杨怀玉 贾一兵 侯宽茂

摘 要：现如今，我国的国民经济在不断的发展，社会在不断的进步，综采工作面在开采过程中，常受到断层等构造的影响。过断层带时，易造成支架歪斜使支架的实际支护能力降低。又由于顶板提前断裂，顶板会发生回转来压，甚至出现压死支架的事故。

关键词：综采工作面 过断层 采煤方法 顶板管理

引 言

煤炭的形成条件及形成过程非常复杂，使得煤层存在极强的不稳定性，在进行煤矿开采的过程中，综采工作面不可避免地会遇到断层。在断层开展综采工作时，采煤方法的选择及顶板的处理方法直接影响综采工作面的安全性，也影响了施工企业的经济效益。

一、断层采煤的安全隐患

断层主要是由于地壳的剧烈运动引发地壳断裂而形成的一种特殊的地质构造。由断层产生的原因可发现，断层采煤的安全隐患主要体现在两方面：一是工作面存在断层使得岩层的整体性遭到破壞，工作面顶及底板自外部产生的压力规律因此发生改变，导致顶板局部受到来自外部的压力，加大了综采工作面的整体外部压力。若情况严重还会导致整个工作面遭到破坏，从而引发工作面大面积冒顶事故；二是工作面若存在断层，煤层当中的各种水流、有毒气体、有害气体等就可通过断层的断裂带渗入至通道或是储藏仓库，导致工作面出现突发性水灾或是瓦斯事故。

二、综采工作面过断层采煤方法

（一）挑顶起底

通过使用采煤机挑顶或卧底的方式对围岩进行强行截割通过断层，当工作面推进方向过断层前直接底板与过断层后工作面直接底板相比较较小时，适合采用挑顶法，反之则两种方法均可。当断层上下盘之间煤层厚度小于或等于液压支架通过的下限高度时可采取挑顶起底法。当综采工作面围岩松软时可直接挑顶起底，通常将高度控制在0.15m内，防止机组负荷增加，破坏工作设备。当围岩比较坚硬，使用采煤机难以截割时，可根据实际情况采取放炮挑顶起底方式对断层预先处理。

（二）工作面支柱处冒顶

采用措施交接顶梁和整体式支架，提高支架的初撑力，将金属网先放置底板在进行初次放顶，开采下层煤时，采用内错式布置开切眼。加强顶板管理：综采工作面煤壁直，刮板输送机和支架直。液压支架必须接顶。工作面上下出口要特殊支护。提高支柱的初撑力：使用木支柱支护时，必须打紧、打严、打靠，架设亲口棚时打紧木楔。掘破坏，使巷道空间变小，甚至出现冒顶。有时还应采取刹顶的办法。

（三）跳采

采用留垛的方式对断层处重新打巷通过断层。当断层处于综采工作面两端时，可在综采工作面的正常煤层段与断层处开掘一条平行的材料巷道以及全煤巷道，回采时躲过断层，逐渐接长工作面溜子，直至正常；当断层出现在综采工作面的中间位置，可采用在断层处留垛的方式通过断层，之后将综采工作面打通，使两个巷道贯通。

三、顶板管理的有效策略

综采工作面作业中提高对顶板的施工管理水平，对保证开采环境的安全性意义重大。先要科学制定综采区的巷道布置方案、确定好开采的程序、采用适宜的支护方式、采用高效的管理方法，并根据综采工作面的特点和工艺特征，选择管理的具体步骤。在风机两巷支护与超前上下端头的支护时，支柱的设计要采用“先支后回”的方式，不能将支护结构提前拆除，对已经出现损坏的支柱要及时更换，防止对综采工作面造成安全威胁。与煤壁相邻的冒顶处，要根据工况特点选取最为恰当的支护方式。有时要依据底板岩层的性质，来判断使用正悬臂交接顶梁还是倒悬臂交接顶梁作为支撑结构。爆破时注意控制装药量，防止将施工设备损伤，在上下端的出口位置要增加支护结构，选用木垛支护的方式，运用迈步台棚提升支护的侧应力。针对放顶线附近的部分冒顶位置，使用科学的回柱方式，即先支后回，顺序是自上向下、从里至外。将支柱和回柱之间的距离设定在15米以上，于挡头位置打上稳定结构的隔离柱。拆除支柱后若顶板的压力很大，则不能强行回柱，需在拆除支柱的近旁打好临时支护，再进行回柱，回柱后拆除临时支护。当直接顶板的岩层为大块时，回柱产生冒顶现象，要先切顶，强制放顶，若岩层中大块的尺寸超过了顶板的步距，容易导致采掘支架不稳定，从而发生冒顶事故，所以要适当加大控顶距离，或者使用倒悬壁交接顶梁进行施工。综采工作面的地质条件差异也是造成局部冒顶的原因。在对运输巷道和通风巷道施工时，为了防止对复合顶板的损坏，使用伪顶倾斜的方式，可以最大限度加强阻力。对采高和控顶的距离要依据标准来定，煤层较厚的采掘作业，首幅的采高要控制在2米之内，其余的要控制在2.4米之内，末幅的高度不能大于2.2米。控顶距离开帮工作面的距离不能超过5.5米，开采工作面的距离小于或等于4.5米，最小距离为1.5米。开采过程中采用稳定的支架结构提高支护的力度，例如可以使用棚支护、树脂锚杆支护、交接顶梁十字交叉法支护等，以确保采掘环境的稳固性，为施工人员提供安全的作业环境。综采工作面支柱处发生冒顶问题，为增强支架的初撑力，适宜使用整体式支架，或交接顶梁，实行初次放顶之前，要先设置好金属网，对下层煤进行采掘时，开切眼的布置方法采用内错式。在综采工作面上下的出口处加固支护，使用木支护结构一定要打紧、打严，以提高顶板的管理水平。

结 语

综采工作面过断层是由煤层厚度、断层差、采煤机组设备最小工作高度、综采工作面推进方向、断层处围岩硬度及煤层倾角等因素决定，断层地质结构比较复杂，会对煤矿企业开采生产进度产生严重影响，甚至关系到煤矿生产工作的安全性。因此，在煤矿开采工作中需要选取适当的过断层方法及措施，加强顶板管理工作，提高综采工作的安全性。

参考文献：

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