綜采工作面過較大斷層技術(shù)實(shí)踐

文/趙海波

利用先進(jìn)的頂板控制技術(shù)手段，直接通過落差5m的較大斷層，達(dá)到安全高效的施工目的，是擺在唐山開灤林西礦的一項(xiàng)技術(shù)難題。通過反復(fù)研究論證，林西礦確定了一套成功的方法，在1771中工作面采用綜合頂板控制技術(shù)，直接推采和提前掘巷通過了3~5m落差的正斷層，保證了安全高效施工，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、工作面狀況

1771中工作面位于林西礦1700采區(qū)東翼，該面位于6、7煤層分合區(qū)，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含一層夾石厚度0.2～1.7m，其巖性為炭質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖。煤層傾角 22°～37°，煤層厚度 1.5～4.8m，平均厚度3.4m。直接頂為細(xì)砂巖，老頂為粉砂巖，直接底為粉砂質(zhì)泥巖。

工作面沿煤層走向布置，傾斜長80m，走向長710m，平均采高2.8m，工作面使用MG-200/500采煤機(jī)落煤，使用ZY3200-13/32型液壓支架。工作面輸送機(jī)使用SGD-730/320型。

在距邊眼下運(yùn)道390m，上風(fēng)道410m處遇一條落 3.0～5.5m 的正斷層，傾角 56°，走向 113°，傾向23°。斷層交面線與采面交角較小，采面幾乎與斷層正面相遇。

二、過斷層方案選擇

第一種方案是工作面進(jìn)行爆破掘巖法直接過斷層，即在工作面遇斷層面處合理調(diào)坡及順坡，預(yù)計(jì)工期1個(gè)半月；第二種方案是在斷層處重開切眼，工作面進(jìn)行搬家，預(yù)計(jì)工期2個(gè)月。

對兩種方案經(jīng)過技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上及安全上對比論證，根據(jù)公司采掘銜接緊張的實(shí)際情況，煤炭儲量短缺，具備多年的頂板控制經(jīng)驗(yàn)和一定的技術(shù)支撐，認(rèn)為第一種方案省工期，不留煤柱，沒有浪費(fèi)資源，可提高回收率，多出煤1.5萬噸。第二種方案需要對支架及設(shè)備拆卸及安裝，需投入很大的人力、物力，并予掘80m切眼，僅搬家費(fèi)用40萬元，從經(jīng)濟(jì)效益上看，不停產(chǎn)多出煤1.5萬噸，創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益940萬元。

綜上所述，第一種方案具有省時(shí)、省力、高效等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以選擇爆破掘巖法過斷層。

三、過斷層工藝

1.過斷層的定坡?；夭善陂g由于工作面尾部先通過斷層，且上風(fēng)道處落差3.0m，因此根據(jù)斷層性質(zhì)、落差情況，在保證尾部與上巷巖石段正常搭接情況下，工作面進(jìn)行挑頂（下部留底煤）施工，將采面巖石段定坡為10°～12°，這樣當(dāng)工作面推至斷層面時(shí)，采面巖石段長度約為10m，隨工作面推進(jìn)，巖石段逐漸下移，每進(jìn)一個(gè)循環(huán)0.6m，巖石段下移10m，變坡時(shí)變坡點(diǎn)要接茬平緩，以保證支架平穩(wěn)、溜子順平順直好使。

隨著回采過程中斷層與工作面相交，煤壁處出現(xiàn)巖石，需放炮處理。為減少出巖量和保證支架的穩(wěn)定性，采高控制在2.0～2.2m，保證相交處上下各有5～10組架子與上下方緩慢過渡，溜子順平順直。

2.采面支架使用可伸縮頂梁支架，在過斷層時(shí)采煤機(jī)割煤后能及時(shí)支護(hù)頂板，有效地控制頂板冒落。另外，支架帶有調(diào)底油缸，每推進(jìn)一刀，架子順坡抬腳。保證架子順坡推移。

3.采用化學(xué)聚合加固技術(shù)防漏、冒頂片幫事故，為過斷層破碎帶提供了安全保障；液充錨桿防片幫技術(shù)，也能有效地控制煤壁片幫，防止片幫造成的支架端面距加大，控制空頂距內(nèi)頂板冒落，使工作面順利過斷層。

頂幫注化學(xué)劑（馬利散）有效地加固和密封處理頂板破碎和煤壁裂隙。其生產(chǎn)工藝流程為：在煤壁破碎區(qū)架前打眼→下注射管→下封孔器→注漿。 注漿孔眼深 4～5m，仰角 25°～30°，眼距 2～4m。封孔深度1.5m，注漿量以泵升壓到2MPa左右為準(zhǔn)，一般每孔注漿50～150kg。

