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[摘 要]我国的地质条件复杂，煤层开采条件优劣不一，断层这种地质结构在我国的采煤工作面中比较常见。因此，给煤炭的开采工作带来了很大的安全隐患。本文首先概述了断层的形成及危害，然后就采煤工作面过断层的方法和措施等技术问题进行了重点阐述。
[关键词]煤矿采煤；断层；方法
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0380-01
引言
煤炭作为重要能源资源在国家发展中占据着重要的战略地位，能源的开发是我国经济发展的重中之重。但是我国的地质条件复杂，一些地区，采煤的地质条件较为恶劣，在工作面回采过程中时常遇见断层的情况，这样就容易造成矿井正常的回采接续工作的中断。为了保证采煤工作的稳定、安全、高效地运行，国内对此做出了很多的研究，现今使用较多的综采工作面过断层采煤的方法有：调整采高法、挑顶起底法、跳采法等等。
一、断层的形成及危害
断层是一种地壳在各种地质年代中剧烈运动产生地壳断裂形成的地质构造，由于煤炭赋存条件复杂，特别是在断层带，岩石受力超过其承受力时，产生破裂，形成微隙，当许多微隙连在一起时，形成一个断面层，断层给巷道掘进和回采增加了危险因素。由此可以看出断层有两方面的危害，一方面，断层的存在影响了岩层的稳定性，破坏了整体性，改变了采煤时工作面顶板和底板的来压规律，增加了工作面支护难度，当断层走向与工作面垂直时，可能由于工作面整体来压导致整个工作面被摧垮，诱发大面积冒顶；另一方面，断层可能成为煤层附近岩层中水流、有害气体的仓库和通道，容易产生突发性瓦斯事故等严重后果。因此，探讨采煤工作面过断层方法有助于保障人员安全，保障煤矿企业经济效益。
二、采煤工作面过断层的几种方法
（一）调整割煤高度法
调整割煤高度是在采煤的过程中避开断层的办法，在作业之前，首先通过计算工作面与断层前方之间的距离长短，再根据得出的数据对割煤的高度进行适量地调整，在实际作业时，保留顶层的煤或者底层的煤的方法过断层，当通过断层以后再开采顶层和底层的煤，具体分为割顶法和割底法：所谓割顶法，即是综采工作面通过断层时采用切割断层上盘顶板岩石，上盘底板留煤过渡的方法通过断层。此种方法适用于煤壁松软易片帮，底板岩石坚硬不易切割，周期来压明显频繁等情况；所谓割底法就是综采工作面通过断层时采用切割断层下盘底板岩石，下盘顶板留煤过渡的方法通过断层。此种方法适用于煤壁坚硬不易片帮，底板岩石以泥质胶结岩石为主易切割，周期来压不明显等情况。这两种方法通常是在断层之间的落差不大的情况下使用，同时在断层中间的煤层厚度在液压支架下可通过的范围之内，在出现特殊情况时，就需要将工作面上扬，从而使得采高过断层有所降低，这样一来就能有效地保证采煤作业的正常运行。
（二）跳采法
跳采法也是现代过断层采煤的常使用的方法之一。所谓“跳采法”就是在断层中留有垛，重新挖掘巷道的方式来采煤。当工作面遇到地堑或地垒构造且范围又不大时，可先掘一条岩石巷道，使综采设备空载通过。这种方法是事先沿断层走向掘一条岩巷，将断层带的岩石处理掉，通过采用断层处留垛，重新打巷的跳采方式通过断层。如果遇到工作面两端有断层，则在工作面沿煤层正常段与断层方位平行开掘一条巷道贯通，这条全煤巷道与区段材料巷以及区段运输巷相互联接，工作面在回采的过程中就能绕开断层；当工作面中部出现断层时，在断层处留垛，以跳采方式过断层，然后开出巷道打通工作面。过断层后再打通工作面，与两巷贯通。如果倾向断层落差太大，则直接在另一盘打開切眼进行开采，即跳过原来的工作面。跳采法是发常规的采煤方法，主要是因为其循环的规律与正常的方法相异，在这种方法中，一部分的区段因为空置的时间比较长，压力也就随着加大，所以需要时刻观察断层的情况，加强支护，以免出现意外。
（三）挑顶起底法
挑顶起底法主要是在断层中利用采煤机进行挑顶或者卧底，将周围的岩层进行强行截割，从而达到过断层的目的。可能出现的情况有两种，一种为截割方向沿着工作面向前推进，这时在过断层之前工作面的直接底板比过断层后面的直接底板要低，就需要采取挑顶法。通常情况下，断层的上下盘之间的煤层厚度都不超过液压支架的最低通过高度，在这种情况下就可以使用挑顶起底法，而当工作面顶底板周围的岩层不是很坚硬的时候，就需要借助与采煤机的力量来直接挑顶起底；当工作面顶底板周围的岩层比较坚硬的时候，采煤机的滚筒也不能对其进行切割，那么就要对断层进行超前的处理了，根据现场的实际情况，决定是否需要使用挑顶起底法。
三、采煤工作面过断层的具体措施
（一）采用泡沫材料进行封闭
