浅析采煤作业连续掘进设备过断层技术.pdf

科技创新导报 2020 NO.13 Science and Technology Innovation Herald 工程技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald31 DOI 10.16660/ki.1674-098X.2020.13.031 浅析采煤作业连续掘进设备过断层技术① 潘艳军 高恒 仇锐 内蒙古昊盛煤业有限公司石拉乌素煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017000 摘 要 断层是因为岩层的受力到达相应的强度而出现的破裂表现， 且断层会顺着断裂面出现移动的结构。 存在的断层不 但使岩层的完整性受到破坏， 而且改变了开采工作面底板以及顶板压力的规律， 从而增加了 支护工作面的困难。 为此， 本 文分析了采煤作业连续掘进遇断层的危害、 过断层的技术方式以及需要注意的问题。 并提出一系列做好掘进操作的安全 措施,以期为类似研究提供一定指导。 关键词 采煤 连续掘进 过断层 技术 中图分类号 TD82 文献标识码 A 文章编号 1674-098X202005a-0031-02 ①作者简介 潘艳军 （1984， 9） ， 男， 汉族， 山东禹城人， 本科， 助理工程师， 研究方向 采掘。 断层带煤岩构造较为破碎， 断层破碎带较易形成于断 层周围。 通常来讲， 断层构造岩带的强度仅仅是正常段的 大概三成， 以及断层交叉位置存在较大的密度， 从而形成 比较严重的破坏性。 与此同时， 断层周围的不稳定因素非 常多， 这非常不利于采煤作业连续掘进设备的操作。 1 采煤作业连续掘进遇断层的危害 1.1 冒顶或片帮情况形成于断层区域 冒顶、 片帮事故最常出现在采矿过程中。 而冒顶、 片帮 事故的因素在于岩石缺少稳定性， 在比较大的地压向顶板 或两帮传递的情况下 ， 岩石受到破坏而导致。 基于不断推进 回采工作面与掘进作业的影响下 ， 逐步增加了工作面空顶的 面积， 由于重新分布的应力， 顶板、 周帮矿岩会出现形变， 这 造成一些区域出现裂缝。 由于破坏了顶板岩石的完整性， 顶 板下沉显著弯曲， 逐步扩大裂缝。 如果生产组织管理与技 术的应用不适宜， 那么较易冒落顶板矿岩。 如此的冒落也属 于经常见到的冒顶事故， 如果巷道两边出现冒落， 也就是形 成了片帮。 因为受到水平推力的制约， 推垮型冒顶会造成工 作面支架大量倾斜， 从而导致冒顶事故。 当采煤机到达断 层破碎带进行连续采煤作业的情况下， 会加重固有的业已 破裂的顶板破碎情况， 甚至导致冒顶或顶板离层的事故， 这 不利于顶板支护以及管理工作的开展。 应当明确的是， 较少 存在大片的片帮以及冒落现象， 倘若缺少实时的支护， 那么 破裂顶板的煤矿非常容易形成冒落现象。 1.2 瓦斯或透水情况形成于断层区域 断层这种地方能够导水且储存了地下水， 因为断层破碎 带的性质， 所以基于采煤作业的制约， 较易形成水灾。 除此 之外， 倘若断层大部分的含水层跟形成的水力相关联的情 况下 ， 会使煤矿工作者的人身安全受到影响。 断层交汇处以 及尖灭端都高度集中应力， 因此裂隙发育形成。 如果采煤 机在断层开展连续掘进作业的情况下缺少有效的管理， 那 么断层透水的现象非常容易形成。 这样一来， 断层会使煤 层的完整性受到破坏， 进而揉搓或挤压断层带， 从而使构 造煤形成， 最终使煤体吸附的表面积增加， 也随之增加了 处于游离的瓦斯容积， 从而导致瓦斯的大量聚集。 2 采煤作业连续掘进设备过断层的技术方式 一般来讲， 倘若断层较为完整、 厚度小、 落差小， 周围 不存在瓦斯和水的影响， 那么能够硬过断层。 如果工作面 在通过的情况下需要结合硬木柱支护断层附近的薄带； 如果断层最小采高等于或大于机械滚筒的情况下， 能够借 助机采的方式过断层。 煤层底板处在平整状态， 断层带经 过采煤机的情况下， 为了减小生产的不利影响， 务必确保 机采超前三刀和炮采超前两刀循环进至步距操作。 