特殊条件下的采煤工艺.ppt

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1、特殊条件下的采煤工艺(一）工作面过断层工艺(二）工作面过陷落柱工艺授课人：张勇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

2、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。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

3、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、过断层方法过断层方法搬家跳采当工作面遇到落差和影响范围较大的垂直或斜交断层时，为躲避断层的影响，可在工作面断层前方重新开切眼

4、，将工作面设备搬至新切眼继续开采。开掘绕道当在工作面某一端遇到难以通过的断层时，可探明断层影响范围，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，或由小延长为大面，甩掉断层影响区域。放弃综采当工作面遇到影响范围广的大断层时，无法使用综采，可将其设备撤除，改为普采或炮采代替综采继续将工作面采完。直接硬过当断层落差小于工作面采高的2/3，其影响范围在30m以内，断层上下盘岩石的硬度系数f＜10时，在使用强力采煤机的条件下，或者采用松动爆破的辅助手段，可适当降低原工作面采高直接过断层。2、综采工作面处

5、理断层参考方案围岩条件断层类别影响因素处理断层参考方案断层落差（m）影响长度（m）断层位置f≤10平行断层＞采高大于20中、端部搬家跳采或绕道处理＜2/3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≤2/3采高＜20中部可直接硬过斜交断层＞2/3采高＞20中、端部搬家跳采或绕道处理＜1/2采高20-30中部可直接硬过f≤6平行断层＞2/3采高＞30中部放弃综采或搬家跳采≤1/2采高＜30中、端部可直接硬过垂直断层＞支架支撑上限＞30中、端部重新划分工作面开采≤2＜30中部可直接

6、硬过斜交断层＞采高＞30中、端部搬家跳采或绕道处理＜2＜30端部可直接硬过＜2/3采高20-30中部可直接硬过注：1、厚煤层分层开采过断层时，按断层落差与煤层厚度的比列，降低分层采高和层数，直接通过工作面断层；2、影响长度指断层在工作面的暴露长度；3、围岩条件可视为两类，即坚硬顶板条件和中等以下条件。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

7、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

8、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