采煤工作面过断层的方法与措施

能源环境

采煤工作面过断层的方法与措施

黑龙江三兴工程设计有限责任公司（黑龙江哈尔滨） 章德军

【关 键】采煤工作面过断层要从煤层的具体实际情况出发，科

学合理地进行，以实现安全生产和高效生产。本文主要阐述了采煤工作面过断层的方法和措施等技术问题。

【关键词】采煤工作面；过断层；顶板在煤矿生产中，采煤工作面过断层是采煤生产过程中的一个重要环节，要从煤层的具体实际情况出发，科学合理地进行，以实现安全生产和高效生产。

1、采煤工作面过断层的方法

断层破坏了顶板岩层，如果处理不好，就可能造成冒顶事故，危害生产和人身安全，同时，处理断层需要挑顶或卧底。所以，处理工作面断层，一定按断层性质、落差等实际情况，从安全和经济等方面来采取科学合理的处理方式。

工作面内如有落差大于采高的走向断层，应以断层为界，把工作面分为两段，沿断层掘进中巷，上段工作面的煤从下段工作面运出。

对落差较大的倾斜断层，要另掘开切眼。工作面采至断层一侧停采，迁至新开切眼时再回采，这能解决断层附近开采的困难，同时却增加掘进量和设备的搬移。

碰到落差较大的斜交断层要另掘开切眼，使工作面跳过断层后开采。因断层与工作面斜交，断层两侧有三角煤，为提高回收率，要将它采出。按不同情况，采取以下方法：

（1）在断层与真倾斜成25°~40°的夹角时，工作面按真倾斜沿走向推进，工作面的缩短部分要留设通道为安全出口，在工作面缩短至10m~20m时，可停采。

（2）如果夹角不大于25°时，使用加楔调面的方法处理。在加楔时工作面各个位置的进度，以工作面长度和楔子一端的推进度确定。要保持工作面始终为直线，所以，应严格铺直工作面输送机，把输送机作为基准，把握输送机与煤壁的距离，以控制工作面进度，落差不大于煤厚的断层，工作面平推硬过。工作面过断层，要采取有效措施，加强顶板管理。

2、采煤工作面过断层的措施

（1）断层邻近煤层较薄，铺设输送机困难，应按顶底板的强度和断层状况进行挑顶或卧底。使工作面的底板坡度平缓变化。在局部区域打锚杆锚固顶板，锚杆眼的深度在2.0m左右，使用混凝土锚固剂或树脂锚固剂，锚固材料可用圆钢。压注聚氨醋固化顶板。断层处顶板较为破碎，如用锚杆锚不住，应把树脂注入煤岩裂隙中，树脂用液压泵注入，钻孔深度不小于日进度0.5~1.0m。

（2）用泡沫材料封闭。在断层破碎带，应实施堵漏、堵塞冒落空间等作业，以人工进行，一些煤矿一般用构筑木垛、打撞楔的方法，而这些方法效率低、劳动强度大，也存在危险性。国外较早就使用高效率的泡沫材料作业，效果很好。泡沫封闭法和聚氨醋压注法相似，可用泵完成。

（3）在地质构造复杂工作面，控制顶板必须进行预测。此工作有预想预测和实际预测。前者是按工作面巷道中每条断层的实测数据及煤层底板等高线变化状况，预测出工作面不同位置的顶底板和煤层的状况。后者是对工作面实际情况的实测。以实际预测纠正、修改前者中不符合实际部分，改正预想预测的图纸。此工作在工作面推进5m~10m就进行一次，它是顶板控制和冒顶处理的依据，是工作面开采的准则。

（4）断层带回柱放顶的安全措施。在单体支柱工作面中，断层带的冒顶事故，一般出现在回柱放顶的过程中。

①因断层的切割，影响顶板支护的稳定性，如图1所示．在直接顶或随回柱放顶而冒顶的顶板出现向下滑移冒顶时，回柱放顶距断层面的距离L尤为重要，一些重大伤亡事故许多都出现在这个界限内。因此，回柱放顶的安全措施中，要针对断层状况明确规定这个界限，并相应规定回这段和以下的支柱时，人员撤离的位置、向上回柱的方

法、安全措施和在此范围内怎样强化支护、增设特殊支架等。

因回柱放顶工作从下到上进行，基本顶的位态出现变化，放顶点

距断层越近，变化越大，可能使断层面以下的支护承压值日趋增大，发生压垮型冒顶事故。所以，存在一个放顶位置距断层面的最小临界距离问题。一是应强化支护。回柱放顶时，全部人员要撤离至断层面以上。

②因断层的切割，顶板岩层错位，在断层带一定范围的顶板成为复合型顶板，此区域必须改变回柱放顶程序。如图2所示，断层面的倾斜角大于煤层倾角，断层倾斜面与顶板层面有一夹角，使顶板有楔尖形区域。区域顶板岩石比较破碎，在开采中可能出现局部漏矸、空顶，支护围岩系统的刚度不好提高，这一般是出现推垮型冒顶的起始点。为避免形成从此点开始连续扩大的冒顶事故，通常采取改变回柱放顶顺序办法。

③断层的切割，支柱和围岩力系出现根本变化。回柱放顶一定适应此变化。

直接顶和基本顶的断裂均以断层面为界，由于断层面处的顶板失去抗拉、抗弯、抗剪能力，所以其断裂步距会与正常条件下的断裂步距有异，其断裂的总厚度比一般状态的岩梁总厚度大几倍，传递在控顶区支护的压力也会是一般状态下岩梁压力的几倍。断层带处的状况是顶、底板岩石破碎松软，所以此处支护和围岩系统的刚度大大降低，支护的具体承载值难以提高，顶板的下沉量较大，这与实际控制的需要有较大矛盾，很可能形成断层带处冒顶条件。

在工作面到达断层位置时，工作面煤壁不再是全部岩梁的支点，上覆岩层压力会都被控顶区的支护承担，此峰值会很高，通常单体支柱很难抗拒。这种平行工作面的断层如果硬性通过，具有很大的冒险性，因此，现场把工作面调成与断层斜交，采用局部依次过断层的方法。在局部过断层的区间应延长控顶距。工作面过到断层上盘时有两空时再放顶回柱，回下盘支柱工作人员都要撤离至上盘柱空内，要距回柱地点15m以外。