底板 错到溜子之上的情况下， 找工作面底板应用挑顶的方法。 倘若断层顶板破碎且存在较大的落差， 重新开眼或应用 拱眼。 除此之外， 过断层的情况下应将弱变区消除， 以大 大降低端面冒顶事故出现率。 不然， 逆断层开采首先由上 盘至下盘， 且完成开采通过上盘到下盘的方式进行。 如果顶板岩层受到断层的破坏性， 那么较易导致影 响生产安全与伤害人身的冒顶现象。 为此， 在处理断层的 情况下， 务必牵涉到挑顶操作， 应以安全与经济的角度结 合适宜的方法处理断层落差。 倘若采高小于断层落差， 那么以断层为界限划分工作面， 顺中巷掘进断层， 从工作 面下面输送上面的煤。 若倾斜断层存在较大的落差， 则 停采断层侧。 为了减小移动设备的困难， 降低断层附近的 采掘难度， 需要通过新开切眼的一边回采， 以使掘进量显 著增加。 若斜交断层的落差大， 则应跳过断层掘切眼。 针 对断层两边和工作面间的三角煤， 应借地势进行开采， 以 使煤炭回收率增加。 具体来讲 一是当断层与真倾斜间为 25 40 的夹角时， 顺着真倾斜走向推进， 实现预留通道 的缩短， 以此充当安全出口； 缩小工作面到1020m的时候 务必停采。 二是断层与真倾斜为25 夹角的情况下， 选用 加楔子端进度及工作面长度， 从而明确一系列工作面的 进度。 除此之外， 结合传输机科学控制工作面的进度以及 跟煤壁的间距， 确保传输机可以直铺掘进。 煤层厚度不大 于落差的情况下， 结合强化顶板的措施， 顺利平推硬过断 层。 3 采煤作业连续掘进设备过断层需要注意的问题 3.1 注重支护 避免冒顶是过断层过程中尤为关键的事项。 为此， 强化 支护显得至关重要， 这样可以很好地控制断层面顶板。 务必 注重工作面上下巷断层周围的支护工作， 确保支护质量与数 下转33页 科技创新导报 2020 NO.13 Science and Technology Innovation Herald 工程技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald33 测资料， 这样就可以让设计人员能够准确把握已经建好的 给排水系统的基本情况， 进而设计出比较合理的施工方 案。 并且， 要了解清楚施工地段的图纸情况， 对淤泥地质 等一些很难弄的地质提前做好地基准备， 对岩石很多的 地质要提前统计好需要开挖的石头量开挖多大。 如果有必 要保留并使用以前的旧管道， 需要安排专门的人员对这些 给排水管道进行反复检查以排除各种问题， 并对已经发现 了的问题要进行及时的处理解决。 3.2 设计图纸的完善 我们在给市政给排水系统设计的时候， 就应该把各种 因素考虑进去， 而且我们在考虑到实际施工的情况中可能 会出现的各种问题， 所以我们在设计图纸的时候就要做好 这些预防问题， 让图纸尽可能的完美。 而且我们在对新建 好的管道和以前就建好的管道进行连接的时候， 需要掌 握我们新建好的管道实际情况， 然后我们还要仔细分析 给排水工程的具体方案， 最后还要对管道铺设的科学性 有机的结合起来一起使用， 保证能够做出最好的给排水 的施工方案， 以确保以前的排水设施能和现在的排水设施 完美得到结合在以前使用。 3.3 严格控制施工质量 我们在给市政道路给排水系统的建设过程中， 我们必 须要严格的按照设计图纸来一步一步执行下去， 不能有一 点马虎， 并且我们还要加强对我们需要施工的位置的地理 环境的了解， 要尽量避免地质对施工带来的问题。 除此之 外， 在实际的施工过程中， 我们还必须让施工人员严格注 重工程质量不能一味的追求速度。 在这个过程中， 就需要 施工人员加强对有可能影响到我们工程质量的因素的关 注， 并且就遇到的问题马上解决好， 这样才能提高我们建 设的工程质量。 3.4 重视给排水施工竣工验收工作 我们在施工完了之后也必须要重视结尾的工作， 不能 草草了事， 必须做好最后的工作， 不要一样会影响到最后 的工程质量的， 在结尾的时候我们必须要在完整的检查一 次， 以免遗漏任何的问题， 导致后期人民群众使用的时候 出现而问题。 