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【摘要】断层是一种典型的地质构造，当煤矿开采中遇到断层时，必须根据断层的地质条件和开采技术条件选择合适的方法通过断层。文章介绍了几种常用的工作面过断层的方法，如平推硬过法、调整采高法、跳采法、工作面调斜法和导硐法。然后用一个实例对过断层的方法进行了进一步说明。
【关键词】综采；断层；采高；跳采
煤矿赋存的地质条件千差万别，在煤矿开采中，经常会遇到各种地质构造，断层就是其中最典型的一种。这些地质构造的存在，给煤矿开采工作带来了一些困难，迫使人们不得不采取各种措施来应对地质构造引起的不利条件。比如，在遇到较大的断层时，常常需要进行工作面搬家。有时候，为了避免工作面搬家，在进行工作面设计时要尽量避开断层，这就会使得工作面的形状变得不规则。目前，在处理地质构造方面，还没有形成一套完整的理论，只是有一些比较成功的案例可以借鉴。
1.工作面过断层的常用方法
目前，综采工作面过断层的方法主要有平推硬过法、调整采高法、跳采法、导硐法以及工作面调斜法等等。具体选择哪一种方法，需要根据有关地质条件和综采技术条件而定。其中地质条件主要有煤层的厚度、断层落差大小、断层处岩石的硬度等、煤层的断失方向等，而开采的技术条件主要有采煤机的最大采高、液压支架的最大工作阻力等。还有就是要考虑经济效益问题。下面对几种主要的过断层方法进行一下介绍。
1.1 平推硬过法
该方法又称采煤机强行截割围岩法。适用于断层落差较小，且顶板、底板岩石较为脆软（ 如泥岩） 的工作面。当煤层高度小于设备允许最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩比较松软，在距断层位置5m 时，采取挑顶或卧底使采煤机截割围岩强行通过断层，缓慢上山或下山推运输机、拉移支架，然后强行通过断层。
1.2 调整采高法
当断层落差较小，且断层上下盘接触之间煤层的厚度大于或等于液压支架的下限通过高度时，可以采用调整采高的方法过断层。当煤层高度大于设备允许的最小煤层高度时，先估算出工作面距断层前方所需要的过渡段，通过调整割煤高度来通过断层。这种方法的主要优点是能保证机组的正常运行，减轻采煤机截齿的耗损，同时采出的煤炭质量较好，含矸率低。缺点是需要留底煤，煤损较大。
1.3 跳采法
跳采即将工作面搬家倒面，跳过断层区域，有全部跳采和局部跳采之分。全部跳采工作面需要整体搬家，工作量较大，且会损失大量的煤炭储量。而局部跳采则是先缩面，再进行工作面的对接。该法既可以减少煤炭资源损失，又可以减少搬家到面的工作量，目前应用得比较多。在可以采用局部跳采的情况下，应该避免使用全部跳采。
1.4 工作面调斜法
该方法一般适用于断层落差较大，且斜交角较小的斜交断层工作面。当断层落差大于或等于采高的条件下，综采工作面与断层走向小角度斜交时，通过工作面调斜，使工作面调至和断层走向平行，减少断层处煤炭损失。
1.5 导硐法
导硐法又称断层探巷法。就是在断层上盘（或下盘） 掘进岩石巷道，将断层处岩石先掘出，再进行可靠支护，将过断层变为过空巷，减少采煤工作面的岩石截割量，加快回采工作面推进速度。导硐掘进长度以断层的落差变小至设备能够通过为止。在工程实践中，一般需要根据地质条件和开采技术条件，先拟一些初选方案，然后进行优缺点对比分析，合理取舍，最终确定最适合本矿的方案。
2.综采面过断层举例
某煤矿主采煤层只有一层，即7号煤层，该煤层厚度在3.35～6.48 m之间，平均厚度4.2m，煤层倾角在1.8°～3.5°之间，倾角很小，为近水平煤层。该煤层含断层较多，其中落差在2.5m以上的断层密度为1条/80m。该矿2275工作面位于两个大断层中间，沿走向褶曲断层连续伴生并赋存有其它灾害性地质构造。2011年，该矿使用重型综采装备在一处落差达14.35m的大断层的块段进行回采，并取得了成功。2012年，该矿在回采2274工作面时，遇到了一个极为复杂的断层区域，该区域断层总数多达58道，其中落差在2.5m以上的大断层16道。该矿通过反复研究，采取一系列措施，成功地通过了该断层区域。该矿地质条件非常复杂，其他工作面也有类似情况。鉴于篇幅限制，这里仅以2275工作面为例进行介绍。
2.1 2275工作面概况
2275工作面位于东二采区中下部，如前所述，该工作面位于两个大断层中间，上面是落差在4.2～6.8m之间的DF87断层，下面是落差在3.1 ～34.5m之间的DF39断层，两个断层间距为142m。2275工作面沿倾向长度为121m，沿走向长度为1240m。沿工作面走向方向，上下两巷一共揭露了19条落差在2.0m以上的断层，且工作面整个为一个两条向斜、一条背斜地质构造。在两条回采巷道中，有多处全部是岩石巷道，全岩石巷道累积长度达145m，还有一些地方是半煤岩巷道，累积长度85m。
