綜采放頂煤工作面大落差斷層平推硬過經(jīng)驗介紹

楊存寶，王富平

（神華烏海能源路天礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海 016035）

綜采放頂煤工作面大落差斷層平推硬過經(jīng)驗介紹

楊存寶，王富平

（神華烏海能源路天礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海 016035）

路天礦業(yè)公司四采區(qū)1604綜放工作面，揭露一條落差為22m的正斷層，此斷層與工作面斜交，走向長度為440m，嚴重影響正?；夭伞榱松a(chǎn)順利進行和工作面少丟煤，采用了放震動炮的方法平推硬過，斷層上盤挑頂、下盤破底，遇破碎帶采用化學(xué)聚合物馬麗散加固頂板、煤壁，防止片幫、漏冒頂事故發(fā)生。

綜采；放頂煤；大落差斷層

1 1604工作面概況

1604工作面走向長1450 m，傾向長280 m，煤層厚度8.07 m，傾角8°～15°，f=2，選用綜合機械化放頂煤開采法，設(shè)計機采2.6 m，放頂5.47 m，采放比1∶2.1，頂煤通過礦壓自然垮落、自溜裝煤，全部垮落法管理頂板。根據(jù)地質(zhì)資料，工作面內(nèi)共有7條斷層，其中在回風(fēng)巷430 m處揭露F17斷層，此斷層將煤層完全斷開，嚴重影響回采。16號煤層直接頂為細砂巖，厚2.6 m，以石英為主；直接底為細砂巖，厚2.0m，以石英為主。

2 工作面的設(shè)備配置

工作面共裝189部液壓支架，其中ZFS5000/18.5/28型支撐掩護式放頂煤支架183部，ZFG5800/20/28型排頭支架6部（上下端頭各裝3部）。選用MG-300/700-1.1D雙滾筒采煤機落煤和裝煤，工作面前后各裝一部SGZ764/800型刮板輸送機，分別運輸采煤機截割落煤和放頂落煤。

3 過斷層方案的選擇

方案一：在斷層前方重開切眼，搬家跳采。若選擇此種方案時，工作面推進長度減少440m，損失煤量100萬t以上，造成大量的資源浪費和經(jīng)濟損失；并且還要投入更多的人力、物力、財力開掘切眼和搬遷工作面，又需耗費200萬元。再者，工作面處于斷層帶中，頂板破碎嚴重，回撤設(shè)備十分困難，安全無法保障。故此方案不可選取。

方案二：工作面遇巖石放震動炮，平推硬過。此方案較能完全回收斷層帶附近煤炭資源，提高了經(jīng)濟效益，節(jié)省了工作面搬遷費用，延長了回采年限，降低了安全風(fēng)險。其缺點是斷層帶頂板管理難度大，班班放炮，工作面推進速度慢。綜上所述，在經(jīng)濟技術(shù)、經(jīng)濟效益、可行性、安全方面進行綜合評比論證之后，決定1604工作面選用方案二。

4 過斷層的工藝

技術(shù)部門提前制定了過斷層安全技術(shù)措施，并按預(yù)測斷層落差變化情況，及時地調(diào)整工作面。參見圖1和圖2。

圖1 工作面平面圖

從Ⅰ—Ⅰ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進至765 m（取平均值）處，約在工作面81m處（54號支架）遇到F17正斷層（H=3.5m，傾角60°），此時斷層對回采稍有影響?；夭蛇^程中應(yīng)在斷層上盤適當(dāng)丟煤，下盤至機頭沿原煤層底板回采，不用爆破可通過。

圖2 工作面地質(zhì)

從Ⅱ—Ⅱ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進至827 m處，約在工作面115 m處（77號支架）揭露F17（H=7 m，傾角82°），此時斷層對回采有一定影響，在斷層上盤會揭露頂板；下盤底板揭露石頭，需爆破通過。此時工作面需破巖長度約17m，破巖高度2 m，并隨回采斷層會逐漸向機尾推進，破巖長度逐漸加長，工作面下半部煤層漸趨穩(wěn)定。

從Ⅲ—Ⅲ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進至903 m時，約在工作面180m處（120號支架）斷層落差接近13 m，此時破巖長度約73 m，破巖高度為全采高，并隨回采斷層會繼續(xù)向機尾推進，工作面下半部煤層漸趨穩(wěn)定。

從Ⅳ—Ⅳ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面回采至975m時，F(xiàn)17斷層落差大到18m，并隨回采上移到工作面240 m處（160號支架），此時工作面破巖長度最大達79m，破巖高度為全采高。隨著向前回采，破巖長度逐漸縮小，直至推至回風(fēng)巷430m處（爬上回風(fēng)巷大坡），將斷層帶全部推完。

過斷層期間，工作面緊追斷層下盤回采，當(dāng)落差變大時，適當(dāng)破底；斷層上盤破頂回采，同時根據(jù)技術(shù)科提供的地質(zhì)資料，掌握好上盤丟煤厚度，提刀仰采，使工作面上盤至機尾始終與回風(fēng)巷巷道“接軌”。若仰采角度過小，導(dǎo)致機尾標高低于回風(fēng)巷標高，上出口行人、通風(fēng)、運料困難；若仰采角度過大，導(dǎo)致機尾標高高于回風(fēng)巷標高，上出口除行人、通風(fēng)、運料困難外，最后一部支架底座有懸空傾倒的危險。

