临沂矿业集团菏泽煤电有限公司 山东菏泽 274700
摘要:结合软岩薄煤层综采为研究对象,借助文献对比法和理论分析法,重点对薄煤层以断层落差是否在2m以上为依据,对回采工作面过断层的处理提出了针对性的可行措施。安全措施在过断层期间应当得到重视,机电设备、顶板和施工现场的管理都应以安全为重。综采工作面过断层在煤层开采中表现出的技术效果对薄煤层综采具有重要意义。
关键词:软岩薄煤层;综采工作面;过断层;工艺
0引言
薄煤层是根据煤层厚度的大小所划分、定义出的一个概念,我国习惯上将厚度在130cm以上的煤层称之为厚煤层,将未达到130cm的煤层定义为薄煤层,其中又把厚度未达到80cm的煤层划分为极薄煤层。煤层的厚度不同,与之相对应的开采技术要求也是不同的,煤层越厚越利于开采。因此,相对于厚煤层的开采而言,薄煤层的开采一方面受自身厚度较低导致作业空间限制,另一方面其开采有着更高的技术要求与更大的开采难度。但是,薄煤层所储藏的煤炭量在我国的煤炭总储量中占着比较大的比例,且分布范围广泛,是我国煤矿开采的重要对象。因此,薄煤层虽是煤炭开采的难点,但同时也是我国煤炭开采的一大重点,必须对其予以足够的重视。
除煤层厚度、分布倾角变化外,地质结构也是煤炭开采中所需考量的一大重要因素。当煤层的分布处于断层地质构造中时会增加煤炭开采的难度,对作业空间受限严重的薄煤层与极薄煤层的开采更是难上加难。此外,在断层地质构造中进行煤炭开采必须辅以相关必要设施与技术加以保障,若处置不当将会增加安全风险并造成严重的环境影响。薄煤层综采技术在煤炭开采工作中的广泛运用,特别是综采技术与机械化技术的结合为煤炭开采带来了巨大的收益,既降低了人工作业成本、开采作业难度及危险系数,又使煤炭开采的效率得到了实质而又显著的提升。因此,对薄煤层综采工作面过断层地质结构的情况进行较为系统全面的分析研究,对进一步降低薄煤层开采难度、提高薄煤层煤炭开采工作效率、保证开采作业安全平稳开展具有十分重要的意义。
1工作面过断层方法
1.1工作面过断层的原则
在综采工作面过断层时掌握主动权,即根据断层出现前的一些预兆,如擦痕、阶步等,提前采取相应的过断层措施,如挑顶或卧底等,可有效降低工作面过断层风险,提高过断层速度。在生产过程中,不论通过何种方式过断层,选择好过断层层位,避开顶底板砂岩,避免放松动炮是安全快速过断层的必要条件。
1.2工作面过倾向断层处理方案
倾向及近倾向断层是对工作面影响比较严重的一类断层,这类断层在工作面内一次揭露长度大,范围广,通过难度较大,但过断层速度较快。
当回采面遇到落差较大的倾向断层时,一般要在断层的另一盘重新补打切眼,推至距断层5m左右时,即跳过断层,重新开采。断层倾向与工作面推进方向是否一致对工作面推进时顶板稳定性及顶板支护的重点有重要影响,当两者一致时,工作面将由下盘向上盘推进,此时断层两侧顶板已经断裂,而采空区及断层面的顶板岩层重量沿层面的垂直分力将指向工作面,使得顶板压力明显增高,发生大面积冒顶的危险性达到最大;当两者相反时,采煤面将由上盘向下盘推进,此时采动前已断裂的顶板岩层重量,其中一部分被传递到下盘从而减轻支架载荷,减小了冒顶的危险。
遇倾向断层落差较小,可根据两巷揭露断层落差情况进行提前挑顶或卧底作业。由于工作面两顺槽过断层时坡度要控制在15°以下,所以工作面内挑顶或卧底的坡度也相应控制在15°以内,以保证工作面快速推过断层。根据7煤顶底板岩性,工作面过断层层位应选择在距煤层以下1.0m、以上2.4m范围内,以减小工作面过断层放松动炮的范围,从而提高过断层速度。
2过断层期间采取的安全措施
2.1机电设备管理技术
