煤矿讲课课件：综采工作面过断层的类型及方法-教案.ppt

1、兴盛园煤业“干部上讲台，培训到现场”系列课程之综采工作面过地质构造霍州煤电集团兴盛园煤业有限责任公司霍州煤电集团兴盛园煤业有限责任公司HUOZHOU COAL ELECTRICITY GROUP XINGSHENGYUAN CO.LTDHUOZHOU COAL ELECTRICITY GROUP XINGSHENGYUAN CO.LTD山西焦煤山西焦煤SHANXI COKING COAL主讲人： 主讲人：兴盛园煤业XXXXXXX 出生于XX年XCXX月，学历大学本科，2001年毕业于XXXXXX，工程师职称。2011年任霍州煤电集团兴盛园煤业有限责任公司XXXXXX。 断层尤其是落差较大的断层

2、，严重影响采煤工作面的安全生产和经济效益。断裂构造是煤矿采掘工程常见的地质构造形态，断层给采煤工作面安全生产带来了极大的影响，尤其是工作面突遇落差较大断层，为确保施工安全,不得已常常采取综采工作面过断层的方法工艺，同时也过造成回采率降低、采掘接替失调、吨煤成本增加、降低了生产效益。 为此，在我们矿井工作面含断层构造较多的情况下，研究综采工作面安全过断层回采工艺显得尤为重要。研究断层的各项参数，选取合适工艺使综采工作面快速、安全通过断层，是综采工作面高产高效必须解决的问题之一。 所以今天我和大家共同学习探讨井下现场综采工作面所遇到各种断层各项参数的分析和对应的过断层工艺的类型和方法，期望给大家在

3、日后工作中遇到类似过断层提供参考价值。课堂思考提问：课堂思考提问：综采工作面常见的过断层的方法有哪些？综采工作面常见的过断层的方法有哪些？讨论思考过断层方法断层类型、过断层的方法、过断层的主要技术措施 断层走向与工作面的煤壁基本平行断层走向与工作面的煤壁基本垂直断层走向与工作面的煤壁斜交断 层类 型断层走向与工作面的煤壁基本平行断层走向与工作面的煤壁基本垂直断层走向与工作面的煤壁斜交平行断层垂直断层斜交断层过断层方 法 当工作面遇到落差和影响范围较大的垂直或斜交断层时，为躲过断层的影响可在工作面断层前方重新开切眼，将工作面设备搬至新切眼继续开采。 当在工作面某一端遇到难以通过的断层时，可探明断

4、层影响范围，开掘绕道将工作面改为刀把式布置，即将工作面由大面缩短为小面，或由小面延长为大面，甩掉断层影响区域 当工作面遇到影响范围广的大断层时，无法继续使用综采，可将其设备拆除，改用普采或炮采代替综采继续将工作面采完 当断层落差小于工作面采高的2/3，其影响范围在30 m以内，断层上下盘岩石的硬度系数f10时，在使用强力采煤机的条件下，采用松动爆破的辅助手可适当降低原工作面采高直接过断层搬家跳采开掘绕道放弃综采直接硬过过断层技术措施 调整工作面与断层线的夹角处理断层处岩石液压支架过断层断层处顶板控制 1、当断层处岩石硬度系数f4时，可采用松动爆破的方法先松动后截割，对放炮处支架应采取防崩损保护

5、措施 工作面与断层线夹角小时，则断层在工作面的影响范围大，顶板控制难度大；反之，则影响范围小且顶板较易维护，但工作面过断层延续时间长。因此，根据地质预测预报或在开采过程中，可适当调整工作面与断层的夹角，根据顶板状况使其保持在一定的影响范围。其中对于中等稳定以上的顶板，其夹角以2030为宜;对于不稳定顶板，其夹角选在3045 工作面过断层时，工作面液压支架的俯仰角度不能太大，一般以100120为宜，最大不得超过160。如果工作面在断层处向上推进，则应挑顶和卧底，提前使支架缓斜往上爬;否则，尽量不要挑顶，只卧底，提前使支架按选择的俯斜角度向下移动 1、工作面支架采用间隔移架方式及时带压移架 2、打

