位置进行调换，采取反向割煤的方式，将机尾断层位置内的煤体全部切割。将断层范围内煤体全部切割完成之后，对滚筒的方向进行调整，采煤机从机尾的位置朝向机头的位置运行，对于断层区域内采取空刀运行的方式，在达到断层区域之外后，采煤机正常进行切割即可，完成一整个采煤循环。
2采取“注浆+撞楔支护”联合支护
若工作面顶板出现破碎且支架已经无法对顶板进行有效支护时，可采用“注浆+撞楔支护”联合支护技术进行顶板控制维护。1）首先施工人员在距顶板1.0 m处煤壁上施工1排注浆孔，相邻2个孔的间距为2.0 m，孔与工作面仰角为5°，孔深设计为6 m，确保每个钻孔能够对4 m范围内的顶板进行有效控制。2）当所有注浆钻孔施工完后，采用高压注浆泵将马丽散与催化剂配比为1∶1的混合液高压注入钻孔内，待所有孔内的混合液全部凝固后，方可进行下一步工序。3）注浆施工完成后采用手持式风动钻机在工作面顶板处施工1排支护孔，孔深一般控制在3.0~5.0 m，钻孔间距为0.5 m，支护孔与煤壁垂直，支护钻孔施工完后对钻孔内锚注1组撞楔超前锚杆支护，相邻2排撞楔超前锚杆支护交错布置，交错距为1.0 m。
3顶板管理
1)加强断层位置探测管理。为了探明断层在工作面内部的走向情况。随着生产推进，利用检修时间，在断层延伸方向可能影响区域，打钻探测留设底煤厚度，分析、判断断层走向、延伸速度及推进之间关系。2)回采作业时，要加强工作面现场管理，及时调整支架高度，使液压支架接顶严密，并且保证支架初撑力不小于24 MPa，同时随着断层的高低起伏变化，及时调整刮板输送机的坡度，保证输送机平直度达到要求。3)坚持正规循环作业，保证匀速推进，坚持跟机带压擦顶移架支护，防止断层影响区域应力集中造成冒顶、片帮。4)加强顶板管理，每班安排专人重点对断层影响范围内的超前架、端头及工作面液压支架支护质量进行巡查，发现问题及时处理，确保支护强度。若开采过程中，出现了基本顶周期来压的问题，则必须加强工作面顶板支护管理，提高工作面工程质量管理，确保液压支架处于有效支护状态。
4顶、帮被动控制方法
1）支架搭梁加固顶板。该顶板控制方法针对不连续破碎的顶板进行施工，首先将液压支架移动至比较平整的顶板位置，当破碎顶板左右侧液压支架进行移动后，在顶板破碎严重的位置来架设工字钢梁对顶板进行支护，待支护安全可靠后，再向前移动液压支架。2）垂直煤壁架棚法。该方法用于断层造成顶板破碎非常严重时，以上几种方法无法实施的情况。在断层煤壁顶部使用设备掏出凹陷形成梁窝，将长度为2 m的工字钢梁一端放入梁窝内，另一端放置在牢固的顶板位置，然后用锚索固定牢靠；铺设多个工字钢梁，梁与梁之间的距离为2 m，这样可以使破碎顶板进行有效控制，待被固定部分稳定后，即可移动支架。3）立柱挂网护帮法。该方法用断层造成的于大面积顶板破碎的情况，使用在液压支架单体柱支护破碎顶板后再使用金属网对破碎区域进行加固，挂网时将网一端使用液压支架固定在牢固的顶板上，金属网另一端利用支撑木块与煤壁接触牢靠。
结语
断层是采煤作业中经常遇到的地质现象，断层会使煤层混乱，使原本牢固稳定的煤层顶板变的破碎而不牢固，给综采面采煤带来极大的不便和安全问题。本文作者通过大量的作业实践总结了通过各种不同类型断层的顶板支护控制方法，可以大大增加采煤作业过断层的安全系数和工作效率。
参考文献
[1]赫杰.马兰矿18506大采高工作面过断层破碎带围岩控制技术研究[J].煤,2019,2805:57-60.
[2]闫增浩.北辛窑矿8103综放工作面过断层安全开采技术[J].煤,2019,2809:27-29.
[3]王帅,赵武,杨俊.胡家河煤矿402102工作面过断层破碎带围岩控制实践[J].陕西煤炭,2020,3903:158-161.
[4]李杨,郑士田,王琦.地面定向钻注浆技术在掘进巷道过断层中的应用与研究[J].煤炭技术,2020,3906:89-92.
[5]秦潞.回坡底煤矿10-113综采工作面过断层注浆技术应用研究[J].煤矿现代化,2020,04:25-27.