要加强对机电设备的管理。为有效保证机电设备的性能能够得到正常的发挥,事前一定要重视设备的调试。
同时在非工作状态下也应注意对机电设备进行定期的养护维修,及时发现和解决潜在的故障,保障机电设备在作业过程中的正常运行。电力是机电设备作业的动力来源,一定要重视对机电设备的管理,确保作业过程中电力的安全稳定供应。
2.2顶板管理技术
过断层采煤过程中,应当重视对顶板的管理,如果对顶板管理不当,顶板就会冒落,轻则影响生产,重则造成人员伤亡,特别是工作面断层处压岩地段的顶板,要特别注重。保证顶板安装的顺序与位置的准确,一般而言,从两端向中间冒顶处安装顶板,能够有效实现对顶板的控制。
2.3施工现场安全管理技术
完善施工现场安全管理体系,提高员工安全意识是减少安全事故发生的重要保障。在卧底时只有准确控制底板的起伏变化和工作面的高度,才能确保合理的底盖深度,有效减少空顶的面积。要确保支架安全可靠,高度合适,顶部装载框架应遵循防止安全事故的步骤,避免人为错误造成安全隐患,并按要求铺设电缆,从而有效预防安全事故。
3综采工作面过断层的技术效果
3.1煤炭资源回收率显著提高
通过上述技术措施的实施,可以一定程度上减少煤炭资源的浪费,提高煤炭资源的回收率,充分保证煤炭开采的效果,为煤矿现场的安全生产奠定了扎实的基础。
3.2经济效益增强
以往装煤机在薄煤层综采过程中,容易造成煤炭浪费,但如果加装了挡煤与装煤装置,在保证装煤效率的基础上还能有效减少因煤炭滑落而造成的浪费,有助于经济价值的提高。
设备技术的优化使得煤层开采趋于智能化、自动化,因此,煤层开采中配套设施的发展前景较大。然而,地质条件与施工环境的复杂性使得薄煤层开采中具体配套设施的应用存在较大局限性,突出表现在断层的地质结构给配套设施的有效应用带来了较大困难。令人欣慰的是,薄煤层综采工作面过断层的处理给配套设施作用的发挥创造了更大的空间,相应的安全防护给设施的适用提供了安全保障,相应技术在实践与操作中的优化满足了特殊煤层开采的需要,适应采煤作业发展的需求,以采煤机为代表的重要设备对煤层开采的效率和安全及效益提高至关重要。
3.3安全效益提升
煤炭开采过程中,施工安全一直都是企业、社会、国家重点关注的问题。在过断层作业过程中,要针对以往施工过程中出现的威胁施工工人生命安全的问题做出针对性的处理。采煤机通过安装遥控装置,在实现远程操作的同时也能进行灵活调整,切面支架通过技术处理后,也不需要人力的移动与割煤操作。由于提前设置了防护措施,可以有效地预防事故,增加过断层作业的安全性。实际上,防护措施在作业过程中有着很高的施工程序和方法的要求。自动化的机械设备作业代替安全隐患较高的人工作业对提高薄煤层过断层综采过程中的问题防治与煤炭企业的长远发展具有重要意义。
4结束语
薄煤层综采过断层的处理方法、安全防护等都应以保证开采工作安全顺利推进、提高采煤效率和效益的角度予以考虑,加快采煤机械设备智能化、自动化研制,提高采煤技术的安全性与效率应当是我们在煤层开采过程中的工作重点之一。
参考文献:
[1]谭亚明.薄煤层综采工作面过断层研究[J].现代工业经济和信息化,2019,9(05):126-127+130.
[2]张小虎.薄煤层综采工作面过断层研究[J].能源与节能,2018(03):41-42+80.
[3]陈侠.薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2017(18):13-14.
[4]汤健.倾斜薄煤层综采工作面过断层方法[C].重庆市煤炭学会.西南五省市、区(重庆片区)煤炭学会2016年度学术年会论文集.重庆市煤炭学会:重庆市煤炭学会,2016:175-177.