浅谈综采工作面常遇问题及处理办法

摘 要：随着煤炭生产工艺的不断改进，我国绝大部分煤矿都开始采用综采设备。综采设备是综合机械化采煤工作面机电设备的总称，是将各种相对独立的机械合理地组合在一起，在工艺工程中协调工作，使采煤工作面的破、装、运、支全部工序实现机械化。综采设备包括滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架以及各种供电、供液设备和其他辅助设备。使用综采设备增大了原煤的生产能力，同时也会面临着一些不可避免的问题。文章针对综采工作面过断层、工作面调斜、液压支架下陷后的处理问题做详细阐述。

关键词：综采工作面；断层；液压支架

综采工作面在推进过程中，经常遇到断层。断层是综采工作面常见的地质构造之一。煤层受力发生断裂和相对位移后形成的构造形态称为断层。在综采采区和工作面设计时，应尽量探明断层的数量、要素及其对综采生产的影响程度，采取相应对策妥善处理。综采工作面通过断层时，首先要判断本条断层为正断层还是逆断层，其次将断层要素标记清楚。断层要素包括断层面、上盘、下盘、断煤交线、断距。由于断层处岩石破碎，很容易造成工作面冒顶。在处理断层处岩石时，如果方法不当，容易损坏液压支架、采煤机、刮板输送机。又由于工作面通过断层会加大工作面走向或倾斜方向的倾角，液压支架容易发生倒架事故。

1 过断层处理办法

1.1 调整工作面与断层线的夹角

如果工作面与断层线相互平行或夹角小，则断层在工作面暴露范围大，顶板难以维护。工作面与断层线夹角大，则通过断层带的时间长，但暴露面积小，顶板易维护，为了使断层暴露面积减小，有时可在通过断层前预先调整工作面，使其与断层保持一定夹角，常以工作面与断层线夹角以20°～30°为宜。

1.2 强行过断层

当断层岩石硬度系数f<4时（即岩石主要为泥岩、砂质泥岩、页岩），可用采煤机直接割。但是采煤机牵引速度应控制在2～3m/min，首先顺着断煤交线割掉中间岩石，再将滚筒升起一层一层地剥掉顶部岩石，最后降低滚筒，同时倒退采煤机，将底部岩石割掉。当断层岩石硬度系数f>4时（即岩石主要为石灰岩、白砂岩），则采取打浅眼、少装药、放小炮的爆破方法通过。此处以工作面采高为2.3米为例，打眼采用风钻配合1.5米长钻杆打眼，施工人员必须按照爆破图标规定打眼。炮眼布置根据暴露岩石厚度进行确定，当岩石厚度在1米以下时，打眼采用单排眼，当岩石厚度在1～1.8米时，打眼采用双排三花眼，岩石厚度大于1.8米时，打眼采用三排五花眼布置炮眼。炮眼间排距、炮眼深度及装药量可根据岩石硬度和现场经验进行测算，炮眼与煤壁的夹角为一般为75°左右，炮眼封泥封满封实，采用反向爆破效果较好，但须制定专门技术措施。爆破时要在支架前悬挂挡矸胶带，同时将支架立柱包紧，防止放炮崩坏液压支架立柱及管路。

1.3 液压支架通过断层时的措施

过断层时，液压支架要下俯斜或上仰斜移动，俯斜或仰斜的角度以10°～12°为宜，最大最好不要超过15°～16°，如果说断层处，煤层在工作面推进方向的上方，则用截割方法逐步割顶或割底。岩石硬时用爆破的方法挑顶或挖底，使支架按选定的仰斜坡度逐步通过断层。如果说断层在工作面推进方向的下方，则就可用截割或爆破的方法挖底，尽量不要去挑顶，使支架按选定的俯斜坡度通过断层。液压支架过断层时应随时注意支架的工作状态，防止歪斜倒架。

1.4 断层处顶板的控制

（1）在断层区域内移架的措施有：a.采用隔一架移一架的移架方式。b.随采煤机前滚筒割煤立即移架。c.支撑掩护式液压支架可采用带压擦顶前移，不得降柱太多，尽量减少顶板松动。（2）为防止冒顶和处理冒顶，要控制顶板暴露面积不要过大，支架要超前支护。如果不能超前支护，要在支架前方架抬棚。抬棚上用两梁接顶，抬棚用两柱支撑，移架时可先移中间的支架。用前探梁托住抬棚，再分别拉两边的支架。

