【正文】 層的完整性，形成組合較寬的破碎帶。在這種情況下，綜機(jī)過斷層采煤也 很難實(shí)現(xiàn)。但如果是相距較遠(yuǎn)的正斷層組合，一個(gè)工作面不同時(shí)期過幾條斷層，只要采取相應(yīng)措施，仍可達(dá)到安全采煤之目的。 采煤過斷層時(shí)的礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)與頂板的管理 礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn) 在采煤工作面快要接近斷層時(shí)，由于工作面的直接頂和 老頂早已經(jīng)在斷層處裂斷，當(dāng)支架和前方煤壁支撐不住頂板的重量時(shí)，將會來壓。斷層走向與兩條順槽夾角越大．來壓的可能性越大，反之，頂板來壓的可能性也就越小。另外采煤工作面從上盤推進(jìn)到下盤和從下盤推進(jìn)到上盤其工作面受到的壓力是完全不同的，從上盤向下盤推近時(shí)，頂板除受支架、前方煤壁、采空區(qū)矸石支撐外，還受到斷層面下方的煤巖體支撐，頂板一般情況下不會發(fā)生臺階下沉，但頂板發(fā)生回轉(zhuǎn)較容易。當(dāng)工作面處下盤向上盤推進(jìn)時(shí)，情況正好相反，頂板容易發(fā)生臺階下沉，而由于斷層面的咬合作用，頂板不易發(fā)生回轉(zhuǎn)。由此可見若工作面從上盤向下盤推 進(jìn)時(shí)，在距斷層距離較大時(shí)，應(yīng)提前做好工作面來壓的準(zhǔn)備；而工作面從下盤向上盤推進(jìn)時(shí)，要加強(qiáng)支護(hù)，以防工作面發(fā)生臺階狀下沉。 工作面的推進(jìn)方向 2． 過斷層的要求： (1)過斷層首先要控制好采高，嚴(yán)禁超高采煤，并盡量保持頂板平整，防止支架頂梁成線接觸或點(diǎn)接觸，支架頂梁前端接頂嚴(yán)實(shí)。 (2)斷層處挑頂、臥底后以刮板輸送機(jī)及支架正常推移為準(zhǔn)，保證采煤機(jī)暢通無阻，保證輸送機(jī)的“平、直、穩(wěn)”。 (3)挑頂、臥底要沿頂?shù)装鍖永磉M(jìn)行，巖石松軟時(shí)可直接用采煤機(jī)截割，巖石較堅(jiān)硬時(shí)必須采用爆破松 動處理。 1 直接割煤過斷層 當(dāng)斷層落差較小，上下兩盤接觸處之間的煤層厚度大于或等于液壓支架的下限通過高度，則此時(shí)液壓支架可以順利通過，采煤工作面可直接采煤過斷層。 2 割頂 (底 )采煤過斷層 當(dāng)斷層上下兩盤接觸處之間的煤厚小于液壓支架下限通過高度時(shí)，煤層底板或頂板巖石較軟且頂板較完整，可通過機(jī)組割底或割頂直接采煤過斷層。切割頂 (底 )板巖石厚度，視液壓支架下限通過高度而定．一般不宜超過 0． 5m，否則，要提前采取輔助措施，切割前預(yù)放松動炮，以免損壞設(shè)備。 3 用預(yù)掘巷與割底相結(jié)合的方法過斷層 當(dāng)斷層落差較大或 出現(xiàn)了地壘構(gòu)造時(shí)， 采取預(yù)掘巷輔助法過斷層。沿?cái)鄬幼呦蚓蛞粭l巷道．提前處理掉巖石。 巷道縱向剖面 在斷層的前后，受斷裂帶的影響，礦壓顯現(xiàn)增強(qiáng)，頂板不易維護(hù)。在開采過程中，要盡量緊隨機(jī)組移架，以減小控頂距和空頂暴露時(shí)間。若發(fā)現(xiàn)空巷的支護(hù)有壓壞或摧垮的，必須及時(shí)補(bǔ)支單體或加固。