地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)發(fā)展綜采技術(shù)的經(jīng)驗和做法

徐文海

(龍煤集團七臺河分公司 龍湖煤礦五采區(qū)二井，黑龍江 七臺河154600)

1 簡介

綜采采煤工藝是我國井工煤礦開采技術(shù)的發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)高效、安全、勞動強度小、工作環(huán)境好的優(yōu)點。我局塘內(nèi)煤礦、保群煤礦率先使用了綜采采煤工藝，使用膠帶輸送機運輸，綜合掘進機掘進，實現(xiàn)了礦井采掘運機械化、安全監(jiān)控信息化、井下作業(yè)現(xiàn)場安全質(zhì)量標準化，創(chuàng)造了在廣西地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜的煤層地質(zhì)條件下使用綜采工藝的奇跡，填補了我局在綜采開采技術(shù)領(lǐng)域的空白，使我局產(chǎn)量產(chǎn)能大幅度提升，經(jīng)濟效益穩(wěn)步提高，有效遏制了跑車、大面積冒頂?shù)戎卮蟀踩a(chǎn)事故的發(fā)生。 礦井位于百色煤田向斜南翼中段的中部及東部，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，薄及中厚煤層，煤層變化大，斷層多，頂?shù)装逅绍?，多為泥巖或炭質(zhì)泥巖，屬軟弱巖石，移架推進即垮落，且巷道底板遇水極易膨脹、底鼓。

2 受斷層影響時綜采工作面的布置及技術(shù)措施

2.1 合理布置和選擇綜采工作面的傾斜長度、走向長度及回采工藝

2.1.1 由于工作面開采范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育，且斷層多屬東西走向的正斷層，對已經(jīng)探明或揭露的斷層，綜采工作面走向盡可能沿著斷層走向布置， 且斷層保護留設(shè)煤柱要適當增加50～60 米，一般情況下留設(shè)70～80 米斷層保護煤柱，以避免因斷層走向偏移而影響整個工作面的布置，增加了綜采工作面開采的難度。 為避免浪費煤炭資源，斷層邊界所留設(shè)的煤柱以及三角煤柱再布置高檔普采工作面進行回收煤炭資源。

2.1.2 根據(jù)礦井井型及運輸設(shè)備（主要是刮板運輸機）的運輸能力以及礦井地質(zhì)條件的因素，合理選擇綜采工作面的長度，對提高綜采工作面單產(chǎn)， 避開斷層的影響具有重要意義。 我局的煤層厚度大都在1.3～3.0 米之間，平均厚度1.8 米，綜采工作面傾斜長度取120～180 米之間，才能夠發(fā)揮采煤機械化的機械效率，并能夠降低巷道的掘進率；若工作面傾斜長度過長，設(shè)備能力不配套會適得其反，而且工作面越長，工作面內(nèi)出現(xiàn)小斷層小褶曲的可能性也增多，也會使月推進度下降， 推采進度下降會導(dǎo)致采面老頂周期來壓更加明顯或壓力超前，對綜采工作面的頂板支護和液壓支架維護越加困難。因此根據(jù)現(xiàn)有的運輸設(shè)備條件和地質(zhì)條件，我局的綜采工作面傾斜寬度普遍選擇150 米的寬度，走向長度則根據(jù)井田一翼的走向長度以及是否受大斷層大構(gòu)造的影響，一般在1000～2000 米較優(yōu)，以減少工作面搬家的次數(shù)，提高工作面單產(chǎn)及經(jīng)濟效益。

2.1.3 對傾斜寬度小于100 米的工作面或者三角煤柱的開采，考慮到綜采工作面的頻繁搬家和安裝，不利于出煤的連續(xù)性，礦井采用單體液壓支柱進行支護高檔普采方式進行回采，高檔普采工作面對地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的煤層地質(zhì)條件適應(yīng)能力更強，工作面傾斜長度可以根據(jù)地質(zhì)條件加大或者縮短，也可以采用旋轉(zhuǎn)式開采法（有計劃地使刮板輸送機機頭超前或者刮板輸送機機尾滯后推進等），適應(yīng)性很強，所以在開采邊角煤柱時常常采用高檔普采工藝。