2 工作面过断层主要问题及处理办法

2.1 工作面调斜办法

综采工作面布置要求工作面等长，并有足够的推进长度，由于煤层地质构造等原因，一些工作面的区段平巷与采区边界线或采区上（下）山斜交。在综采工作面的起始或停采位置，如按正常循环推进，要留下三角煤。因此，需要利用调斜工作面的回采技术。调斜综采工作面实质是控制工作面各部位每次采煤的进度，逐次调斜工作面的位置和推进方向，一般调斜针对工作面旋转角度在45°以下，如果角度在45°以上，则会导致采煤机一次割煤割不通，甚至出现端头空顶面积增大、输送机下窜等问题。综采工作面调斜要有良好的地质条件，煤层赋存稳定，顶板稳定，煤层倾角最好在12°以下，以防调斜期间支架发生倒、挤、咬现象和输送机下窜。采高不宜过大，否则支架稳定性差，顶板不好控制，煤层需在3米以下。在工作面调斜时，综采工作面可以绕一个固定中心，也可以变换中心。如果工作面旋转角度小，可以绕一个固定中心旋转，旋转的角度大，旋转中心附近煤尘顶板难以维护。因此，不宜固定一个中心。一般以刮板输送机机头或机尾为旋转中心，旋转机尾或机头，以保证旋转期间三机的正常搭接，使运输畅通。

2.2 液压支架下陷后出现的问题及处理办法

综采工作面，在采煤过程中偶尔会遇到底板松软，支架底座就容易陷入底板，支架底座陷入底板不仅会降低支架的支撑强度，而且还会给移架带来一定的困难，甚至还会因为液压支架移不动，而影响到整个工作面正常的生产情况。因此，说在松软底板的煤层中布置综采工作面时，应考虑工作面底板岩层或煤层的抗压强度。工作面是否有滴水现象以及对底板的影响，松软底板往往遇水后容易膨胀、鼓起，其抗压强度显著降低。因此，松软底板条件的工作面应适当控制涌水量，必要时设置风动水泵及时排水。

液压支架在顶板的压力作用下，如果说底座陷入底板，可以根据不同的情况采取以下这几种措施：（1）底座轻微下陷的时候：移架前在支架底座下垫一块儿木块，支架既可以降柱前移。（2）底座陷入较深的时候：借助邻架前梁进行处理，马上将锚链或钢丝绳的一头拴在邻架的前梁上，另一头则拴在本架底座上降下邻架的前梁，在本架移架的同时来升起邻架的前梁，把本架底座吊起前移。

利用邻架前梁下悬挂千斤顶提底座，在顶板条件不允许邻架前梁下降的时候，可以在邻架前梁下悬挂一千斤顶，并且让此千斤顶处于活塞杆伸出状态，接着可用钢丝绳或锚链将本架底座和千斤顶连接起来，当向千斤顶供液使其活塞杆回缩的时候，本架底座吊起来同步把降柱移架。

利用邻架推移千斤顶移架支架下陷量过大的时候，移架的时候很有可能会把刮板输送机拉回来，这个时候就可以同时操作数架相邻支架的推移千斤顶了。首先把输送机拉向支架，接着用锚链或钢丝绳将下陷支架的底座与输送机可靠的连接，最后除本架（下陷支架）千斤顶不动以外，相邻的数架支架的推移千斤顶的同时推移输送机，使得下陷支架前移。移架前应铲除下陷支架前方底板上的障碍以减少阻力，同时要注意输送机强度，保证其不会被损坏。

3 结束语

煤矿综采是未来煤矿生产的大方向，怎样能更好地提高回采率，减少采煤过程中所遇到的问题，这需要时间与经验的积累，将原来发现的问题经过处理、归纳，更好地运用到以后的生产中。

参考文献

[1]煤炭工业职业技能鉴定指导中心.采煤工（技师、高级技师）[M].北京：煤炭工业出版社，2008.

[2]陶向阳，张厚才.采煤工[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[3]侯多茂.采煤工[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

作者简介：樊智（1986，8-），男，山西太原人，2010年7月毕业于山西省太原市中北大学，电气工程及其自动化专业，本科，职称：助理工程师，所在单位：太原煤气化股份有限公司嘉乐泉煤矿，从事煤炭开采技术与管理工作。

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