煤矿井下采掘面过断层的技术措施

煤矿井下采掘面过断层的技术措施

刘昊

山东能源新汶矿业集团内蒙能源公司长城三矿

1煤矿井下断层的分类和影响

1.1断层的分类

煤岩层在地球应力的作用下受到拉伸或挤压而出现断裂产生位移的现象就是断层。煤岩层出现断裂后分为两部分，称它是断层的两盘，两盘之间的平面或曲面叫做断层面。煤矿按照断层对采掘影响侧重点的不一样通常把断层分为三类：①按照两盘的相对位移方向，把断层分成正断层、逆断层与平移断层。倘若断层的两盘是在上下方向出现相对位移，就分成正断层于逆断层，这时位于断层面上部的称坐上盘，下部是下盘。正断层是指上盘相对下降的断层，反之是逆断层。两盘在水平方向出现相对位移的断层叫做平移断层平。该分类方法着重煤层的断失方向，主要用来对断失煤层的位置进行辨别；②把断层分成走向断层、倾向断层与斜交断层是按照断层面和煤岩层的走向关系。倘若断层面和煤岩层的走向基本平行就叫做走向断层，基本垂直就叫做倾向断层，斜交就叫做斜交断层。该分类方法着重断层面的延伸方向，主要用来对断层的延伸方向进行分析；③按照断层落差大小分类。煤矿井下通常把影响井田或采区划分的断层叫做大型断层，把采区内断层落差高于巷道采高或煤厚的断层叫做中型断层，把断层落差低于巷高或煤厚的断层叫做小型断层。该分类方法侧重断层落差的大小，主要用来对断层对采掘的影响程度进行辨别。

1.2断层的影响

煤矿井下断层带来的危害主要有两点：①因为连续破坏到煤岩层而带来的支护危险。形成断层之后煤岩层断开，使工作面的顶底板来压规律变得更复杂，顶底板的支护难度提高，当断层面的走向和采煤工作面的回采方向垂直或与掘进工作面的掘进方向平行时，很容易导致冒顶事故；②煤岩层断裂后，为水、瓦斯等灾害因素提供了运移通道与储存空间。形成断层后有空隙出现在两盘之间，可能把煤岩层附近的充水水源连通工作面，也可能为瓦斯涌入工作面提供了通道，造成采掘工作面积水积气，形成危险场所。所以，是确保采掘工作面安全生产的重要方法就是探讨安全高效通过断层的技术方法，不仅能使员工的人身安全得到保障，而且能减小断层带来的经济影响[1]。

2煤矿井下过断层方法

2.1开掘巷道过断层方法

①开掘工作面面对小型断层。这时直接经过断层就可以，然而要提高支护，避免冒顶事故；②开掘工作面面对中型断层。倘若是开拓巷道，通常开拓巷道因为它负责的通风运输等职能，巷道要求平直，这时第一要对断失煤层的位置进行判断，根据附近的地质钻孔、已掘巷道等资料判断前方一定距离内煤岩的顶底板标高，接着测定本巷道的顶底板标高，从而设计一个平缓的坡度，在加强支护的前提下直接经过断层就可以。假如是掘进巷道就要先判断断层的落差与断失煤层的位置，然后改变巷道坡度进入正常煤层就可以。假如巷道内连续出现多条断层，不能以最快的速度进行明确断失煤层的位置，就需要技术人员在一定距离外对断失煤层的位置进行判断，为了降低岩巷的掘进量。判断断失煤层的位置可参考附近已掘巷道内的煤层位置、地质钻孔中的煤层位置，也可借助钻探的方法寻找断失煤层，使用上面的方法都不能对煤层的位置进行判断的时候，也可考虑停止掘进断层一侧的巷道，改从巷道的另一端向断层掘进。当巷道掘进到断层附近时，在合适的位置设计一个合理的坡度把断层两侧同一条巷道的2个掘进头进行贯通；③开掘工作面面对走向断层。倘若是开拓工作面，第一要观察断层面的顶底板破碎、导水、瓦斯情况，情况良好时可继续沿原设计方向掘进，要做好顶板支护；情况不好时应向左右拐弯穿过断层面，选用距断层面15m左右的位置重新向前掘进。倘若是掘进工作面一定要及时拐弯绕过断层，以降低岩巷掘进量，提高回采煤量，可将这个断层设计到下一个回采工作面的煤柱之中[2]。

2.2回采工作面过断层方法

回采工作面过断层能使用调整采高或挑顶起底的方式，具体操作是当断层的落差低于或等于采煤机的最低可采高度时，运用破顶与破底的方法慢慢割碎围岩进入正常煤层。当断层的落差高于或等于采煤机的最低可采高度时，借助调整采高选择留顶煤或底煤的方法通过断层，接着再慢慢恢复采高。在通过期间遇到坚硬岩石时可运用炮采的方法通过。如果在过断层期间发现较大的断层落差或顶底板很破碎推进的时候没那么容易，要想办法避开危险区域，这时候能选用重新开切眼，从情况良好的部位开始施工。

3过断层期间的安全措施

①过断层期间的防治水工作。采掘工作面附近存在水害威胁时，必须注重断层可能带来的灾害，特别是有采空区积水或带压开采的工作面，断层能减小围岩的防控能力，采空区积水可能突破围岩进入工作面；断层也能把灰岩水通过断层面导入工作面。对于这种工作面必须要在日常生产期间确保排水能力充足，防治水技术人员要定期进行涌水量观测，发现工作面有断层的以最快的速度第一要对断层是不是导水进行判断，如果为导水断层就要判断充水水源，从疏放积水、封闭通道、加强排水等方面综合防治，清除水害威胁。全部人员应熟悉透水征兆，在出现可疑情况的时候及时汇报给矿调度室，撤出可能受水害威胁人员，在排除水害威胁后就可以施工作业；②过断层期间的顶板支护工作。采掘工作面在过断层的时候使用下面几种支护方式：加密支护、锚网喷的支护方式、架棚支护；③过断层期间的瓦斯治理工作。断层附近通常是瓦斯事故高发区域，假如处理不正确会威胁到工作面人员。所以在过断层期间需要指派专业瓦检员全程监测工作面的气体浓度，如果发现异常应及时处理，一定要及时撤出现场人员。带班长和相关科室管理人员要携带便携式瓦检仪，随时进行监测工作面的气体浓度，保证工作面安全[3]。

结语

经过分析煤矿井下断层的分类和影响，探讨不一样工作面面对断层时的通过方法，对煤矿井下采掘工作面过断层的技术方法与过断层期间的安全技术措施进行总结，为煤矿井下采掘工作面过断层提供了一定的技术知识。

参考文献

[1]综采过断层方法研究[J].周贵学.民营科技.2014(02)

[2]煤矿掘进迎头过断层技术探析[J].赵俊山.山东工业技术.2018(18)

[3]综采工作面过断层技术研究[J].龙春波.山东煤炭科技.2017(03)