摘要：综采工作面过断层采煤方法与顶板管理的有机结合能高效地对煤矿资源开采提供动力和技术支持。叙述了断层采煤的安全问题，对综采工作面过断层采煤的方式进行分析和研究，并提出了有效强化顶板管理的措施，希望能促进中国煤矿开采行业的发展。
关键词：综采工作面；过断层开采；采煤方法；顶板管理
一、断层采煤的安全隐患
断层主要是由于地壳剧烈运动产生的断裂而形成的特殊地质构造。根据断层构造形成的原因可以得出断层采煤的安全问题主要包括两方面，首先是断层工作面破坏了岩层的整体性，导致底板及工作面自外部产生压力的规律发生变化，局部顶板会受到来自外部的压力，导致综采工作面的整体压力不断增加。若压力增加的情况比较严重，整个综采工作面会遭受破坏，导致工作面大面积冒顶现象产生。其次是断层工作面中可通过各种有毒气体、有害气体和水流，这些有毒有害物质不断渗入贮藏仓库或通道，最终导致工作面发生瓦斯事故或水灾，危害工作人员人身安全。
二、回采工作面预防顶板事故的措施
2.1管理制度上的要求
必须加强工作面生产的地质分析与顶板管理工作，以便针对性地采取措施预防冒顶。正确确定采区巷道布置、开采程序、工作面支护形式和工作面顶板管理方法。认真编写采煤工作面作业规程、工作面初采初放和收尾安全技术措施、初次来压和周期来压的特殊支护措施，同时还应根据煤层及顶板的变化情况对作业规程进行修改和补充。加强工作面的支护和顶板管理：各工作面支护要严格按照作业规程要求的数量和质量进行，支护及时到位，保证支护质量，消灭空顶作业。对工作面过老空区、旧巷和断层等区域时，要制定专项的安全技术措施并严格遵照执行。
风、机两巷超前及上、下端头顶板维护时，支设支柱必须严格按照“先支后回”的原则进行，严禁提前摘掉支柱，损坏、失效的支柱必须立即更换。工作面回风巷、机巷必须备有使用量10％以上的单体支柱、枕木和背板等备用支护材料。工作面备用支柱、梁的数量必须符合规程规定，并在指定地点码放整齐。靠近煤壁的局部冒顶，应采取正确的支护方法，看采用正悬臂交接顶梁还是倒悬臂交接顶梁支撑时看看底板的岩性，如果较软时应对支柱进行穿鞋，要保持支柱垂直底板，使其达到足够的初撑力。对易偏帮的应进行掏窝挂梁的方法。
爆破时，要注意装药量，避免爆破时崩倒支架或机器。上下两端出口应加强支护，最好的方法是采取木垛支护，采取迈步台棚时，支架要有一定的侧应力，防止来压时，推到支架，巷道偏帮。在设计时，应尽量的避免断层，尽量掘在岩层完整的岩石中。
2.2放顶线附近的局部冒顶
采用正确的回柱方法：回柱采用先支后回，由上而下，由里向外回柱法。回柱与支柱距离不小于15m，挡头处打上隔离柱。回柱地点以上5m、以下8m处与回柱无关人员不得停留。在撤出最后一根支柱时，如果顶板压力较大不得强行回柱，应在待撤的支柱附近打临时支护，然后回柱，最后回收临时支柱。采用木垛，纵柱、斜支撑柱进行暂时支护，回拆单体金属支柱后，利用绞车将暂时支柱回柱。直接顶板岩石块较大，回柱时出现冒顶，因此，应进行切顶，强制放顶：当大岩块走向尺寸大于顶板步距时，造成堆到采场支架而造成冒顶事故，因此，应延长控顶距，如采用倒悬壁交接顶梁。
2.3地质条件原因的局部冒顶
掘进运输巷道与通风巷道时，不破坏复合顶板，采用伪顶倾斜的方法增大其阻力。严格控制采高和控顶距离：厚煤层开采时首幅采高一般不超过2.0m。其他采高一般不超过2.4m。末幅一般不超过2.2m。控顶距离开帮工作面最大控顶距离为5.5m，采工作面最大控顶距为4.5m。最小控顶距一般不小于1.5m。采用适当的支架进行对其支护，如利用戗柱（棚）支护、布置树脂锚杆、交接顶梁十字交叉式支护等。
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2.4工作面支柱处冒顶