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。
（二）加强支护
在过断层采煤中，需要引起重视的主要问题之一就是防止冒顶，而解决这一问题的有效措施就是加强支护，在过断层时便需要对断层面的顶板严格控制。首先需要加强支护的部位就是工作面的上下巷道与断层附近，支护的质量和数量关系到支护的强度和安全可靠性，因此要根据相关的规范进行施工。依据具体的情况，增减支护，而当断层顶板破碎时，则最好是利用带压移架，这项措施能够有效地减少移架过程中出现的顶板破坏的情况。
（三）调整断层走向与工作面的交角
一般来说，断层走向与工作面交角越大越好，这样就可以使断层的断裂构造破碎带在采煤时，所揭露的面积越小，可以更好的对断层面进行维护。若断层走向与工作面的交角过小时，工作人员就必须对工作面进行调整，让其倾斜并与断层线保持一定的交角。对于断裂带面积较小的地区，就可以将交角调至10°这样也可以进行采煤作业。
（四）调整回柱放顶方法
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，因此必须根据具体情况调整回柱放顶的方法。如果因断层的切割，顶板岩层错位，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，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。其次，回柱放顶需要适应因断层的切割，支柱和围岩力系出现的根本变化。直接顶和基本顶的断裂均以断层面为界，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，与实际控制的需要有较大矛盾，可能形成断层带冒顶条件。
四、结束语
随着煤炭需求量的增长，采煤技术获得长足发展，断层是采煤工作面常见的地质结构，探索安全过断层的方法有助于煤矿的安全生产管理，进而推动煤炭企业经济效益的增长。
参考文献：
[1] 李龙生，韩晓东.厚煤层综放工作面过特大断层技术实践[J].煤炭科学技术，2012，（10）.
[2] 李慎举，郭伟勇，马震，阮飞雄.综采面直接过断层技术研究[J].煤炭科技，2010，（01）.
[3] 邢佑明，邱运来 ，李方明.薄煤层回采工作面过断层技术研究与应用[J].山东煤炭科技，2004，（04）.
作者简介：
史智玮（1987-），男，山西沁源人，助理工程师，2012年毕业于中国矿业大学，现从事矿山地质勘测工作。
[关键词]煤矿采煤；断层；方法
中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0380-01
引言
煤炭作为重要能源资源在国家发展中占据着重要的战略地位，能源的开发是我国经济发展的重中之重。但是我国的地质条件复杂，一些地区，采煤的地质条件较为恶劣，在工作面回采过程中时常遇见断层的情况，这样就容易造成矿井正常的回采接续工作的中断。为了保证采煤工作的稳定、安全、高效地运行，国内对此做出了很多的研究，现今使用较多的综采工作面过断层采煤的方法有：调整采高法、挑顶起底法、跳采法等等。
一、断层的形成及危害
断层是一种地壳在各种地质年代中剧烈运动产生地壳断裂形成的地质构造，由于煤炭赋存条件复杂，特别是在断层带，岩石受力超过其承受力时，产生破裂，形成微隙，当许多微隙连在一起时，形成一个断面层，断层给巷道掘进和回采增加了危险因素。由此可以看出断层有两方面的危害，一方面，断层的存在影响了岩层的稳定性，破坏了整体性，改变了采煤时工作面顶板和底板的来压规律，增加了工作面支护难度，当断层走向与工作面垂直时，可能由于工作面整体来压导致整个工作面被摧垮，诱发大面积冒顶；另一方面，断层可能成为煤层附近岩层中水流、有害气体的仓库和通道，容易产生突发性瓦斯事故等严重后果。因此，探讨采煤工作面过断层方法有助于保障人员安全，保障煤矿企业经济效益。
二、采煤工作面过断层的几种方法
（一）调整割煤高度法
调整割煤高度是在采煤的过程中避开断层的办法，在作业之前，首先通过计算工作面与断层前方之间的距离长短，再根据得出的数据对割煤的高度进行适量地调整，在实际作业时，保留顶层的煤或者底层的煤的方法过断层，当通过断层以后再开采顶层和底层的煤，具体分为割顶法和割底法：所谓割顶法，即是综采工作面通过断层时采用切割断层上盘顶板岩石，上盘底板留煤过渡的方法通过断层。此种方法适用于煤壁松软易片帮，底板岩石坚硬不易切割，周期来压明显频繁等情况；所谓割底法就是综采工作面通过断层时采用切割断层下盘底板岩石，下盘顶板留煤过渡的方法通过断层。此种方法适用于煤壁坚硬不易片帮，底板岩石以泥质胶结岩石为主易切割，周期来压不明显等情况。这两种方法通常是在断层之间的落差不大的情况下使用，同时在断层中间的煤层厚度在液压支架下可通过的范围之内，在出现特殊情况时，就需要将工作面上扬，从而使得采高过断层有所降低，这样一来就能有效地保证采煤作业的正常运行。
