高應力綜采工作面過斷層沿空留巷技術研究與實踐

摘要：根據(jù)鄂莊煤礦6403工作面地質(zhì)條件，以提高工作面單產(chǎn)為目標，優(yōu)化開采方案，合理組織，科學施工，達到了預期的目的。

關鍵詞：深部 過斷層 沿空留巷 研究與實踐

0 引言

新汶礦業(yè)集團鄂莊煤礦于1982年7月正式投產(chǎn)，年產(chǎn)90萬噸；現(xiàn)有-300、-530兩個水平，深部開采地質(zhì)構(gòu)造復雜，地壓大，影響工作面單產(chǎn)水平的提高，成為制約礦井發(fā)展的瓶頸。為減小地質(zhì)構(gòu)造對工作面的開采影響，弱化深部地質(zhì)構(gòu)造附近應力集中區(qū)影響，在-530水平6403綜采工作面過地質(zhì)構(gòu)造期間進行了后維護沿空留巷課題的研究。

1 工作面概況

1.1 工作面狀況 6403工作面走向長度1465m，傾斜長度132m，工作面傾角5°，煤厚1.8m，工業(yè)儲量47.7wt，地質(zhì)儲量45.3wt。

1.2 影響工作面開采地質(zhì)構(gòu)造 褶曲：6403工作面位于萊城向斜構(gòu)造軸部及南北兩翼，自西向東由345°轉(zhuǎn)為60°，剖面為寬緩的波浪狀，總體中部高兩端低。該區(qū)萊城向斜構(gòu)造形成過程中局部伴生次級褶曲，西部煤巖層走向53°左右，傾向143°左右，東部形成構(gòu)造盆地。煤巖層傾角西部切眼位置15°，中部較大范圍產(chǎn)狀平緩，東部傾角5°，總體平均傾角8°。

斷層：根據(jù)6403工作面軌道巷、運輸巷、切眼掘進已揭露的地質(zhì)構(gòu)造情況來看，本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件較簡單，受萊城向斜擠壓拉伸作用影響，北西向的小斷層和緩傾斜層滑構(gòu)造零星發(fā)育，造成局部煤巖層破碎、煤層變薄，主要影響工作面生產(chǎn)的為f3、f7號斷層。

2 工作面采煤工藝

采用走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板，采用MG180/435-W型雙滾筒無鏈液壓牽引采煤機落煤、裝煤，SGD630/264W型刮板輸送機運煤，采用ZY3200/09/21型支架支護頂板。

3 后維護沿空留巷工藝

工作面溜尾推采揭露f4、f5斷層后，根據(jù)工作面揭露斷層傾斜寬度，將工作面刮板輸送機機尾上縮，上縮段長度控制在4.5m～6.0m，將上縮段控頂區(qū)域內(nèi)綜采撤除支架3～4個；然后對上縮段進行后維護沿空留巷的方式進行推采，沿空留巷巷道寬度2.6m，高度1.8m，采用DZ系列單體液壓支柱配HDJA-1000型金屬鉸接頂梁支護頂板。

3.1 上縮段控頂區(qū)域內(nèi)綜采支架回撤頂板加固方式 上縮段支架移至距回撤范圍內(nèi)停采線4.2m時，工作面每推進1m，沿傾向在頂板施工一排錨桿+W鋼帶+網(wǎng)支護。當液壓支架頂梁前端壓住第二排鋼帶時，支架停止移動。工作面推進4.2m（生產(chǎn)七循環(huán)），施工五排錨桿+W鋼帶+網(wǎng)支護，錨桿間、排距0.8m×1.0m。期間貼第三排鋼帶老空側(cè)及第四、五排鋼帶中間按傾向間距2.0m補打兩排錨索加強支護。頂板支護完第五排錨桿后，工作面煤壁側(cè)按間距不大于2.0m帶帽支設一排貼幫支柱。錨桿采用金屬全螺紋（20MnSi）鋼等強錨桿，直徑為20mm，長度為2000mm，每根錨桿均用2塊樹脂錨固劑固定，錨固長度不小于700mm，直徑28mm，長330mm；托盤為120×120×

10mm方形球墨鑄鐵托盤；W鋼帶型號：BHW-240-3.00，長2.4m；W鋼帶片：400×280mm。塑料雙抗網(wǎng)規(guī)格：長×寬=6000×1200mm。

3.2 上縮段后維護沿空留巷支護及施工工藝 后維護推采過程中，刮板輸送機機尾處始終保持移溜后兩個超前機窩，機窩寬度不小于2.4m，高度不低于1.8m。機窩支護：沿走向段距上幫2.4m范圍內(nèi)支設三排單體支柱配HDJA-1000型金屬鉸接頂梁，聯(lián)合錨網(wǎng)（塑料雙抗網(wǎng)）帶進行支護頂板，三排柱梁支護規(guī)格為：下幫一排距第二排1.2m，中間和下幫一排排距1.0m，作為人行道。頂板及巷幫鋪設塑料雙抗網(wǎng)，在每條頂梁上方按傾向放兩根錨桿，將塑料雙抗網(wǎng)挑在頂板上。

后維護段若頂板破碎或壓力集中時，頂板采用錨桿+金屬菱形網(wǎng)+W鋼網(wǎng)帶片加強支護，錨桿間排距：1.0m×1.0m；沿空留巷下幫補打護幫錨桿加強支護，錨桿間排距為：0.8×1.0m。沿空留巷自工作面最下端一個支架后方開始，采用尼龍袋裝矸石壘砌，壘砌矸石帶寬度1.0m，形成采空區(qū)側(cè)護巷巷幫，并作為沿空留巷巷道的上幫邊界。矸石袋采用“積木”式進行壘砌，上邊矸石袋壓放在下邊矸石袋兩袋之間。交叉壘砌，保證其穩(wěn)定性和牢固性。并保證與上一循環(huán)的矸石袋嚴密接實，不得出現(xiàn)大的相通的死角空隙。

4 后維護沿空留巷支護效果及瓦斯防控效果檢驗

6403綜采工作面過斷層期間共計沿空留巷183m，其中過f4斷層沿空留巷81m，過f5斷層沿空留巷102m，沿空留巷段采取了錨桿、單體液壓支柱等主動支護形式，滿足了老頂劇烈運動期間的圍巖控制要求；同時矸石帶充填護巷巷壁強度較高，有效的支撐了來自采空區(qū)冒落矸石的側(cè)向沖擊力和采空區(qū)巖層緩慢沉降期間的應力，弱化了地質(zhì)構(gòu)造附近開采地應力的影響，減輕了巷內(nèi)支護所承受的載荷，巷道整體狀況良好。根據(jù)礦壓觀測資料證實，沿空留巷頂?shù)装?、兩幫最大移近量分別為174mm、226mm，未出現(xiàn)頂板離層、破碎、漏頂?shù)痊F(xiàn)象。同時，矸石帶“積木”式疊加壘砌，有效的防止了采空區(qū)瓦斯及有害氣體逸出和煤層自燃。

5 結(jié)束語

深部高應力集中區(qū)綜合機械化采煤工作面過斷層沿空留巷技術研究與應用成功，為我礦下一步相同地質(zhì)條件下開采積累了成功經(jīng)驗，為礦井的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

參考文獻：

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