特殊条件下的采煤工艺10.24.ppt

特殊条件下的采煤工艺 (一）工作面过断层工艺 第一部分 工作面过断层工艺 一、断层定义及影响： 1、定义：岩层受地应力作用产生破裂，在力的作用下破裂面两侧岩块发生显著相对位移，这种断裂构造称为断层。 2、影响：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，尤其是大倾角工作面突遇落差较大断层，为确保施工安全, 不得已常常采取工作面搬家、重新开切眼或局部补眼, 造成丢三角煤, 致使回采率降低、采掘接替失调, 造成吨煤成本增加、降低了生产效益。 二、断层的分类（两盘相对位移分类）： 1、逆断层；断层的上盘相对上升，下盘相对下降。 2、正断层；断层的上盘相对下降，下盘相对上升。 3、平推断层；断层的上下盘沿水平方向移动，虽出现断裂，但不存在上下位移。见图1-1。 三、判定断层可否通过的条件： 判定断层可否通过的两个主要条件是断层线与工作面夹角，以及断层落差。 1、工作面与断层线斜交时，夹角越大，处于断层带的采区面积越小，过断层工程量越小，过断层时间越长；反之其夹角越小，过断层工程量就越大，过断层时间越短。一般来说，对于中等稳定以上顶板，工作面与断层线夹角以20度-30度为宜；对不稳定顶板，工作面与断层线夹角可在30度-45度。 2、断层落差较小时，剩余煤层厚度小于液压支架的最小支撑高度，不影响机组通过；落差较大时，则影响机组通过，需要因地制宜地采取措施（挑顶卧底）过断层。当由于落差过大、 机组通过困难时，就应考虑工作面搬迁或绕过断层。 在上述断层的破碎带内，煤的破坏程度较岩层严重，坡度小。当采煤工作面通过断层时，与保留岩顶相比，保留煤顶要困难得多。 四、过断层方法： 1、过断层方法 2、综采工作面处理断层参考方案 3、直接硬过的几种过断开采方法： 1）、直接割煤过断层： 当断层落差较小，上下两盘接触处之间的煤层的厚度大于或等于液压支架的下限通过高度，则液压支架可以顺利通过，综采工作面可直接采煤过断。 2）、割顶(底)采煤过断： 断层上下两盘接触处之间的煤厚小于液压支架下限通过高度，煤层底板或顶板岩石较软且顶板较整，可通过机组割底或割顶直接采煤过断。 3）、用预掘巷与割底相结合的方法过断层落差较大，可采取预掘巷辅助法过断。 五、断层带附近煤岩破坏状况 ： 1、断层是由于地层的运动、挤压等形成的，是地层运动过程中能量的聚集和释放的结果。地层中聚集的能量在释放过程中，岩层要断裂、挤压、错动、破碎等，并伴有大量裂隙的产生。因此，在断层带附近，形成断层的破碎带，如图5-1所示。 2、一般顶板岩层的强度大于煤层的强度，在同样大小力的作用下，煤岩破碎后，煤的粉末多于顶板岩石的粉末，即煤的破碎程度比岩石的严重。在断层的破碎带内，煤的破坏程度较岩层严重，块度小。当回采工作面通过断层时，与保留岩顶相比，保留煤顶要困难得多。 图5-1 断层破碎带示意图 图6-1综采工作面 六、综采面过断层时附近煤岩破断研究： 1、综采工作面过正断层，以图6-1点划线的方向从上盘向下盘推进。当工作面还在断层的上盘，快通过断层面时，断层破碎带弱变区A范围内的煤层由于破坏严重，而A区的煤沿断层面的下滑力，因而煤层保留不住，会发生片帮。工作面煤壁片帮后，端面空顶范围增大，破碎的顶板岩层可能会发生冒顶，从而影响生产。 图6-2综采工作面从下盘向上盘推进过正断层 2、当工作面从上盘推进到下盘时，因支架不能直上直下，需割底板，留顶煤推进，而这部分顶煤处在断层破碎带弱变区B范围内，破坏严重，顶煤保留不住，端面就会发生冒顶。 3、工作面过正断层，从下盘向上盘推进时；工作面过逆断层，从上盘向下盘推进和从下盘向上盘推进时，均存在与上述类似的不利情况，如图6-2、6-3、6-4所示。 图6-3综采工作面从上盘向下盘推进过逆断层 七、工作面端面顶煤（板）冒落分析： 1、端面顶板冒落后，如不进行勾顶，而采取让支架抬头的工作方式来应付端面冒顶，其结果不仅降低了支架的承载能力，而且会进一步恶化顶板。而由于平衡千斤顶伸出量的限制，过大的顶梁抬头，又会造成大量支架平衡千斤顶和耳座的损坏。 2、即使支架闯过冒顶区，支架顶梁上的顶板也已破碎和出现空洞，支架无法支住顶板，自身的稳定性也很差，极易导致支架