高档普采工作面过断层技术探讨

　　摘要：本文结合35405、35404工作面开采经验，分析了高档普采工作面过断层的开采技术。高档采煤工作面过断层的安全十分重要，通过对35405、35404采煤工作面断层存在方式及危害的分析，总结了过断层的经验、方法，寻求高档采煤工作面过断层的安全技术。 
　　关键词：工作面;顺面断层;安全;技术 
　　随着南冶煤矿矿井开采深度的不断增加，工作面开采的地质条件越来越复杂，工作面过断层开采技术已成为必须研究的课题。采煤一区长期开采四层煤，积累了一定的四层煤过断层经验，现加以总结。 
　　35405、35404两个工作面都是比较典型的过顺面断层的工作面，使用的都是DY-150型，单滚筒。 
　　1、35405工作面及35404工作面顶板状况分析 
　　从两个工作面的煤岩层综合柱状图来看，两个工作面的顶板极为相似。其共同点为： 
　　(1)所采煤层都是四层煤； 
　　(2)工作面基本顶是灰白色中砂岩，直接顶是灰色粉细砂岩，硬度都较高f=4以上。 
　　(3)工作面煤层之上局部有伪顶。 
　　所谓断层，断层是指岩体沿破裂面两侧发生显著的相对的位移的断裂构造，断层的位移量有大有小，小着仅有几厘米，大着可达数千米。断层面两侧的岩层和岩体称为盘，若断层面是倾斜的，位于断层表面上侧的部分称为上盘，位于断层面下侧的部分称为下盘。断层可分为正断层、逆断层、平移断层。 
　　在这里我们重点介绍一下，断层走向同工作面煤壁夹角小余150的情况下，工作面的开采技术。我们这里介绍的均为正断层。落差在1.2～1.5m，两工作面的煤层厚度2.2～2.5m。 
　　2、过断层开采顶板及煤层变化特征 
　　从这两个工作面的过断层时顶板及煤层变化情况总结，过断层开采工作面有以下特征： 
　　(1)工作面顶板变的较为破碎，顶板局部出现凹凸状。 
　　(2)煤层松软，有明显挤压揉搓现象。  把安全工程师站点加入收藏夹
　　(3)工作面顶板压力明显增加，支柱钻底、三用阀卸载阀开启。 
　　(4)顶板下沉量增加，工作面煤壁片帮，滑落。 
　　从它的这四个特征可以看出，过断层开采时重点加强矿压观测提前预报及顶板支护。 
　　3、过断层技术分析 
　　针对过断层开采的技术特征，结合我们开采35405、35404工作面的经验，对过断层开采作如下总结： 
　　3.1合理的工作面顶板控制设计： 
　　顶板控制设计目标可以概括为4个字：安全、经济。35405工作面及35404工作面正规支柱柱距为0.6m，排距1.0m，支护密度1.67根/m2 
　　支柱实际工作阻力的确定： 
　　RT=kg×kz×Rb=0.95×0.95×25×9.8=221(kN) 
　　式中：Kg：支柱工作系数，取0.95; 
　　Kz：增阻系数，取0.95;Rb：支柱额定工作阻力； 
　　合理支护密度的确定： 
　　N=Ps/Rt=332/221=1.50(棵/m2) 
　　按照本面选取的支护强度和支柱的实际工作阻力，计算出合理支护密度为1.50棵/m2。由计算可知，工作面实际基本支护密度大于合理支护密度。 
　　3.2提高支柱初撑力  
　　3.2.1提高支柱初撑力可以有效防止顶板发生游离 
　　如果支柱的初撑力小，由于断层处顶板发生断裂，基本顶会在自重及上覆岩层的重量下发生滑移，而导致摧跨型冒顶事故，造成重大的人员及财产损失。提高支柱初撑力，使支柱初撑力不仅能承受基本顶的重量，而且能够使基本顶紧贴上覆岩层，让其间的摩擦力足够阻止下位岩层下滑。 
　　3.2.2支柱初撑力低的原因： 
　　支柱初撑力小，有两方面的原因：一是支设时没有按要求施工，没有达到应有的初撑力，或是把支柱支设在浮煤上，而使支柱达不到设计要求；另一个是由于支柱失效，达不到设计要求。 
　　3.2.3提高支柱初撑力的方法及优点： 
　　(1)软底或留有底煤时支柱要穿铁鞋，穿铁鞋后，支柱钻底超过100mm时，要在铁鞋下垫木鞋或竹笆。 
　　(2)支柱支设要到硬底不可支设在浮煤上。 
　　(3)加强支柱的二次注液。 
　　用提高支柱本身的初撑力来解决单体支架的稳定问题，不仅能防止在断层处造成推跨型冒顶，而且又不增加工序，是比较容易被接受的。 
　　3.3工作面断层段使用双抗网或竹笆背顶 
　　断层处一般顶板较破碎使用双抗网或竹笆背顶有三个好处：一、防止顶板掉渣伤人。二、提高顶板的整体性。三、避免了回柱时的埋柱现象。 
　　3.4缩短空顶时间 
　　机组割顶煤时，密切观察顶板状况及时支设临时柱或套使П钢加强支护。特别是在揭露断层面时，应停机停溜，在机组滚筒后方及时支设临时柱，并前移此段П钢。 
　　3.5断层支护 
　　当机组沿工作面倾斜一次性揭露断层面积较大时，在加强先揭露盘的支护下，及时支设后揭露盘，断层落差较大可采用分段炮采，分段对断层进行支护，炮采两个循环后在进行移溜。揭露断层段可用见五回二及见六回三。保持人行道畅通。见附图 
　　3.6控制采高使岩层冒落后能超过采高。 
　　35405工作面开采时，采高平均2.2米，由于四层煤顶板较坚硬靠岩层自由冒落无法将采空区充填实，应加强放顶工作确保冒落的矸石能将采空区充填实，防止断层处大块游离矸石推跨工作面。 
　　4、结论 
　　35405及35404工作面开采过程中，形成了一套可靠的过断层开采技术，实现了安全生产，取得了较好的经济效益。