工作面過斷層時(shí)，為使機(jī)組和支架順利通過，需造成一個(gè)人為的坡度。人工坡度的大小，主要根據(jù)支架的縱向穩(wěn)定性和支架鉸接前探梁允許的上下擺動角度來決定。由此制造的人工坡度控制在 12。 左右。此方法的優(yōu)點(diǎn)是斷層附近的巖石已經(jīng)預(yù)先處理，工作面通 過時(shí)速度較快，且采煤機(jī)不截割巖石，存在的問題一是通風(fēng)管理困難，既要保證工作面通風(fēng)又要使巖巷有一定的風(fēng)量吹散瓦斯，不容易掌握；二是巖巷的頂板管理有一定困難，因?yàn)閿鄬訋П旧韼r石就較破碎，又受到采煤工作 面超前支承壓力的影響，支護(hù)的難度較大。 臥底走下坡過斷層 4 采用跳面搬家過斷層 當(dāng)斷層落差小于煤層厚度和采煤設(shè)備的最小工作高度之差時(shí)，采煤工作面過斷層時(shí)除加強(qiáng)工作面支護(hù)外不必采取其它措施；而當(dāng) 斷層落差大于煤層厚度，核算工作面硬過不經(jīng)濟(jì)時(shí)，一般是另掘開切跟工作面進(jìn)行小搬家，進(jìn)行工作面的里搬外，直接躲過斷層。 綜合過漏頂示意圖 過斷層的頂板處理 斷層帶附近的頂板較破碎，在過斷層前預(yù)備好處理冒頂?shù)牟牧稀Ｒ萍軙r(shí)要采取帶壓移架，不得降柱過多，另外要縮小割煤與移架的間距，采用追機(jī)移架，以減少空頂面積和時(shí)間；要保證泵站壓力和初撐力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，對超前和端頭的單體液壓支柱，要保證其初撐力達(dá)到要求，支柱要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)支。在頂板發(fā)生冒頂時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，以防冒頂范圍擴(kuò)大。當(dāng)冒頂范圍較大時(shí)，現(xiàn)場可采用在支架前梁的起吊鼻子上使用 40T鏈條鎖住長鋼梁的方法，每組支架下固定一根，其上使用木料逐步控制頂板，一次處理一 架，架設(shè)鋼梁及上木料人員要站在安全地點(diǎn)，另一種方法采用鋼棍撞楔的方法。可在煤壁貼頂板處打超前眼插入 32mm以上的鋼棍撞楔，在鋼棍上架長粱，以使支架與頂板保持相對穩(wěn)定，從而使支架前探粱逐步進(jìn)入完整頂板。若巖石塊度大，超前插人的鋼棍彎曲，也可使用無腿棚環(huán)塞長梁來控制頂板的冒謂。頂板漏頂程度較嚴(yán)重時(shí)可采用穿鋼針，穿棚環(huán)相結(jié)舍的方法進(jìn)行處理，首先打淺眼穿一排棚環(huán)，在棚環(huán)上先架設(shè)垂直工作面的圓木 (另一端架在支架前粱上 )，然后在其上方架設(shè)平行工作面的園木，形成掩護(hù)棚頂；之后，人員可在掩護(hù)棚頂下打深眼穿鋼針；并加大其密度 ．保證棚頂架粱的強(qiáng)度；最后及時(shí)前移支架，支架前梁推入鋼針和棚環(huán)外露下方后升緊挑牢，形成人工假頂，截住冒矸，使工作面順利通過冒頂區(qū)。 采煤過斷層的其它影響因素 1 裂隙術(shù)的影響 工作面過斷層采煤所遇到的水多是斷層裂隙水 部分地下水通過裂隙結(jié)構(gòu)面滲人工作面頂板，使頂板構(gòu)造破碎帶泥化，強(qiáng)度降低，滑動面的摩擦力減小，難以管理。