6、金属锚杆锚固顶板，用木锚杆锚固煤壁，或采用固化煤岩体等措施，防止片帮和冒顶围岩条件 断层类别 影响因素讨论思考： 综采工作面过断层主要考虑哪些要素？讨论完后我们选出两个代表回答这两个问题。讨论思考过断层要素围岩条件断层类别影响因素处理断层的参考方案断层落差M影响长度M断层位置f10平行断层采高20中、端部搬家跳采或绕道处理23采高20中部可直接硬过垂直断层支架支撑上限20中、端部搬家跳采或绕道处理23采高20中部可直接硬过斜交断层23采高20中、端部搬家跳采或绕道处理12采高2030中部可直接硬过f6平行断层23采高30中部放弃综采或搬家跳采12采高30中、端部可直接硬过垂直断层支架支撑上限3

7、0中、端部重新划分工作面开采230中部可直接硬过斜交断层采高30中、端部搬家跳采或绕道处理230端部可直接硬过23采高2030中部可直接硬过综 采 工 作 面 处 理 断 层 参 考 方 法讨论思考： 我们井下工作面常用的是上述哪种处理断层的方案，考虑的因素是否全面？讨论思考过断层要素对工作面布置影响 工作面对接方式分类 工作面对接工艺技术要求 工作面加减架工艺对工作面布置的影响绕巷处理及加减架工作面回采工艺 受断层、薄煤带或冲刷带等地质构造的影响，破坏了综采工作面的正规布置为了延长回采走向，多回收边角残煤，减少设备搬家次数，提高工作面单产水平，只好将此类工作面布置成刀把式，即按工作面推采方向

8、可分为由长变短或由短变长。 该刀把式工作面布置为由短变长，投产后先回采长工作面，等长工作面推至小工作面切割眼时，将大小工作面设备对接，使其工作面延长，继而推采到终采线。综采工作面对接方式分类及其评价序号方式适用条件优点缺点1超前安装 工作面巷道压力较大，难以维持运架路线;综采工作面衔接较紧张 要在检修班进行对接;长短工作面对接不停产;设备安装效率高 难于准确掌握长短工作面支架对接间隙;易压坏待接面支架部件2停产安装 工作面采后运架路线畅通;长短工作面对接停产安装时有备用工作面衔接生产 有利于设备对接质量管理;待接工作面设备部件损坏较少 采后运架巷道维护断面要求较高;改在备用工作面对生产品有影响

9、3边采边安 工作面对接延长段较短;运搬对接设备方便;工作面顶板完整且压力小 长短工作面对接不停产;可利用检修班边采边安，化整为零 对接前生产与安装相互扰;进度工序较复杂;影响工作面进度支架对接间隙工艺技术参数对接前加固支护提前准备设备对接后动态调整 对接工艺技术要求： 1、超前掌握支架对接间隙：为掌握好长短工作面支架的对接间隙，在长短工作面相距30 m之前，以正在推采的工作面对接端支架为准，与待接工作面的对接端支架水平间隙控制在(400土100)工作mm。同时对待接工作面开切眼的支架进行供液、检修和调整等准备。支架对接间隙工艺技术参数对接前加固支护提前准备设备对接后动态调整 对接工艺技术要求：

10、 2、提前正确控制工艺技术参数：当长短工作面相距30 m时，由有关技术人员每天实测所需的对接数据，以便正确指导工作面调整采高、机头机尾超前量和支架对接间隙。为控制好已采工作面支架和输送机的上窜与下滑量过大，以及对接工作面的平直度，不仅要掌握好机头超前量，而且要保持长短工作面的“三直两平”，并标好已采工作面上下顺槽的控制点。支架对接间隙工艺技术参数对接前加固支护提前准备设备对接后动态调整 对接工艺技术要求： 3、对接之前采取加固支护：在长短工作面相距20 m之前，应加固对接处的巷道支护，在待接端支架梁端外加设木垛，维护好对接处抬棚，严防此处发生冒顶事故。此外，还应维护好待接工作面机道顶板支架对接

11、间隙工艺技术参数对接前加固支护提前准备设备对接后动态调整 对接工艺技术要求： 4、提前准备设备就绪：为了加快长短工作面对接速度，要提前铺设好待接工作面的输送机，.中部槽滞后两组支架远，待长短工作面对齐后再牵引人位，在回采过程中实施支架与输送机对接支架对接间隙工艺技术参数对接前加固支护提前准备设备对接后动态调整 对接工艺技术要求： 5、对接之后动态调整：工作面对接完毕后，暂采用大链将支架与输送机软连接，边移架边进行支架的动态调整，在支架对接较大间隙中加设走向棚，将对接处支架的大间隙化为小间隙，直到调整好为止工作面加减架工艺 一般情况下，将综采工作面上下顺槽平行布置。但由于地质条件的影响，需采取顺