（二）跳采法
跳采法也是现代过断层采煤的常使用的方法之一。所谓“跳采法”就是在断层中留有垛，重新挖掘巷道的方式来采煤。当工作面遇到地堑或地垒构造且范围又不大时，可先掘一条岩石巷道，使综采设备空载通过。这种方法是事先沿断层走向掘一条岩巷，将断层带的岩石处理掉，通过采用断层处留垛，重新打巷的跳采方式通过断层。如果遇到工作面两端有断层，则在工作面沿煤层正常段与断层方位平行开掘一条巷道贯通，这条全煤巷道与区段材料巷以及区段运输巷相互联接，工作面在回采的过程中就能绕开断层；当工作面中部出现断层时，在断层处留垛，以跳采方式过断层，然后开出巷道打通工作面。过断层后再打通工作面，与两巷贯通。如果倾向断层落差太大，则直接在另一盘打開切眼进行开采，即跳过原来的工作面。跳采法是发常规的采煤方法，主要是因为其循环的规律与正常的方法相异，在这种方法中，一部分的区段因为空置的时间比较长，压力也就随着加大，所以需要时刻观察断层的情况，加强支护，以免出现意外。
（三）挑顶起底法
挑顶起底法主要是在断层中利用采煤机进行挑顶或者卧底，将周围的岩层进行强行截割，从而达到过断层的目的。可能出现的情况有两种，一种为截割方向沿着工作面向前推进，这时在过断层之前工作面的直接底板比过断层后面的直接底板要低，就需要采取挑顶法。通常情况下，断层的上下盘之间的煤层厚度都不超过液压支架的最低通过高度，在这种情况下就可以使用挑顶起底法，而当工作面顶底板周围的岩层不是很坚硬的时候，就需要借助与采煤机的力量来直接挑顶起底；当工作面顶底板周围的岩层比较坚硬的时候，采煤机的滚筒也不能对其进行切割，那么就要对断层进行超前的处理了，根据现场的实际情况，决定是否需要使用挑顶起底法。
三、采煤工作面过断层的具体措施
（一）采用泡沫材料进行封闭
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。
（二）加强支护
在过断层采煤中，需要引起重视的主要问题之一就是防止冒顶，而解决这一问题的有效措施就是加强支护，在过断层时便需要对断层面的顶板严格控制。首先需要加强支护的部位就是工作面的上下巷道与断层附近，支护的质量和数量关系到支护的强度和安全可靠性，因此要根据相关的规范进行施工。依据具体的情况，增减支护，而当断层顶板破碎时，则最好是利用带压移架，这项措施能够有效地减少移架过程中出现的顶板破坏的情况。
（三）调整断层走向与工作面的交角
一般来说，断层走向与工作面交角越大越好，这样就可以使断层的断裂构造破碎带在采煤时，所揭露的面积越小，可以更好的对断层面进行维护。若断层走向与工作面的交角过小时，工作人员就必须对工作面进行调整，让其倾斜并与断层线保持一定的交角。对于断裂带面积较小的地区，就可以将交角调至10°这样也可以进行采煤作业。
（四）调整回柱放顶方法
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，因此必须根据具体情况调整回柱放顶的方法。如果因断层的切割，顶板岩层错位，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，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。其次，回柱放顶需要适应因断层的切割，支柱和围岩力系出现的根本变化。直接顶和基本顶的断裂均以断层面为界，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，与实际控制的需要有较大矛盾，可能形成断层带冒顶条件。
四、结束语
随着煤炭需求量的增长，采煤技术获得长足发展，断层是采煤工作面常见的地质结构，探索安全过断层的方法有助于煤矿的安全生产管理，进而推动煤炭企业经济效益的增长。
参考文献：
[1] 李龙生，韩晓东.厚煤层综放工作面过特大断层技术实践[J].煤炭科学技术，2012，（10）.
[2] 李慎举，郭伟勇，马震，阮飞雄.综采面直接过断层技术研究[J].煤炭科技，2010，（01）.
[3] 邢佑明，邱运来 ，李方明.薄煤层回采工作面过断层技术研究与应用[J].山东煤炭科技，2004，（04）.
作者简介：
史智玮（1987-），男，山西沁源人，助理工程师，2012年毕业于中国矿业大学，现从事矿山地质勘测工作。