2.2 过断层方案
该矿在充分研究了该矿的地质条件以后，结合该矿的开采条件，初步制定了三个预案。即：方案一，全部跳采，即将工作面搬家，跳过该地质构造；方案二，局部跳采，即首先在地质构造附近将工作面适当缩短，沿走向推进一定距离，通过了地质构造后，再将工作面恢复原长度；方案三，工作面直接通过该地质构造。为了从三个方案中选择一个最合适的方案，我们对三个方案进行了对比分析。其中方案一施工技术可靠、采出的煤炭煤质好，但是施工工期较长煤炭储量损失较大，预计损失4.5万t，按每吨400元计算，将减少收入1800万元。方案二煤炭损失较少，煤质也较好，但需要增加巷道掘进约110m，施工工期也较长，预计将停产25天以上。而方案三则克服了前两个方案的不足，不会造成煤炭损失，也不用额外掘进巷道，不停产，缺点是采出的煤炭含矸率较高，且顶板管理较困难。经过比较分析，最终选择方案三来通过断层。
2.3 主要工艺与有关技术措施
1）综采工作面通过断层施工的主要工艺为：a）风动凿岩机打眼、火工爆破落岩。b）采煤机装岩，辅助人工装岩。c）运煤系统外运岩石。d）综采支架支护顶板。综采工作面在断层施工区就是采用炮采的落岩方式，综采的支护、装岩、运输方式施工。2）为了克服方案三的不足，采取了以下措施：a）工作面50号支架以上部分随煤层产状变化尽量向高抬起（以运输机形态允许为原则），以减少岩石钻爆工作量。b）在工作面上巷铺设4吋专用风管1趟，以确保工作面3台凿岩机同时作业有足够的风量。c）钻爆施工段严格执行超前拉架，控制顶板。d）确保地面风选系统在回采期间连续正常开车，将绝大部分矸石选出，确保煤质。
2.4 应用效果
采取以上措施后，在过该断层时，平均原班推进速度达到了2.8m，长度为18m的全岩巷道只用了七天就施工完毕。采出的煤炭煤质也很好，采出的煤炭发热量超过23MJ，灰分均在百分之二十以下。与其他两套方案相比，该方案经济效益明显，施工费用很低，而且不损失煤炭地质储量。
参考文献
[1]李志国.综采工作面过断层技术[J].煤，2009（7）.
[2]刘志刚，张华清.综采工作面过断层技术与实践[J].煤矿开采，2010（5）.
作者简介
邱晔，男，安徽亳州人，2011年毕业于安徽理工大学，助理工程师，主要从事采煤安全技术管理工作、巷道维修安全技术管理工作.
【关键词】综采；断层；采高；跳采
煤矿赋存的地质条件千差万别，在煤矿开采中，经常会遇到各种地质构造，断层就是其中最典型的一种。这些地质构造的存在，给煤矿开采工作带来了一些困难，迫使人们不得不采取各种措施来应对地质构造引起的不利条件。比如，在遇到较大的断层时，常常需要进行工作面搬家。有时候，为了避免工作面搬家，在进行工作面设计时要尽量避开断层，这就会使得工作面的形状变得不规则。目前，在处理地质构造方面，还没有形成一套完整的理论，只是有一些比较成功的案例可以借鉴。
1.工作面过断层的常用方法
目前，综采工作面过断层的方法主要有平推硬过法、调整采高法、跳采法、导硐法以及工作面调斜法等等。具体选择哪一种方法，需要根据有关地质条件和综采技术条件而定。其中地质条件主要有煤层的厚度、断层落差大小、断层处岩石的硬度等、煤层的断失方向等，而开采的技术条件主要有采煤机的最大采高、液压支架的最大工作阻力等。还有就是要考虑经济效益问题。下面对几种主要的过断层方法进行一下介绍。
1.1 平推硬过法
该方法又称采煤机强行截割围岩法。适用于断层落差较小，且顶板、底板岩石较为脆软（ 如泥岩） 的工作面。当煤层高度小于设备允许最小煤层高度时，且工作面顶底板围岩比较松软，在距断层位置5m 时，采取挑顶或卧底使采煤机截割围岩强行通过断层，缓慢上山或下山推运输机、拉移支架，然后强行通过断层。
1.2 调整采高法
当断层落差较小，且断层上下盘接触之间煤层的厚度大于或等于液压支架的下限通过高度时，可以采用调整采高的方法过断层。当煤层高度大于设备允许的最小煤层高度时，先估算出工作面距断层前方所需要的过渡段，通过调整割煤高度来通过断层。这种方法的主要优点是能保证机组的正常运行，减轻采煤机截齿的耗损，同时采出的煤炭质量较好，含矸率低。缺点是需要留底煤，煤损较大。
1.3 跳采法
跳采即将工作面搬家倒面，跳过断层区域，有全部跳采和局部跳采之分。全部跳采工作面需要整体搬家，工作量较大，且会损失大量的煤炭储量。而局部跳采则是先缩面，再进行工作面的对接。该法既可以减少煤炭资源损失，又可以减少搬家到面的工作量，目前应用得比较多。在可以采用局部跳采的情况下，应该避免使用全部跳采。