因此過斷層采煤前，必須查清裂隙水的水力聯(lián)系，斷層組合關(guān)系，滲透特性及斷裂面兩側(cè)巖層泥化程度。如果裂隙水有滲透壓力，果煤前還要采取防水或疏導(dǎo)措施。一般情況下，采煤過斷層遇到裂隙水的地 區(qū)，多數(shù)采用鋪頂網(wǎng)或預(yù)注漿固化頂板和封堵水源的措施，實(shí)現(xiàn)安全采煤。 2 斷裂帶寬度的影響 采煤過斷層采煤時(shí)，斷裂帶寬度 不超過支架前探梁長度的 1／ 2為宜，如果超過 1／ 2，液壓支架前探梁將大部分或全部進(jìn)入斷裂帶。斷裂帶的破碎巖石荷重加給前探梁的壓力，就有可能超過其承載能力，使其卸載，造成頂板冒落。斷裂面兩側(cè)頂板巖石如果是膠結(jié)良好的堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖層，即使斷裂帶寬些，經(jīng)過支架卸載、移架、支撐等反復(fù)作用，也不易破碎，過斷層采煤仍然是可行的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般正斷層兩側(cè)破碎帶寬度不超過 1m。 3 斷層走向與工作面交角的影響 斷層走向與工作面平行或交角很小時(shí)．必須將工作面調(diào)斜，使煤壁與斷層線保持一定角度。夾角越大，交叉面積越小，越容易維護(hù)，但通過斷層的時(shí)間則相對延長。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，夾角一般宜調(diào)至 25。 以上，若工作面調(diào)角呈 30。 工作面每推進(jìn) Im．?dāng)鄬颖┞斗秶怀^1． 6m，頂板較易維護(hù)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，斷裂帶伸展不遠(yuǎn)，無裂隙水滲出，斷裂面兩側(cè)巖層完整穩(wěn)定，工作面與斷層走向調(diào)成 l0。 上，也能實(shí)現(xiàn)安全采煤，反之，必須調(diào)成 25。以上。在調(diào)斜工作面的過程中，會出現(xiàn)液壓支架、工作面輸送機(jī)向端頭竄動的問題。調(diào)斜距離 越大竄動越嚴(yán)重， 因竄 動出現(xiàn)的無支護(hù)空間也越太，使過斷層采煤的不安全因素增加 因此，在調(diào)斜工作面時(shí)，要根據(jù)液壓支架、工作面輸送機(jī)向端頭竄動的情況，及時(shí)調(diào)整或采取其它措施，盡量減 少無支護(hù)空間，防止頂板冒漏。 采煤工作面過斷層必須針對具體條件，采取不同措施，關(guān)鍵問題：(1)選擇合理方法，使工作面順利通過斷層帶，以減少設(shè)各的損壞和工作面過斷層的時(shí)間，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益； (2)加強(qiáng)頂板管理，盡量減少頂板的冒漏以保證人員和設(shè)備的安全。 總之，采煤工作面的生產(chǎn)中，影響綜機(jī)設(shè)備效能發(fā)揮的主要因素是頂板條件。通過對采煤工作面頂板破碎、過斷層、 片幫冒頂?shù)臋C(jī)理及特點(diǎn)進(jìn)行分析，制定工作面遇頂板破碎、過斷層、煤層片幫措施，加強(qiáng)對頂板的管理，通過現(xiàn)場人員的共同努力，就能有效地控制好頂板，從而能夠保證工作面安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。 