2.2 綜采工作面內(nèi)遇到小斷層的技術(shù)措施

往往我們在掘進準備巷道過程中并未揭露遇到小斷層、 小構(gòu)造，但在綜采工作面推進過程中會突然出現(xiàn)一些斷層或褶曲， 保群煤礦1201 綜采工作面中間所揭露的斷層有3 條， 落差在0.8 米、1.5 米、2米，斷層走向長度在30 米～80 米不等，而且是斜交于工作面走向，因為巖層較軟巖，這種斜交于工作面的小斷層對采煤機的切割和正常推進沒有多大影響，但對綜采面的煤質(zhì)管理及頂板管理非常不利。

2.2.1 首先在南方這種構(gòu)造復(fù)雜的礦井，在采煤機選型時要考慮采用功率大、破巖能力強的采煤機，我局在用的是MG375－AW 型采煤機，基本能夠滿足要求。

2.2.2 如果斷層落差較小，小于3 米的，可以強行通過，適當降低采高，減少矸石采出量，以利于煤質(zhì)的管理。 但采高要保持一定的高度（1.5～1.6 米，根據(jù)液壓支架的伸縮量），不能過低，過低有可能會壓死支架。 若斷層落差達到5 米以上，采用強行通過，則采煤機配件損壞多，維修費用高，而且推采進度很慢，百色礦務(wù)局東懷煤礦一綜采工作面因為碰到落差達9 米的斷層， 利用將近3 個月時間才能強行通過，所以落差較大時（大于5 米）應(yīng)考慮另開切眼，重新安裝綜采面。

2.2.3 也可采用輔助爆破破巖，以減少巖石對采煤機截齒的磨損。 為了確保放炮安全，需制定工作面過斷層破巖段爆破管理制度，在放炮后，必須在現(xiàn)場進行查看，最后確認無瞎炮或瞎炮處理好后，方可開始采用采煤機割巖；要求現(xiàn)場交接班，必須由兩個班的放炮員及班組長在現(xiàn)場將炮眼數(shù)量、位置及放炮情況共同進行清點，并在交接班記錄上一一記錄清楚。 另外爆破極易損壞液壓支架的電液控制屏和電磁閥。 為此，在放炮時除了在煤幫吊掛廢舊皮帶或鋼板遮擋住飛出的矸石，防止損壞支架。

2.3 綜采工作面遇到斷層煤層傾角變大時支架的防倒技術(shù)措施

2.3.1 防倒措施

由于井田內(nèi)煤層傾角變化較大，需附加專用防倒裝置主要用于機頭排頭支架，可利用斜拉式防倒裝置、即將防倒千斤頂用圓環(huán)鏈和連接卡連接于排頭第一架支架頂梁和第二支架底座之間，在工作面中部支架間隔一定步距也設(shè)斜拉式防倒裝置。

2.3.2 防滑

工作面支架防滑的關(guān)鍵在機頭排頭支架，工作面機頭排頭支架的防滑裝置是主要防滑，中部支架的防滑裝置是輔助防滑裝置。

1）機頭排頭支架的防滑裝置

前調(diào)千斤頂設(shè)于第一架和第二架、第二架和第三架支架底座的前部，利用千斤頂?shù)睦蛲屏φ{(diào)架，防止底座前部下滑，后調(diào)千斤頂安設(shè)在第一架支架底座的下側(cè)， 連接千斤頂活塞的圓環(huán)鏈通過轉(zhuǎn)向90°的導(dǎo)鏈筒引到第三架底座后部連接底座，收縮后調(diào)千斤頂（第一架卸載時），便可將第一架支架向傾斜上方調(diào)整。

2）當煤層傾角大于20°，加設(shè)工作面中部支架的防滑裝置，工作面中部支架容易下滑的是支架底座后部，因此在每架支架底座的后側(cè)安設(shè)底調(diào)千斤頂，但為防止底調(diào)千斤頂在移架時蹩壞，要求液壓控制系統(tǒng)在移架的同時自動收回底調(diào)千斤頂。