1.国家能源集团神东煤炭集团公司应急管理办公室 陕西榆林 719315；2.国家能源集团神东煤炭集团补连塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017000
摘要：依据神东矿区补连塔煤矿12420综采工作面过F7断层的实际情况，通过现场写实、理论分析和及现场实验相结合的研究方法，分析了12420工作面过断层工艺、完善设备初、周期来压顶板管理、冒顶期间顶板处理等注意事项，确保了工作面安全顺利通过断层影响区域。
关键词：断层；周期来压；冒顶；溜槽
引言
断层一直以来都是煤矿综采工作面安全开采的重要影响因素，断层的存在可能导致顶板、突水、瓦斯突出和冲击地压等事故。综采工作面过断层期间顶板条件差，若支护质量不佳易发生局部冒顶和支架压死等事故，所以过断层期间顶底板控制必须到位，以保证期间设备和人员的安全。下面结合补连塔煤矿12420综采工作面过最大落差为4.5m的F7断层开采实践，分析综采工作面过断层顶板灾害防治技术措施。
1、12420综采工作面断层概况
12420工作面运输顺槽内距切眼628.8m处揭露一正断层，F7断层，断层参数（240o ∠59°H=4.5m) ，回顺距切眼860.5m处揭露一正断层，位于距12420运顺距切眼628.8m处，该断层倾向为240°，倾角为59°，落差为4.5m。巷道为沿顶、沿底掘进，断层岩石岩性为灰白色粉砂岩。工作面该区段煤厚约为3.55m。断层面无水涌出。12420 综采工作面围岩纵波波速平均为3.4m/ms。探测区域煤岩层总体赋存稳定，两处局部异常主要分布在靠近运输顺槽侧。I 号负异常体推断为正断层F7 引起的破碎带，影响区域倾向长度约为166m，走向长度约为146m，其中，I-a 区的破碎程度大于I-b 区的破碎程度，对工作面生产影响较大。II 号异常正异常体推断为局部煤岩层岩性相对致密，完整性较好，最大倾向长度约为194m，走向长度约为145m，对工作面生产将有一定影响。探测区域内，断层F7 落差大于1.0m 的延展长度约为150m。
2、综采工作面过断层顶板灾害防治技术
2.1 过断层工艺
根据F7断层概况分析结合12420工作面顶底板特性及其压力显现情况决定制定两套方案过断层，第一：直接通过，工作面调整好过断层的方向，采煤机直接截割岩石通过断层。第二：工作面放炮配合采煤机截割煤岩通过断层，遇到岩石比较坚硬时，避免损坏设备，先预裂爆破，然后采煤机截割通过断层。
2.1.1直接通过断层
工作面推进到断层段时，煤机司机必须控制好工程质量，保证顶底板平缓过渡，煤机先割底刀，后割顶刀，速度控制在3m/min以内，工作面整体以正坡推进，调整好坡度，以5.5°坡调整，每刀抬底量不超过100mm，抬一刀平一刀推进。机头段4～6号架采高控制好，保证与运输顺槽过渡好，工作面采高控制在3.0～3.1m。
工作面进入断层段时在断层上盘内推进12m，最厚割矸度为1.7m，预计在断层上盘内割矸量5000吨。在断层下盘内推进35m，最厚割矸度为2.5m。预计在断层下盘内割矸量21875吨。
由于割矸石粉尘比较大，所以煤机行走8～10m后停下，检查工作面顶底板是否平整，如平整则将空顶处的架子拉出去，如不平整则煤机退回来重新割顶割底，直到顶底板平整了在将架子拉出去。当顶板出现离层或者漏顶等情况时，必须带压擦顶拉架，必要时进行二次拉架以缩小梁端距。调整好架形，保证支架接顶严实，沿工作面成一条直线，决不允许工作面中部滞后。
推溜时必须保证推出的刮板机沿工作面要平直，在刮板机不窜动的情况下保证工作面每割一刀煤推进度一致，防止出现弯曲型工作面。
2.1.2预裂爆破通过断层
