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大采高綜采工作面過斷層采煤技術(shù)探討
【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)的快速建設(shè)，煤礦資源的開采力度越來越大。資源節(jié)約型發(fā)展模式的基本要求是提升資源的利用率，依靠先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦開采的可持續(xù)發(fā)展。大采高綜采是厚煤層開采技術(shù)的重要內(nèi)容，在過斷層采煤中有很多要注意的問題。本文在實(shí)踐的基礎(chǔ)上對(duì)大采高綜采工作面過斷層采煤技術(shù)中的相關(guān)問題進(jìn)行了詳細(xì)的探討。
【關(guān)鍵詞】大采高綜采；過斷層；支護(hù)
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為各種行業(yè)的發(fā)展帶來了很大的支持，同時(shí)企業(yè)必須進(jìn)行大力的技術(shù)改進(jìn)來適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，提升自身的核心競爭力，進(jìn)而獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收。煤炭業(yè)是我國傳統(tǒng)的支柱性產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中也具有極為重要的意義。大采高綜采技術(shù)的應(yīng)用大力提升了煤炭企業(yè)的工作效率和質(zhì)量，本文綜合分析了綜采工作面過斷層技術(shù)，以期為煤炭企業(yè)的健康發(fā)展提供參考。
1 大采高綜采工作面過斷層采煤技術(shù)概述
在進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，地質(zhì)構(gòu)造能夠?qū)Σ擅哼M(jìn)度產(chǎn)生重要的影響，其中斷層就是地質(zhì)危害之一。斷層是地殼巖層發(fā)生相對(duì)移動(dòng)引起的地質(zhì)構(gòu)造變化，主要是由于巖層在受到不均勻應(yīng)力時(shí)達(dá)到一定限度未發(fā)生破裂。在進(jìn)行采煤可行性分析時(shí)，要非常注重“斷層密度”的測量，斷層情況的發(fā)生能夠改變工作面頂板和地板的壓力規(guī)律，相應(yīng)地增加了采煤的難度。
為了應(yīng)對(duì)地質(zhì)斷層給采煤工作造成的影響，必須加強(qiáng)大采高綜采技術(shù)的改進(jìn)。工作面開采進(jìn)行之后，整體煤層結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)狀況都會(huì)隨著斷層情況的變化而改變，一般而言，采高越大，其冒落度也就越大。如果出現(xiàn)采高過大狀況，垮落巖石很難填滿采空區(qū)，因此在巖層下方會(huì)出現(xiàn)空間區(qū)，一旦出現(xiàn)折斷，頂巖梁就會(huì)失衡，從而造成較為嚴(yán)重的周期性壓力。在實(shí)際作業(yè)中經(jīng)常會(huì)遇到大規(guī)模大數(shù)量的小斷層，這種情況的發(fā)生通常是煤層發(fā)生位置錯(cuò)亂，最終導(dǎo)致頂板冒落、端面距增加現(xiàn)象。在應(yīng)對(duì)這些問題時(shí)，運(yùn)用錨桿和錨索結(jié)合的方式進(jìn)行工作面的支護(hù)，大采高綜采技術(shù)工作面可以有效實(shí)現(xiàn)這種目的。但是目前在大采高綜采過斷層中仍需要注意局部冒頂以及煤壁片幫現(xiàn)象的發(fā)生。
2 大采高綜采工作面過斷層技術(shù)作業(yè)方法
2.1 技術(shù)要求
為了降低破巖工作量，在進(jìn)行工作面斷層作業(yè)時(shí)，可以應(yīng)用上盤挑頂，下盤拉底的方式進(jìn)行。在實(shí)際進(jìn)行破巖時(shí)，要對(duì)斷層落差進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，并對(duì)巖層的硬度進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果實(shí)施機(jī)械切割破巖或者施行爆破方式破巖。如果采取爆破方式，在打眼作業(yè)時(shí)要控制好打眼防震動(dòng)炮，運(yùn)用采煤機(jī)掃巖方法進(jìn)行爆破。
根據(jù)煤層情況設(shè)計(jì)設(shè)備允許范圍內(nèi)的最小采高量。大采高過斷層會(huì)影響區(qū)域范圍，如果設(shè)計(jì)采高過低就會(huì)造成死架現(xiàn)象，對(duì)于采煤機(jī)通行也會(huì)產(chǎn)生極大地阻礙。因此，一般設(shè)計(jì)500mm的安全高度。
在進(jìn)行過斷層操作時(shí)，要嚴(yán)格控制刮板機(jī)拉運(yùn)傾角以及拉運(yùn)方向，確保刮板機(jī)能夠平緩地進(jìn)行過渡。如果設(shè)計(jì)存在偏差致使拉運(yùn)傾角過大，就會(huì)使采煤機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生困難，如果在工作面中出現(xiàn)大幅度的起伏現(xiàn)象，也會(huì)使刮板機(jī)運(yùn)行受阻，影響采面生產(chǎn)。
