吳丙輝 關(guān)衛(wèi)華

【摘 要】總結(jié)了國(guó)內(nèi)綜采工作面過(guò)斷層的主要常見(jiàn)方法，研究分析了各種過(guò)斷層方法的主要技術(shù)特點(diǎn)，并總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)綜采（放）工作面過(guò)斷層的主要技術(shù)方法，為今后其他礦井類(lèi)似問(wèn)題提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】綜采面；過(guò)斷層；現(xiàn)狀；方法；分析

斷層是工作面生產(chǎn)中比較常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造，斷層形成的斷層破碎帶附近，煤層頂板的破碎度增加、煤層厚度發(fā)生變化、煤層頂?shù)装宄霈F(xiàn)不平行現(xiàn)象，在工作面過(guò)斷層時(shí)易造成支架傾斜，使支架的實(shí)際支護(hù)能力降低。頂板提前斷裂，在接近斷層帶時(shí)，會(huì)發(fā)生回轉(zhuǎn)來(lái)壓，甚至出現(xiàn)壓死支架的事故。

一、國(guó)內(nèi)綜采面過(guò)斷層技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)多數(shù)地區(qū)煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是在煤炭資源稀缺的東部地區(qū)，在工作面回采過(guò)程中經(jīng)常遇到斷層，影響礦井正常的回采接續(xù)。為保證采煤工作面安全高效生產(chǎn)、減少工作面搬家次數(shù)，綜采面多采用過(guò)斷層連續(xù)回采，以保證礦井正常生產(chǎn)接續(xù)。目前國(guó)內(nèi)通常采用以下幾種過(guò)斷層方法：調(diào)整采高法、平推硬過(guò)法、調(diào)斜工作面法、放震動(dòng)炮法、導(dǎo)硐法、跳采、綜合法等，也可使用化學(xué)加固法加固頂板。不論采用哪種過(guò)斷層方法，斷層仍嚴(yán)重制約著綜采工作面和礦井產(chǎn)量，給現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)許多安全隱患，同時(shí)也會(huì)造成設(shè)備損壞嚴(yán)重、施工質(zhì)量差、煤炭質(zhì)量下降、全員工效降低等。

