張偉軍

摘 要：本文介紹了斷層的形成及判別，以及1013綜采工作面的概況。在過斷層前和過斷層期間，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施和保護方法，避免了處理不當(dāng)對生產(chǎn)和人員安全造成的影響，并對實施的效果進(jìn)行了評價。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；過斷層；技術(shù)措施；保護方法

1 斷層的形成及判別

斷層是在地質(zhì)應(yīng)力條件下的微裂隙經(jīng)過逐步發(fā)展而形成破裂面，經(jīng)過相互滑動后形成斷層面。根據(jù)滑動方向的不同，可分為正斷層和逆斷層。正斷層由張應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用而成，斷層面表現(xiàn)出較大的傾斜角。由于上下兩個盤面不產(chǎn)生擠壓作用，張裂的變化和延伸均較小，形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。而逆斷層由于受到壓應(yīng)力的作用，上下樓盤處于擠壓的狀態(tài)，斷層的傾斜角較小，所形成的褶皺和延伸也較大。同時，在地應(yīng)力的作用下，斷層通常以成組的復(fù)雜形式出現(xiàn)，煤巖層的完整性破壞較大，給煤礦的開采帶來了較大的難度[1]。對于斷層小于煤層厚度的情況，能夠通過直觀的方式判別煤層的斷失位置。而對于斷層落差較大的情況，常采用鉆探法、標(biāo)高對比法和煤巖層對比法對斷失煤層位置進(jìn)行判別。

2 1013綜采工作面概況

榆樹泉煤礦1013綜采工作面位于礦井井田西部，地面向斜軸部疏干井以南220～440m的范圍內(nèi)，地勢總體為西高東低地形，區(qū)內(nèi)最高處位于工作面的西南部，海拔高度1886.5m，最低處位于1013試采工作面的東部，海拔高度1850.0m，地形起伏較小。工作面以外東西兩側(cè)各有一條季節(jié)性沖溝，東部為卡日牙合厄尼闊坦沖溝，西部為無名沖溝，均為南北方向，地勢較為平坦。該工作面的煤層為侏羅系含煤上段下10煤，煤層的厚度和傾角較為穩(wěn)定，而煤層本身及頂?shù)装宕嬖诹严栋l(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。

工作面位于井下南采區(qū)回風(fēng)上山西翼，為南采區(qū)的首采工作面。東部與主井留有60 m的保護煤柱，南部為原榆樹泉煤礦和榆樹溝煤礦的采空區(qū)，之間留設(shè)30m隔離煤拄，西部至下10煤層井田邊界留有20～47m的保安煤柱；北部為南采區(qū)未開采區(qū)域以及北采區(qū)未開采區(qū)域。頂板采用全部垮落法進(jìn)行處理，同時采用掘進(jìn)揭露二條正斷層，斷層的落差較大，最大落差可達(dá)5.4m。由于落差斜交于整個工作面，在走向上可影響到72m，對工作面的回采影響較大。

3 過斷層技術(shù)措施

3.1 過斷層前的保護措施

綜采工作面在過斷層期間，必須要充分考慮施工方法和組織的科學(xué)性，以確保其安全。在過斷層前，采用液壓單體支柱的同時，配合使用鉸接頂梁對材料道進(jìn)行超前保護。對于斷層傾斜角較大的情況，應(yīng)采用小于30°的下山掘和大于17°的上山掘分別進(jìn)行。在斷層處，可利用接頂套棚的方式作為保護措施。在距離材料道斷層處越來越近時，巷道最矮處的下沉量變化幅度較大，導(dǎo)致頂板承受比較明顯的壓力。

為了防止頂板事故的發(fā)生，需在原先保護措施的基礎(chǔ)上再進(jìn)行補打木垛、并采用錨桿錨索，以增強對頂板及兩側(cè)的支護強度。同時，為了避免斷層在回采期間暴露于工作面，可將工作面適當(dāng)調(diào)斜、加快機尾的推進(jìn)度，明確推進(jìn)作業(yè)方式和機尾超前的距離。使用防滑千斤頂，按照機尾和機頭進(jìn)刀2：1或3：1的比例進(jìn)行工作面的調(diào)斜，保證機尾超前距離在約10m時，工作面與斷層之間的傾斜角大于20°。

3.2 過斷層期間的技術(shù)方法

工作面在過斷層期間，需采用高度適宜的支柱進(jìn)行打柱拉架。拉架前應(yīng)將輸送機帶空閉鎖，采用逐架操縱的方式進(jìn)行，以確保支架的頂梁應(yīng)當(dāng)與頂板接觸的緊密。在回采過程中，斷層變化情況復(fù)雜且容易出現(xiàn)突然暴露的情況，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短空頂?shù)臅r間。當(dāng)出現(xiàn)突然暴露情況較多時，要及時進(jìn)行返空刀和移架支護，對機尾進(jìn)行反復(fù)摩擦，直到破碎帶處的頂板恢復(fù)穩(wěn)定。同時，由于工作面的中部承受著較大的壓力，應(yīng)在斷層的破碎帶處加快推進(jìn)的速度，以減少該處頂板的壓力[2]。此外，對于寬度較大的頂板，需采用大直徑的木梁和單體液壓支柱，架設(shè)走向棚以滿足臨時支護。

隨著工作面的逐步推進(jìn)，輸送機頭升高、落煤距離增大，運輸巷不再具備足夠的安全出口寬度，需要及時縮短輸送機出煤墻的距離。并且，由于輸送機機頭升高，出煤的過程中容易出現(xiàn)大塊的煤外甩，對操作人員的人身安全造成了嚴(yán)重的隱患，因此需加高擋煤板的高度。工作面由溜尾采用邁步式上爬，每進(jìn)一刀上爬一定距離，可采用分段上爬的方法來控制上爬的量[3]。受到斷層本身的構(gòu)造影響，運輸巷會出現(xiàn)幅度較大的落差，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機無法正常通過。采用人工挑頂和制作人工假底的方式，并對巷道超高部分進(jìn)行支護，能夠有效地減少巷道落差。從而保證轉(zhuǎn)載機的通行順利，直到運輸?shù)劳耆ㄟ^斷層。

4 實施效果評價

根據(jù)榆樹泉煤礦1013綜采工作面的實際情況，進(jìn)行了科學(xué)的分析和方案設(shè)計，采用了具有針對性的過斷層技術(shù)措施。確保了工作面安全順利地通過了斷層，防止了事故事件的發(fā)生，有效地降低了開采成本、避免了損失。打柱拉架、錨桿錨索、人工挑頂?shù)却胧?，保障了工作面和設(shè)備運行的安全，提高了推進(jìn)的速度。不僅爭取了寶貴的開采工作時間，還提高了煤礦的產(chǎn)量，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益。

對于工作面相關(guān)傾斜角的控制，為工作面的正常開采提供了有力的支持。邁步式上爬技術(shù)，在降低斷層壓力的同時，提高了過斷層的速度、減少了事故的發(fā)生。對于落差較大斷層的處理和保護，進(jìn)行了有意義的技術(shù)探索，為今后攻克更加復(fù)雜的技術(shù)難題積累了經(jīng)驗。工作面推進(jìn)過程中擋煤板高度的增加，有效地保障了工作人員的人身安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建波.綜采工作面過斷層技術(shù)研究與探討[J].科技信息，2009（31）.

[2]呂倫寶.綜采面過斷層開采技術(shù)研究與探討[J].山東煤炭科技，2006（05）.

[3]郭守泉，彭永偉.綜采工作面過斷層技術(shù)綜述[J].煤礦開采，2008（08）.endprint