下面借住兩個(gè)工作面的案例對頂板管理進(jìn)行分析 3104 工作面大面積冒頂事故分析（及平、剖面支護(hù)圖） 3104 工作面位于礦 3100 采區(qū)的上部，其上的 3102 工作面已回采結(jié)束，該面 3104 工作面的軌道順槽為沿空掘巷，下部距離 60m 為3106工作面已回采結(jié)束，西部為 3200上山，東部為聯(lián)絡(luò)巷及落差 180m的 F10 大斷層。工作面長度 180m,配備 123 組支架，工作面傾角 8176。 該工作面于 2020 年 12 月 10 日開始推采，工作面推采 220m 后在工作面的上部揭露一落差為 的近似傾向的正斷層，在臨近斷層面時(shí)，煤壁片幫，工作面支架未拉超前架，采煤機(jī)繼續(xù)自中部向溜尾割煤，采煤機(jī)正常割透溜尾后，向工作面中部反牽機(jī)，在 90至 110支架出現(xiàn)了大面積的片幫，局部片幫深度達(dá)到 ，斷層處煤碎，呈粉狀，煤壁片幫后面前空頂面積大，造成漏頂，自 90支架至溜尾支架超高，面前高度達(dá)到 ，不接頂，造成支架推不動運(yùn)輸機(jī)，同時(shí)冒落的煤矸將運(yùn)輸機(jī)壓住，工 作面無法正常推采。事故發(fā)生的主要原因是：工作面揭露斷層，頂板及煤幫發(fā)生變化，煤幫變碎，煤壁片幫后未能及時(shí)拉移超前架，縮小支架的端面距，頂板沒能控制，造成工作面大面積的冒頂。 3309 工作面過斷層歪架、倒架事故（配支架歪架圖）（兩工作面平行圖加日期） 、 3309 工作面概況 、工作面地質(zhì)情況 3309 工作面是煤礦 3300 采區(qū)回采的第二個(gè)工作面，屬條帶煤柱，西部 120m 是正在回采的 3305 工作面， 3309 工作面回采走向長816m，傾斜寬 100m，開采標(biāo)高 ~?？?厚 度 ～ ，平均 ，煤層傾角在 9～ 16176。之間，平均 13176。；兩順槽坡度走向在15176。左右，最大處達(dá)到 20176。工作面 3 煤層直接頂板粉砂巖， 厚度平均 ，老頂中砂巖，總厚度平均 ?？刹蓛α? 萬噸。該工作面位于王莊向斜盆地西翼，煤巖層主要為向東傾伏的褶曲構(gòu)造。該面煤巖層走向變化較大，傾角 9～ 16176。，平均 13176。，面內(nèi)斷層發(fā)育，巷道實(shí)際揭露的斷層共 7 條。其中最大的一條斷層為 DF69 斷層，該斷層落差為 ~。 、工作面推采情況： 6 月 1 日綜采二隊(duì)由 3406 工作面搬至 3309 工 作面， 3309 工作面開始推采時(shí)， 3305 工作面滯后于 3309 工作面 140m，至 6 月 10 日推采長度 30m,跨度達(dá)到 38m,工作面開采 30m 范圍，兩順槽走向傾角 17度，工作面傾角 8176。，自切眼推采 30m 后，工作面上頭開始揭露 DF69斷層面 ,工作面開始過斷層，過斷層初期因巷道內(nèi)局部地段過頂垛區(qū)出現(xiàn)了支架歪架、支架底座箱前部撅起現(xiàn)象，隨推采工作面隨調(diào)整支架狀態(tài)，工作面于 6 月 25 日，斷層位于 43支架處時(shí)，工作面支架均調(diào)整完畢，運(yùn)輸機(jī)順坡平緩，斷層面基本能夠控制住，此時(shí)工作面傾角 13176。，兩巷傾角 15176。此時(shí) 3305 工作 面滯后 3309 工作面 30m 。 