1.4 工作面调斜法
该方法一般适用于断层落差较大，且斜交角较小的斜交断层工作面。当断层落差大于或等于采高的条件下，综采工作面与断层走向小角度斜交时，通过工作面调斜，使工作面调至和断层走向平行，减少断层处煤炭损失。
1.5 导硐法
导硐法又称断层探巷法。就是在断层上盘（或下盘） 掘进岩石巷道，将断层处岩石先掘出，再进行可靠支护，将过断层变为过空巷，减少采煤工作面的岩石截割量，加快回采工作面推进速度。导硐掘进长度以断层的落差变小至设备能够通过为止。在工程实践中，一般需要根据地质条件和开采技术条件，先拟一些初选方案，然后进行优缺点对比分析，合理取舍，最终确定最适合本矿的方案。
2.综采面过断层举例
某煤矿主采煤层只有一层，即7号煤层，该煤层厚度在3.35～6.48 m之间，平均厚度4.2m，煤层倾角在1.8°～3.5°之间，倾角很小，为近水平煤层。该煤层含断层较多，其中落差在2.5m以上的断层密度为1条/80m。该矿2275工作面位于两个大断层中间，沿走向褶曲断层连续伴生并赋存有其它灾害性地质构造。2011年，该矿使用重型综采装备在一处落差达14.35m的大断层的块段进行回采，并取得了成功。2012年，该矿在回采2274工作面时，遇到了一个极为复杂的断层区域，该区域断层总数多达58道，其中落差在2.5m以上的大断层16道。该矿通过反复研究，采取一系列措施，成功地通过了该断层区域。该矿地质条件非常复杂，其他工作面也有类似情况。鉴于篇幅限制，这里仅以2275工作面为例进行介绍。
2.1 2275工作面概况
2275工作面位于东二采区中下部，如前所述，该工作面位于两个大断层中间，上面是落差在4.2～6.8m之间的DF87断层，下面是落差在3.1 ～34.5m之间的DF39断层，两个断层间距为142m。2275工作面沿倾向长度为121m，沿走向长度为1240m。沿工作面走向方向，上下两巷一共揭露了19条落差在2.0m以上的断层，且工作面整个为一个两条向斜、一条背斜地质构造。在两条回采巷道中，有多处全部是岩石巷道，全岩石巷道累积长度达145m，还有一些地方是半煤岩巷道，累积长度85m。
2.2 过断层方案
该矿在充分研究了该矿的地质条件以后，结合该矿的开采条件，初步制定了三个预案。即：方案一，全部跳采，即将工作面搬家，跳过该地质构造；方案二，局部跳采，即首先在地质构造附近将工作面适当缩短，沿走向推进一定距离，通过了地质构造后，再将工作面恢复原长度；方案三，工作面直接通过该地质构造。为了从三个方案中选择一个最合适的方案，我们对三个方案进行了对比分析。其中方案一施工技术可靠、采出的煤炭煤质好，但是施工工期较长煤炭储量损失较大，预计损失4.5万t，按每吨400元计算，将减少收入1800万元。方案二煤炭损失较少，煤质也较好，但需要增加巷道掘进约110m，施工工期也较长，预计将停产25天以上。而方案三则克服了前两个方案的不足，不会造成煤炭损失，也不用额外掘进巷道，不停产，缺点是采出的煤炭含矸率较高，且顶板管理较困难。经过比较分析，最终选择方案三来通过断层。
2.3 主要工艺与有关技术措施
1）综采工作面通过断层施工的主要工艺为：a）风动凿岩机打眼、火工爆破落岩。b）采煤机装岩，辅助人工装岩。c）运煤系统外运岩石。d）综采支架支护顶板。综采工作面在断层施工区就是采用炮采的落岩方式，综采的支护、装岩、运输方式施工。2）为了克服方案三的不足，采取了以下措施：a）工作面50号支架以上部分随煤层产状变化尽量向高抬起（以运输机形态允许为原则），以减少岩石钻爆工作量。b）在工作面上巷铺设4吋专用风管1趟，以确保工作面3台凿岩机同时作业有足够的风量。c）钻爆施工段严格执行超前拉架，控制顶板。d）确保地面风选系统在回采期间连续正常开车，将绝大部分矸石选出，确保煤质。
2.4 应用效果
采取以上措施后，在过该断层时，平均原班推进速度达到了2.8m，长度为18m的全岩巷道只用了七天就施工完毕。采出的煤炭煤质也很好，采出的煤炭发热量超过23MJ，灰分均在百分之二十以下。与其他两套方案相比，该方案经济效益明显，施工费用很低，而且不损失煤炭地质储量。
参考文献
[1]李志国.综采工作面过断层技术[J].煤，2009（7）.
[2]刘志刚，张华清.综采工作面过断层技术与实践[J].煤矿开采，2010（5）.
作者简介
邱晔，男，安徽亳州人，2011年毕业于安徽理工大学，助理工程师，主要从事采煤安全技术管理工作、巷道维修安全技术管理工作.