12、槽折线或不等长布置，使其工作面的长度增大或减小，则应实施加减支架的办法。被动式加架主动式加架直接式减架1在上顺槽组装硐室预先组装好待架支架，当采至距加架处30 m之前，将其运至加架点，置于顺槽一帮待加架，使其梁下有0.81.0 m的通道2控制好工作面机尾采高，在加架处暂用走向棚支护，将待加支架与原支架水平间隙控制在300 mm以内3当采至距加架处20 m之前，加强此段巷道支护。在推采至加架处5m之前，将延长输送机与所加支架连接好。在机尾延长段除采用走向棚支护外，其后方还应打倾向木垛排，为加架做好准备。4当延长段空间斜长距上出口1.5m时，将待加支架逐组就位，随之延长输送机直接式减 架主动式加

13、架被动式加 架1在工作面前方3540 m范围内，做一个简易组装硐室，将所组装的待加支架置于巷道内。2当机尾待加架空间推至距加架点5m处时，沿倾向打好长方形木垛，并在推采过程中控制机尾处采高3当工作面推采至加架点时，在工作面机尾正前方刷扩三角出口，沿走向扩3米，倾向扩2m，并打好走向棚与顺向抬板4在顺曹内设置1台小绞车，并配合滑轮组与滑道将待加支架牵引拉入三角空间，然后将所加支架调向就位，并延长输送机与其连接直接式减 架主动式加 架被动式加 架1先在工作面上出口处超前替棚，使之护住待减支架的顶梁与前探梁上方;同时，在减架点之前10 m范围内控制工作面机尾处采高2在距工作面20 m以外安装2台小绞

14、车用于撤架，并将工作面机尾、中部槽和挡煤板等提前拆出，暂置于上顺槽一侧3撤架时先将其邻架改为本架操作，然后牵出末数第二组支架，并及时用单体液压支柱与铰接顶梁支护好走向棚后，再牵出末组支架，同样维护好撤架处顶板4待支架撤出后，安装好工作面输送机中部槽与机尾，以达到正常生产的条件直接式减 架主动式加 架被动式加 架过斜交于工作面的断层 过垂直于工作面的断层过斜交于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差小于1米，落差比值F1/2，煤层向上断离当工作面顶板完整时，在遇断层之前将输送机和支架往上飘，丢底煤并降低采高。推过断层交面线后，在支架不超高的前提下将前探梁往上挑。一般情况下每割一刀支架上提20250

15、 mm，待割数刀后支架顶梁便可接触顶板。若顶板破碎易片冒时，要尽量缩小梁端距，并提前铺金属顶网，对局部冒高空顶处插严背实或者人工超前支护。过斜交于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差小于1米，落差比值1F1/2，煤层向下断离若煤层薄可适当破底或挑顶。据断层落差的大小，应预测从变坡点至复位点之间的水平推采距离。若顶板较破碎时，还应采取必要的技术措施。一般多采用人工做超前支护、打水力膨胀锚杆或树脂固化等方法。特别要防止输送机机身的倾斜。当工作面顶板完整时，在遇在遇断层之前，采取沿顶板采、丢煤和降采高等措施。推过断层交面线后，将支架往上挺，其仰角一般为150，即每割一刀支架飘200250 mm，再推

16、采数米后爬至顶板过斜交于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差小于1米，落差比值F1/2，煤层向下断离当工作面顶板完整较稳定时，一般采取破底的方法通过。在支架不超高的前提下过断层，以保证立柱有足够的伸出量，推过断层后便于降低采高。若工作面顶板较破碎，一般用采煤机直接割顶，并提前铺金属顶网，断层下架前挑木板，以防其交面线附近冒顶。此时一定要掌握好采高，以防架梁卡阻采煤机或压死支架过斜交于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差小于1米，落差比值1F1/2 ，煤层向上断离遇断层之前，要加大工作面采高，使支架达到最大支撑高度，且架前铺顶网，为过断层做好准备。将要过断层时，采煤机往下卧底割煤，以降低采高。如