二、綜采工作面過(guò)斷層方法分析

當(dāng)斷層落差小于煤層厚度和綜采設(shè)備的最小工作高度之差，綜采工作面過(guò)斷層時(shí)，除加強(qiáng)工作面支護(hù)外不必采取其它措施；而當(dāng)斷層落差大于煤層厚度，核算工作面硬過(guò)不經(jīng)濟(jì)時(shí)，一般是另掘開(kāi)切眼，工作面進(jìn)行小搬家，如果斷層距盤(pán)區(qū)邊界或工作面停采線(xiàn)不遠(yuǎn)時(shí)，綜采工作面就直接躲過(guò)斷層，剩余煤炭可布置炮采工作面回收。對(duì)斷層落差較大且工作面又必須通過(guò)時(shí)，可采用放震動(dòng)炮、導(dǎo)硐，或者改造采煤機(jī)行走部等方法通過(guò)。（1）調(diào)整采高法。該方法一般適用條件是斷層落差較小，且斷層上下盤(pán)接觸之間煤層的厚度大于或等于液壓支架的下限通過(guò)高度。當(dāng)煤層高度大于設(shè)備允許最小煤層高度時(shí)，先估算出工作面距斷層前方所需要的過(guò)渡段，通過(guò)調(diào)整割煤高度來(lái)通過(guò)斷層。（2）平推硬過(guò)法。該方法又稱(chēng)采煤機(jī)強(qiáng)行截割圍巖法。適用于斷層落差較小，且頂板、底板巖石較為脆軟（如泥巖）的工作面。當(dāng)煤層高度小于設(shè)備允許最小煤層高度時(shí)，且工作面頂?shù)装鍑鷰r比較松軟，在距斷層位置5m時(shí)，采取挑頂或臥底使采煤機(jī)截割圍巖強(qiáng)行通過(guò)斷層，緩慢上山或下山推運(yùn)輸機(jī)、拉移支架，然后強(qiáng)行通過(guò)斷層。（3）調(diào)斜工作面法。該方法一般適用于斷層落差較大，且斜交角較小的斜交斷層工作面。當(dāng)斷層落差大于或等于采高的條件下，綜采工作面與斷層走向小角度斜交時(shí)，通過(guò)工作面調(diào)斜，使工作面調(diào)至和斷層走向平行，減少斷層處煤炭損失。（4）放震動(dòng)炮法。該方法又稱(chēng)放炮挑頂起底法。適用于斷層落差較大，且頂板或底板巖石較為堅(jiān)硬的工作面。當(dāng)煤層高度小于設(shè)備允許的最小煤層高度時(shí)，且工作面頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)硬，采煤機(jī)滾筒割不動(dòng)時(shí)，可采取放震動(dòng)炮挑頂或起底的方法。當(dāng)沿著工作面推進(jìn)方向，過(guò)斷層前的工作面直接底板低于過(guò)斷層后的工作面直接底板，適宜采取挑頂法過(guò)斷；當(dāng)沿著工作面推進(jìn)方向，過(guò)斷層前工作面直接底板高于過(guò)斷層后的工作面直接底板，采取挑頂法或起底法過(guò)斷層均可。（5）導(dǎo)硐法。導(dǎo)硐法又稱(chēng)斷層探巷法。就是在斷層上盤(pán)（或下盤(pán)）掘進(jìn)巖石巷道，將斷層處巖石先掘出，再進(jìn)行可靠支護(hù)，將過(guò)斷層變?yōu)檫^(guò)空巷，減少采煤工作面的巖石截割量，加快回采工作面推進(jìn)速度。導(dǎo)硐掘進(jìn)長(zhǎng)度以斷層的落差變小至設(shè)備能夠通過(guò)為止。（6）跳采法。即對(duì)斷層采取“躲”的方式，通過(guò)采用斷層處留垛，重新打巷的跳采方式通過(guò)斷層。對(duì)于走向斷層一般根據(jù)不同情況進(jìn)行處理。當(dāng)斷層出現(xiàn)在工作面的兩端時(shí)，在工作面沿煤層正常段與斷層方位平行開(kāi)掘一條全煤巷道與材料巷或運(yùn)輸巷貫通，工作面縮面回采躲過(guò)斷層，隨推采隨接長(zhǎng)工作面的溜子，直至恢復(fù)正常；若斷層出現(xiàn)在工作面的中部，用斷層處留垛的跳采方式通過(guò)斷層，然后打通工作面，與兩巷貫通。當(dāng)回采工作面遇到落差較大的傾向斷層時(shí)，一般在另一盤(pán)重新打切眼，跳過(guò)斷層重新開(kāi)采。（7）綜合法。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，由于影響因素的復(fù)雜性，往往要綜合多種方法過(guò)斷層。不一定采用單一方法，有可能幾種方法同時(shí)使用，這要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定。

目前國(guó)內(nèi)綜采工作面過(guò)斷層的方法已基本成熟，既實(shí)現(xiàn)了礦井的連續(xù)回采，又保證了現(xiàn)場(chǎng)安全管理，但整體效率依然不高，仍制約著煤礦的安全高效生產(chǎn)。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的實(shí)際問(wèn)題，提出以下幾條建議：一是加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，掌握斷層產(chǎn)狀及其影響范圍，在礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)過(guò)程中避開(kāi)斷層。二是如斷層確實(shí)無(wú)法避開(kāi)，應(yīng)根據(jù)煤層硬度、頂?shù)装鍑鷰r條件及工作面設(shè)備性能制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施，確保工作面安全順利通過(guò)斷層帶。三是加強(qiáng)設(shè)備的更新與改造，提高采煤機(jī)截齒的截割硬度，改進(jìn)液壓支架，提高其過(guò)斷層和對(duì)破碎頂板的適應(yīng)性。四是積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，如采用速凝材料注漿加固斷層破碎帶，提高破碎煤巖體的整體性和穩(wěn)定性，從根本上解決斷層破碎帶片幫、冒頂現(xiàn)象。