工作面推进到断层段时，割煤前先进行放炮，然后煤机割煤。割煤、拉架以及推溜工艺同上。
2.2 提前确定断层过渡位置变化及顶、底割岩量
以割岩量最小化为原则，EKFSL1000型采煤机与支架、刮板机配套割煤及机头机尾垂直过渡，要求最小采高控制在5.5m以上，根据12420工作面顶底板特性及其压力显现情况决定制定直接通过断层方案，工作面推进到断层段时，煤机司机必须控制好工程质量，保证顶底板平缓过渡，煤机先割底刀，后割顶刀，速度控制在3m/min以内，工作面整体以正坡推进，调整好坡度，以5.5°坡调整，每刀抬底量不超过100mm，抬一刀平一刀推进。
两端头采高控制好，保证与两顺槽过渡好。
2.3 提前完善断层将揭露区域设备
2.3.1保证工作面液压系统正常，泵站出口压力不低于31.5Mpa，保证支架初撑力达到252bar。
2.3.2加强对工作面支架的日常维护与保养，完善支架喷雾系统，及时处理工作面各管路的跑、冒、滴、漏，杜绝支架出现自降现象。
2.3.3为防止压力大时支架顶梁“低头”而压死支架，在回风顺槽及运输顺槽单体架子上存放10根3.15m备用单体。
2.3.4检修期间三机组重点对运输机起伏较大处，煤壁侧和架前哑铃销进行检查，每天测链子张力。
2.3.5煤机组严格对煤机牵引部、链轮、滑靴等重点部位做周期性检查，各部油位须符合要求，各润滑点润滑到位，每天对上一天检修写出反馈结果。
2.3.6必须保证采煤机牵引水路、内外喷雾系统畅通，滚筒截齿全部更换为高强耐磨截齿，保证滚筒截齿完好无缺，割煤时如发现截齿丢失，数量大于4个或磨损断裂严重等现象时，应及时停机更换截齿。
2.3.7放炮影响的范围内支架大柱上必须挂皮带，防止大柱及工作面设备损坏。
2.4 加快工作面推进速度
实测结果表明，当综采工作面停机时间过长时，顶板压力将增大，同时片帮、漏矸程度也将增大，因此，适当加快推进速度控制顶板。为保证过断层区域顶板支护效果良好，调度室尽可能安排工作面加大生产力度，避免因长时间停机导致片帮、漏矸情况扩大化。
2.5 周期来压期间加强顶板管理
2.5.1做好矿压观测，内容包括支架阻力大小、支架活柱下沉量、来压范围、工作面及两顺槽煤壁片帮情况，安全阀的卸载压力值，统计来压步距，以用于工作面指导生产。
2.5.2周期来压期前，加强工作面各设备的检修工作，确保设备正常运转。
2.5.3生产期间，保证工程质量，防止漏矸。支架接顶良好，初撑力不低于252bar，移架方式根据实际情况，选择合理的拉架方式。
2.5.4端头支架及顶板破碎段必须超前拉架，并擦顶拉架，以防发生倒架。
2.5.5如检修班接班之后赶上周期来压，继续组织生产，待压力甩过之后，停机检修。
2.5.6周期来压期间，各环节组织有序，加快工作面推进速度。
2.5.7确保工作面采高，在断层影响带采高必须保证在2.9m以上，正常段采高不得高于3.2m。
2.5.8顶底板在斜坡段过渡平缓，顶板不能留有台阶，防止支架接顶不好；底板留有台阶或不平会使推溜产生困难，同时影响支架架型，仰俯角太大容易发生空顶冒顶或采煤机滚筒割顶梁隐患。
3、结束语
通过对断层区域片帮、漏矸情况进行统计分析表明：片帮、漏矸程度主要取决于顶板压力和围岩条件，而且停机时间过长导致片帮程度加重。12420综采工作面采取一系列安全技术措施，确保了工作面安全顺利通过断层影响区域，说明措施采取得当有效，值得借鉴。
参考文献
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作者简介
刘建宇（1987-），男，甘肃庆阳人，2010年7月毕业于黑龙江科技大学采矿工程专业，工程硕士，工程师，现任神东煤炭集团应急管理办公室主管，主要从事煤矿生产技术及矿山应急管理工作。