采用措施交接顶梁和整体式支架，提高支架的初撑力，将金属网先放置底板在进行初次放顶，开采下层煤时，采用内错式布置开切眼。加强顶板管理：综采工作面煤壁直，刮板输送机和支架直。液压支架必须接顶。工作面上下出口要特殊支护。提高支柱的初撑力：使用木支柱支护时，必须打紧、打严、打靠，架设亲口棚时打紧木楔。掘破坏，使巷道空间变小，甚至出现冒顶。有时还应采取刹顶的办法。
三、综采工作面过断层采煤过程的顶板管理措施
3.1管理制度上的要求
顶板问题作为采煤过程的重要防护环节，需从管理制度上进行高度重视和要求，管理部门要积极结合煤矿开采的地质结构进行分析，制定合理的顶板管理要求，根据具体环节采取有效的防护措施和管理措施。顶板管理工作主要包括确定采区通道布置标准、开采过程控制、工作面支护形式及工作面顶板处理等方面，为了更好地加强顶板管理，管理部门要结合实际制定科学全面的施工章程、检验要求及收尾安全技术维护等措施，实时对顶板情况进行监测和维护，根据顶板情况的变化进行防护，保证顶板的质量。与此同时，结合综采工作面过断层采煤方法对施工设备进行检查和维护，严格遵循要求和指标及时采取管理措施，保证支架的数量和密度要求，保证顶板的稳定性。总而言之，对于开采通道要从底部和顶部两方面进行防护和管理，遵循先支护后维护的策略，禁止提前撤除防护支架，保证顶部和底部的有效支撑。
3.2放顶线附近的局部冒顶处理
通过制定科学、高效的顶板管理要求，保证顶板管理和维护的高标准要求，在此基础上对放顶线附近的局部冒顶问题要及时处理，正确的回柱方法是先进行支护处理，然后进行回柱维护，遵循从上到下、由里向外的原则进行回柱管理。根据实际分析，回柱和支撑柱之间要保持合理距离，基本维持在15m左右，且在每个间隔处安装隔离柱进行保护，放顶线附近最重要的问题就是回柱的设定和维护，在做好回柱支护工作后相关人员要及时撤除采矿通道，在进行最后的回柱安装时对顶板压力进行测量，保证支柱支撑能力能有效支撑顶板压力，保证支护的有效性。在进行放顶线附近回柱维护的过程中会出现很多特殊情况，比如：顶板附近会出现硬度较大的岩石或土质层松散的问题，针对此类特殊情况，要及时对顶板进行支架调整或混凝土加固，防止出现支架较少或移位造成冒顶事故。
3.3地质条件和支柱处造成的局部冒顶问题防护
由于煤矿开采过程中开采设备振动剧烈，会对顶板造成一定程度的损坏，针对这样的问题，要采用伪顶倾斜的办法进行防护，增加其支撑阻力，严格控制顶部和底部的距离，根据科学的测量，矿洞要保持采高低于2.4m，防止由于矿洞空间较大造成振动坍塌事故。在保证顶板与下底的合理间距外，工作面支柱处的冒顶问题要引起足够重视，采取顶梁和整体式支架的方式预防局部冒顶问题，通过整体直接防护措施，提高支撑能力。加强顶板管理、预防局部冒顶问题要综合工作面和矿洞的空间范围进行支架和回柱的安置，与此同时，液压支柱的设定要置顶，对顶板起到有效的支撑作用，工作面的上面和下面安装有效的预防支架，防止岩石层和土质松动造成的脱架现象。总而言之，地质条件和支架处的局部冒顶问题需采取合理的防护措施，避免因为地质问题造成安全事故的发生。
结语
断层是一种煤矿开采过程中经常遇到的地质现象，断层带地质条件复杂、顶板岩石破碎、导水裂隙发育，严重影响了煤矿正常生产进度，威胁到矿井的安全生产。因此，在开采工作中要选择合适的采煤方法，并且加强对于顶板的管理。
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论文作者:刘锁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/31
标签：顶板论文; 工作面论文; 断层论文; 支架论文; 支柱论文; 措施论文; 顶梁论文; 《基层建设》2019年第22期论文;