一般情況下，工作面過斷層受到斷層影響的仰俯狀況要視頂板變化而定，而這種變化必須結(jié)合工作面的其他段頂板變化情況，根據(jù)實(shí)際及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證頂板變化前后的協(xié)調(diào)性。如果難以保證這種有效調(diào)整，就會(huì)使拉底或者調(diào)整出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，進(jìn)而增加了用于破巖的成本。
工作面過斷層要進(jìn)行充分的支護(hù)以及接頂處理，使支撐力能夠達(dá)到作業(yè)要求，嚴(yán)防頂板出現(xiàn)冒頂狀況。如果斷層頂板受到外力影響產(chǎn)生碎裂，能夠極大增加冒頂?shù)陌l(fā)生率，因此在破碎帶進(jìn)行爆破前，需要在綜采工作面壁采用錨桿錨索或高分子材料進(jìn)行鞏固支護(hù)。如果前期沒有達(dá)到技術(shù)要求而出現(xiàn)冒頂事故，這時(shí)就要采取高分子材料充填加固或錨桿索加強(qiáng)支護(hù)，防止冒頂范圍及冒落程度進(jìn)一步擴(kuò)大。
大采高綜采工作面斷層炮眼設(shè)計(jì)要滿足以下要求，首先要依據(jù)巖層厚度對(duì)炮眼設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合衡量，如果進(jìn)行破巖處理時(shí)，厚度在0.8cm以下，要選用單排炮眼布局方式；如果厚度在1.5m以上，擇采取雙排炮眼布局方式。若上盤頂眼和頂板的落差在0.2m水平，同樣小盤距離底板的落差也是0.2m水平，則選取水平0.8m，垂距0.8的炮眼間距，并注意保持炮眼口與機(jī)頭或者機(jī)尾擺角在10°左右。
此外注意保證打一茬眼，割一刀煤，嚴(yán)禁出現(xiàn)打滿桿現(xiàn)象，進(jìn)而造成空頂出現(xiàn)大規(guī)模冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。要視采煤工作面具體情況進(jìn)行炮眼裝藥量的確定，正常放炮作業(yè)時(shí)可以按照1卷/眼的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝藥，裝藥方式采用正向裝藥結(jié)構(gòu)，要盡量減少放炮時(shí)間，避免出現(xiàn)拋渣現(xiàn)象，如果不能降低拋渣度，就有可能使支架設(shè)備受到大幅度的破壞。
放炮時(shí)設(shè)置3m為一個(gè)爆破段，完成放炮后要及時(shí)將護(hù)幫板打出，并保持其后端間距在340mm以上。實(shí)施放炮前要進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)力度和相應(yīng)的保護(hù)措施，停止乳化液泵供液，在實(shí)施放炮后，對(duì)支架閾組、管線做好完善的檢查，看爆破拋出的巖石是否打到升降位置，如果出現(xiàn)這種情況，就要進(jìn)行恢復(fù)，然后才能進(jìn)行供液支護(hù)，從而有效避免放炮引起的支架漏頂。
2.2 注意事項(xiàng)
在過斷層過程中，要切實(shí)保證支架的完好，嚴(yán)防自動(dòng)卸載現(xiàn)象的發(fā)生，如果不進(jìn)行這方面的控制將很有可能造成頂板失控事故。采煤機(jī)進(jìn)行割煤作業(yè)后，要進(jìn)行及時(shí)的拉架并將護(hù)幫板打出。
要保證大采高工作面刮板輸送機(jī)的傾角緩和，防止出現(xiàn)刮板機(jī)急彎現(xiàn)象，以保證刮板機(jī)的正常運(yùn)行。
要充分重視斷層帶頂板破碎段的錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)、高分子材料對(duì)煤巖進(jìn)行固結(jié)等措施。做好這些措施能夠有效保證對(duì)頂板和煤壁的控制，進(jìn)而預(yù)防煤壁片幫可能大采高綜采工作面過斷層采煤技術(shù)探討出現(xiàn)的問題或者由于煤壁片幫的原因引發(fā)的冒頂事故，促使采煤工作的順利進(jìn)行。
3 結(jié)論
隨著社會(huì)對(duì)采煤技術(shù)的要求不斷提升，技術(shù)含量高的技術(shù)將會(huì)得到更大范圍的應(yīng)用，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和生產(chǎn)方式的變更。對(duì)大采高綜采技術(shù)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)并將其運(yùn)用于實(shí)際作業(yè)中將是提升出煤率的重要發(fā)展方向。但是煤礦開采應(yīng)對(duì)的問題較為復(fù)雜，并且涉及到較多的安全性問題，因此采用科學(xué)合理的采煤布局降低斷層產(chǎn)生的影響，并進(jìn)行客觀的評(píng)估，制定應(yīng)對(duì)措施，能夠大大加強(qiáng)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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