7 月 3 日兩工作面平行）因工程質(zhì)量差、工作面中部拖后，調(diào)面不及時(shí)、支架上竄，推連桿別底座箱（ 7 月 17 日夜班全面拆推拉頭），推進(jìn)度慢加之周期來壓及工作面見方期間，造成溜頭頂煤漏空，工作面面前片幫，頂板冒落，造成采煤機(jī)沒有及時(shí)挑頂，工作面順坡不及時(shí)，造成運(yùn)輸機(jī)低洼。工作面又因支架不接頂及低洼的形成出現(xiàn)了多組支架（ 39 組）歪架（ 442 架范圍）、擠架（ 442 架范圍）、咬架、摞架（ 2 處范圍 19 2526）、支架錯(cuò)差大（ 35 架），（支架底座箱因支架頂部不接頂后尾梁受力過大前部翹起，上側(cè)翹起 ,下側(cè)翹起 ,27 架）。根據(jù)工作面現(xiàn)場漏頂情況，采取了拉架時(shí)，配合單體支柱扶架、調(diào)架措施。因推進(jìn)速度慢，造成頂煤碎，呈粉末狀。調(diào)架過程中粉末狀頂煤自側(cè)護(hù)板前側(cè)兩組支架之間漏下，造成工人清理煤粉量太大，施工進(jìn)度慢，一個(gè)班也調(diào)整不了幾架。推進(jìn)兩天時(shí)間，面前仍控制不了，架擠、咬架嚴(yán)重，支架無法前移，被迫停面。 隨即采取面前打撞楔、打錨桿、錨索，注高分子材料加固頂板的措施，于 7 月 31 日早班加固頂板完 成后， 7 月 31 日至 8 月 7 日，工作面開始邊推進(jìn)邊調(diào)架，主要調(diào)整中部及下部的架擠、咬架、歪架的支架，重點(diǎn)是自中部 45支架開始向下逐步調(diào)整支架的架間距，采用多棵支柱調(diào)架。調(diào)整期間，發(fā)現(xiàn)支架調(diào)整后會自動復(fù)原的現(xiàn)象，隨即安排每組支架在調(diào)整完后打一棵單體支柱進(jìn)行防倒，但是支架調(diào)整幅度小，于是在調(diào)整過程中，不光打前梁、頂梁，還得同時(shí)打后尾梁，防止支架掉頭；但因支架頂部漏空較嚴(yán)重，對頂部注漿充填量太大，成本太大，不可能全部充填，只能局部加固，造成調(diào)整期間大部分支架上呈粉末狀碎煤還是會從架間漏下來，工人勞動強(qiáng)度大，調(diào)架速 度慢。 8 月 7 日采取對工作面前人工使用風(fēng)鎬、手稿或松動爆破的辦法破巖或破煤體進(jìn)行開寬處理，開寬通道采取支設(shè)走向π型鋼梁配合單體支柱，π型鋼梁上面使用 的鋼筋網(wǎng)的支護(hù)方式，面前打幫部錨桿、錨索，并繼續(xù)對面前煤壁及頂部進(jìn)行注漿加固處理，有 4 天開寬完畢后，繼續(xù)利用多棵單體支柱調(diào)架，用 5 天時(shí)間拉兩遍支架，于 8 月 16 日夜班，工作面完成第一次開寬移架完畢，隨后進(jìn)行了第二次的開寬處理，并于 8 月 19 日早班自溜頭開始在支架上 長工字鋼壓菱形網(wǎng)，并使用雙網(wǎng)，并逐循環(huán)移架，聯(lián)網(wǎng)面前肩窩處加打錨索加固。工作面共拉移 支架 3 遍，支架前梁基本拉靠至煤壁，同時(shí)繼續(xù)對頂幫部進(jìn)行注高分子材料加固處理，于 8 月 24 日夜班第二次開寬處理及支架拉移完畢。并進(jìn)行了第三次的開寬處理，支架網(wǎng)片連至支架前梁位置，并于 8 月 29 日夜班全面處理完畢。 8 月 29 日早班全面開始使用采煤機(jī)回采。 、事故原因 兩工