液充鐵錨桿進(jìn)行護(hù)幫技術(shù)：利用煤電鉆垂直要片幫煤壁打鉆，距支架梁0.2～0.3m,必要時(shí)打雙排，第二排距梁0.8～1.0m。液充錨桿規(guī)格：3000×30mm空心卷鋼材。將液充錨桿插入孔內(nèi)，將注液裝置與桿體尾端連接，向桿體注入乳化液，使桿體脹開，對煤體進(jìn)行擠壓加固起到護(hù)幫、支撐頂板的作用。

4.下運(yùn)道設(shè)置矸石窖，工作面過斷層巖墻時(shí)，大塊矸石運(yùn)至窖內(nèi)，這樣直接進(jìn)行煤巖分離，避免了矸石上井，有利于提高煤質(zhì)。

5.巖石爆破采用毫秒爆破工藝，使得一次爆破長度達(dá)到3～4m，可減少爆破時(shí)間，縮短巖掘過斷層工藝流程時(shí)間；同時(shí)使用擋矸簾、皮帶進(jìn)行防崩支架及防矸石進(jìn)入架間行人道，可完好保護(hù)支架和大量減少清理架箱的矸石。

通過采取上述工藝，經(jīng)過努力，歷時(shí)45天，過斷層會戰(zhàn)圓滿結(jié)束，該隊(duì)完成產(chǎn)量1.5萬噸。說明采取上述工藝過斷層基本上對生產(chǎn)影響不大。這次過斷層的技術(shù)方案是成功的，為今后綜采設(shè)計(jì)大塊段、大儲量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為高產(chǎn)高效工作面中遇斷層的處理積累了寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

四、應(yīng)注意的問題

1.過斷層的合理調(diào)坡和順坡，以減少巖量，并保證溜子好使及支架的穩(wěn)定性。從而縮短過斷層的時(shí)間和過斷層的安全。

2.過斷層期間，架子要保證完好，不出現(xiàn)自動卸載現(xiàn)象，否則不易控制頂板。機(jī)組割完煤后，要及時(shí)拉架，滾筒過后伸縮梁馬上前伸，防止頂板破碎冒頂。

3.出現(xiàn)頂幫過于破碎，及時(shí)采取特殊維護(hù)措施。對硬幫煤壁打設(shè)液充錨桿非常必要，能有效地控制煤壁片幫，從而預(yù)防了煤壁片幫后頂板冒落事故的發(fā)生。液充錨桿的打設(shè)要及時(shí)，不要在冒頂后再打。同時(shí)視煤壁情況眼距控制在1m以內(nèi)最好。幫錨桿打設(shè)各個(gè)循環(huán)要有交叉現(xiàn)象，即每打一次幫錨夠五個(gè)循環(huán)，而在采煤機(jī)割完四個(gè)循環(huán)時(shí)要及時(shí)打下一排幫錨。馬利散能有效地加固和密封處理頂板破碎和煤巖幫裂隙，能有效控制漏冒頂和片幫，頂幫出現(xiàn)隱患，要及時(shí)使用，以免出現(xiàn)大冒頂，難以治理。

4.巖掘采用毫秒爆破工藝，要根據(jù)巖性合理布置炮眼排間距及控制裝藥量，以保證一次爆破長度的爆破效果和防止對擋矸簾的損壞，以達(dá)到減少爆破時(shí)間，縮短工藝流程時(shí)間。打巖眼要使用2～3臺鑿巖機(jī)同時(shí)打眼，以縮短巖掘時(shí)間。

五、技術(shù)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益情況

林西礦綜采工作面使用可伸縮頂梁支架能夠及時(shí)支護(hù)頂板，同時(shí)采取注馬利散、液充錨桿防片幫技術(shù)有效控制冒頂片幫，采取合理調(diào)坡拉底挑頂方法，使綜采面完全順利采過斷層，擴(kuò)大了綜采面儲量，減少了搬家次數(shù)，達(dá)到了提高單產(chǎn)、降低成本的目的。經(jīng)濟(jì)效益方面：減少綜采工作面一次搬家費(fèi)用40萬元，少掘一個(gè)80m、斷面18m2的巷道，費(fèi)用42萬元；少停產(chǎn)1個(gè)半月，多出煤1.5萬噸，直接經(jīng)濟(jì)效益982萬元，且減少煤炭損失1.5萬噸，效益亦很可觀，為今后采面利用大功率采煤機(jī)直接過斷層打下了基礎(chǔ)。