4 结语 现在， 随着我们国家的经济快速的发展中， 我们的城 市建设也越来越快， 而当中的排水建设工作就是一个重要 的代表， 我们必须建设好一个排水系统， 因为排水系统就 相当于一个人的血管一样， 严重影响到一个城市的建设问 题， 所以为了跟上城市的快速发展， 让人们体验更好的生 活， 排水工程务必建设好。 参考文献 [1] 应敏灿.试论市政道路给排水管道的设计与施工要点 [A].泉州市科协.第十一届泉州市科协年会暨福建省科 协第十三届学术年会卫星会议论文集[C].2013198. [2] 顾新键.市政给排水管道工程施工中的常见问题及防 治[J].建材发展导向 （下） ,2019,1711398. [3] 马继彬.现代市政道路给排水管道工程的施工讨论[J]. 建筑工程技术与设计,2019332188. [4] 王小明.市政道路给排水工程施工质量管理与控制[J]. 建筑与装饰,20192135,37. [5] 荆园.市政道路给排水工程施工中常见问题的分析与对 策[J].建筑工程技术与设计,2019321956. 上接31页 量。 在需要的情况下 ， 尤其是断层带顶板破碎， 需要带压移 架， 从而降低因为移架导致的顶板破坏率。 应对片帮严重 的区域实施超前拉架， 必要的情况下打单体柱控顶。 3.2 加速推进 加快推进工作面， 则缩短显露煤壁的时间， 从而降低 顶板破碎程度， 因此在确保设备具备稳定性能的条件下， 加速推进速度非常关键。 例如， 在生产当中， 实施浅割快 跑、 提升牵引速度、 降低一次进刀量的方式， 这样能够使 顶板破碎的情况减少。 3.3 注重维护与管理设备 应有效控制工作面直度与平度。 实现乳化液泵站压力 与液压支架初撑力的提升， 确保供液系统的完好性， 注重 管理工作面质量， 对人的行为予以规范， 防止操作的盲目 性， 像是支架倾斜歪倒、 空间大难以接顶。 注重定检与维 护综采设备， 确保设备的顺利运行， 特别应超前备用易损 和常用配件， 确保工作面供应的及时性。 3.4 重视地下水以及其它影响因素 因为断层使岩体固有的坚固性与连续性受到破坏， 所 以岩体具备各种性质和大小的构造面， 岩体的全部构造 面和裂缝有助于储存与输送地下水。 为此， 工作面过断层 的情况下务必重视断层受到水的影响问题。 如果存在裂隙 水， 那么过断层前应明确裂隙水的水力联系性， 实施相应 的疏水和防水策略。 当然， 还应重视其它地质影响因素。 4 结语 综上所述， 对于综采工作面过断层而言， 其受到煤层 倾角、 断层岩石硬度、 煤层厚度、 综采工作面推进方向、 综 采设备最小工作高度、 断层落差等因素的制约作用。 为此， 应根据各矿的现状， 实施有针对性的过断层技术策略， 进 而尽可能地回收煤炭资源， 最终实现工作面产量的增加与 经济效益的提升。 参考文献 [1] 胡宗清,刘坤,邸永.薄煤层采煤工作面过断层技术研究 及应用[J].山东煤炭科技， 20151090-91. [2] 田忠良.综采工作面过断层开采技术研究[J].内蒙古煤 炭经济， 20157167-168. [3] 高正武.综采工作面过断层采煤技术实践[J].能源与节 能， 20153102-103. [4] 王龙海.综采工作面过断层采煤方法与顶板管理研究 [J].中国高新技术企业,20143078-79. [5] 吴小平.采煤工作面过断层安全技术措施探讨[J].中小 企业管理与科技下旬刊,20146145-146. [6] 刘国勇.探析综合机械化采煤中的过断层技术[J].中小 企业管理与科技下旬刊,2014589-90. [7] 齐淑文.大采高综采工作面过断层采煤技术探讨[J]. 科 技传播,20139109-110. [8] 周明杰,唐杰伟,吴绍贵,等.综采工作面安全过断层技术 在实践中的应用[J].西部探矿工程,20133123-124.