5 過斷層措施和注意問題

5.1 過斷層的措施保障

1）降低斷層帶采高：由于斷層落差變化較大，需及時調(diào)整工作面。斷層下盤緊追煤層底板回采，上盤爬坡，工作面局部地段仰采。為了防止片幫傷人和減小破巖量，根據(jù)機身高度（1450 mm）和支架的最小支護高度（1850 mm），同時考慮避免“壓死”支架的最小高度，確定斷層帶的最小采高調(diào)整為2 m為宜。

2）移超前架：F17斷層周圍派生小斷層極其發(fā)育，原生裂隙錯綜復(fù)雜，生產(chǎn)中追機移架，返空刀后及時移超前架支護頂板，有效地防止了垮幫漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。

3）放小炮震動法：工作面揭露巖石后，科學(xué)合理地布置炮眼，采用少裝藥放小炮進行震動預(yù)裂提前處理，即預(yù)裂深度能滿足機組截深（600 mm）即可。爆破后大大減少了截齒的使用量，同時用廢舊皮帶保護好支架等設(shè)備，防止崩壞。

4）注馬麗散加固煤壁頂板：根據(jù)實際情況，以45°的角度距底板1.5m向煤壁施工鉆孔，孔深10 m，間距6 m，采用注漿泵向鉆孔注入化學(xué)聚合物馬麗散，每孔注入1000kg。注入后，馬麗散能滲入、充填煤壁裂隙，起到膠結(jié)煤壁、頂板的作用，為生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件，避免了以往頂板破碎架前漏頂煤矸越過電纜槽甚至涌入架箱現(xiàn)象。

5）架前架順山棚維護頂板：遇頂板離層、垮幫而導(dǎo)致的支架前梁接頂不實或出現(xiàn)架前漏空現(xiàn)象，及時采用剎桿剎頂，并用圓木、單體支柱配合支架在架前架順山棚支護，并打好貼幫柱，有效地阻止了片幫范圍的擴大。

6）偽斜開采：設(shè)計工作面下行單向割煤，機尾割三角煤斜切進刀，單架順序移架，加之受斷層影響工作面煤層傾角變大，防止前部刮板輸送機大幅度下滑，采用了偽斜開采技術(shù)，使下端頭始終超前上端頭25m～30m回采?；仫L(fēng)巷斷層帶處巷道落差最高達到25 m（+1124 m±1099 m），最大坡度16°23′00″，機尾端頭支架安設(shè)防滑防倒裝置，并及時輔以人工調(diào)正架向，避免了支架傾倒、咬架、擠架現(xiàn)象，可使其支護狀態(tài)良好。

7）為了防止工作面前部刮板輸送機在自重作用下下滑，采用上行順序依次推移前部刮板輸送機，使輸送機的下滑量與推移輸送機時產(chǎn)生的向上分力抵消，從而保證其穩(wěn)定。

5.2 過斷層的注意問題

1）采取提刀方式減少割矸厚度時，注意：由俯采轉(zhuǎn)變?yōu)檠霾尚枰粋€過程，即俯采—平推—仰采。如果從俯采直接大幅度提刀，形成仰采趨勢，會導(dǎo)致支架導(dǎo)向桿無法正常伸出（被支架過橋壓?。?，前部輸送機無法推移到位，采煤機截深不夠，無法正常挑頂，形成惡性循環(huán)，影響工作面的正常推進。由此看出，當(dāng)遭遇地質(zhì)構(gòu)造需要進行提、臥刀時，需要首先考慮設(shè)備的配套適應(yīng)性；一般俯、仰角度在0°～15°范圍內(nèi)時設(shè)備都可適應(yīng)。2）避免在原地調(diào)整支架，要在動態(tài)過程中調(diào)整。3）一定要保持足夠的過機高度。如果采高過低，嚴重影響推進速度，勢必造成頂板的進一步惡化。4）斷層帶要順平底板，以防出現(xiàn)局部傾角較大（大于15°）造成支架歪斜。5）過斷層期間要調(diào)直工作面，尤其是斷層帶處不能甩后，防止工作面出現(xiàn)弧狀彎曲造成移架困難。

6 結(jié)論

過斷層期間采取了一系列措施，并嚴格控制了工作面仰采角度和上盤丟底高度，提前放震動炮預(yù)裂，挑頂破底，保證了工作面正常開采，減少了煤炭損失。過斷層期間仍取得了較好的經(jīng)濟指標，實踐證明，如果技術(shù)措施得當(dāng)，綜采放頂煤工作面過大斷層可取得較好的效益；同時也為綜采放頂煤工作面過大落差斷層積累了寶貴的經(jīng)驗。

Introduction of Passing High Fault in Fully-mechanized Top-coal Caving Face

YANG Cun-bao,WANG Fu-ping
(Lutian Mine,Shenhua Wuhai Engergy Group,Wuhai Inner Mongolia016035)

On No.1604 fully-mechanized caving face of the fourth area in Lutian Mining Co.,a normal fault with drop of22m (F17,north to south,and dig angle is82°)opened up.The fault is440m long and intersects obliquely with the mining face,which seriously affects working.To ensure production and to reduce coal loss,blasting tremor was used to pass the fault.Besides,to prevent and control side wall and roof falling,the researchers lifted the hanging wall of fault,broke the lower wall and reinforceed the roof and wall with Marithan when meeting with broken area.

fully-mechanized mining;top-coal;high fault

TD823.4+9

A

1672-5050（2011）03-0072-03

2010-10-21

楊存寶（1960—），男，內(nèi)蒙古人，本科，工程師，主要從事煤炭企業(yè)技術(shù)管理工作。

徐樹文