17、煤厚不适合则需割顶或破底。过垂直于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差较大，煤层向上断离；断层带煤层变薄当工作面断层处变薄，其小于支架的最小支撑高度时，应视其顶底板岩石性质和硬度，可分别采取直接割顶板或破底。必要时应提前将所割顶底板用钻爆法进行松动处理，以减小对采煤机的损坏程度。但一定要采取必要措施防止崩伤管路与支架。过垂直于工作面的断层选择的工艺适用条件：落差较小，煤层向下断离它比煤层向上断离容易通过。特别是当煤层倾角较大时尤为有利。过断层的方法基本是采用架前铺顶网，且梁端挑木大板托顶煤，或者爆破松动割底板等工艺措施。待推过断层交面线之后，开始沿板推进找底。过垂直于工作面的断层选择的工艺适用

18、条件：断层落差较大，即落差比值1F1/2，煤层向下断离 在工作面过断层之前，应提前托顶煤或割底板开采，尽量少留顶煤。若工作面发生顶煤脱落，必须采取背板护顶措施，待推过断层交面线之后，先割顶板再逐渐找至煤层底板。过断层时不仅要合理控制采高，而且使输送机平直，以防造成工作面挤咬架事故。讨论测验 我们井下综采工作面过断层采用了哪些上述哪项工艺？讨论测验过断层工艺垛式支架 支撑掩护式支架 掩护式支架 节式支架垛式支架煤层厚度：1.41.9米 断层落差：0.51.2米 煤层断块在工作面推进方向的上方，过断层时逐步割顶和割底，岩石较硬时采用放小炮方法挑顶或卧底，使液压支架按选定的坡向上逐步通过断层。支撑掩

19、护式支架煤层厚度：2.43.3米 断层落差：0.91.3米 在距断层面5m时，支架前方开始挑顶，加大上坡角度，以利于架进人断层下盘。顶板破碎时需先架设前高后低的倾斜棚。在移时应在顶梁和前探梁下打斜撑柱，使底座上抬前移。输送机司机可用手动葫芦抬起，前移成需要的坡度。掩护式支架煤层厚度：2.45.0米 断层落差：1.04.9米 以距断层线1622 m处为起点，将支架降到最低采高2.3 m.，分别在工作面上下端头画16的向下腰线，作为两端头支架顶梁运动轨迹，以使支架的顶梁逐渐脱离顶板，工作面俯斜向前推进。支架每迈一步可下栽120130 mm。节式支架 煤层厚度：2.13.6米 断层落差：0.32.4

20、米 将工作面采高降到1.61.7 m，过断层时将支架前探梁及时上挺，每进一刀输送机可上提200300 mm，进34刀后支架顶梁便可接触顶板 将采高降至1.51.6m，采用多留底煤办法，接近断层带时，使支架上挺，顶板破碎时，可超前掘小硐，用2m长的木板梁一头插在顶梁上，另一头插人煤壁并用立往支撑，推进14 m可爬上(通过)落差2.4 m的断层落差小于一米的断层落差大于一米的断层节式支架 煤层厚度：2.13.6米 断层落差：0.32.4米 将采高降至1.51.6m，采用多留底煤办法，接近断层带时，使支架上挺，顶板破碎时，可超前掘小硐，用2m长的木板梁一头插在顶梁上，另一头插人煤壁并用立往支撑，推进

21、14 m可爬上(通过)落差2.4 m的断层落差大于一米的向下断层 课后小结断层类型、过断层的方法、过断层的主要技术措施工作面过断层的类型及方法搬家跳采、绕道处理、直接硬过、重新划分工作面开采工作面处理断层的参考方案工作面布置的影响、对接方式的分类和工艺的技术要求、减架工艺绕道处理及减架工作面回采工艺工作面过断层的主要回采工艺和示例工作面过断层的主要回采工艺综采工作面断层的情况远远比我们想象要复杂的多，但我们尊重科学、重视规律，准确的判断、收集综采工作面所遇到断层的具体参数，合理的选用过断层的回采工艺，就可以避免时间和设备的浪费，提高煤炭采出率，提高安全系数，对井下综采工作面安全生产、提高经济效益起到重要的促进重要。课后思考 我们目前工作面过断层方案还有哪些需要改进的地方？ 讨论改进过断层方案