淺談大興煤礦采煤工作面過(guò)斷層的方法

王永順WANG Yong-shun；崔加利CUI Jia-li

（棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司，棗莊 277310）

（Zaozhuang Daxing Mining Co.，Ltd.，Zaozhuang 277310，China）

0 引言

棗莊市大興煤礦隸屬山東泉興能源有限公司，礦井于1999 年開工建設(shè)，2004 年11 月正式生產(chǎn)。2005 年大興煤礦改制為棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30 萬(wàn)噸/年，核定能力為45 萬(wàn)噸/年。礦井煤系地層為二迭系山西組，主采煤層為2 煤、3 煤；煤層牌號(hào)為氣煤、天然焦。本文擬以大興煤礦炮采工作面實(shí)際所過(guò)幾種斷層的技術(shù)實(shí)踐為例淺析工作面過(guò)斷層的方法。

1 斷層對(duì)施工的影響

在煤礦的采掘工作面施工過(guò)程中，斷層是造成工作面頂板巖層破碎的一項(xiàng)重要因素。特別是隨著回采工作面的開采推進(jìn)，工作面煤層與周圍圍巖相對(duì)穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)遭到破壞，斷層落差越大，煤層周圍構(gòu)造裂隙越發(fā)達(dá)，巖性破壞越嚴(yán)重。采煤工作面開采過(guò)程中，遇到斷層后多會(huì)出現(xiàn)煤層頂板破碎、傾角變化、煤層變軟等現(xiàn)象，容易發(fā)生冒頂事故，如果斷層具有導(dǎo)水性還會(huì)出現(xiàn)淋水增大等現(xiàn)象，甚至可能會(huì)發(fā)生透水事故，這些事故不僅影響著工作面的安全生產(chǎn)，而且還會(huì)嚴(yán)重威脅著人身安全。大興煤礦近年來(lái)在施工過(guò)程中根據(jù)不同性質(zhì)的斷層分別采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，保證了工作面施工過(guò)程中過(guò)斷層時(shí)的安全生產(chǎn)。

2 工作面過(guò)不同斷層類型實(shí)踐

在生產(chǎn)過(guò)程中所揭露的斷層面與工作面的夾角多呈銳角，即通常所稱斜交斷層，在工作面回采過(guò)程中最常揭露的就是斜交斷層，經(jīng)開采實(shí)踐斜交斷層對(duì)采煤工作面的影響和斷層與工作面的夾角成反比，即斷層面與工作面的夾角越小，斷層面在回采工作面揭露的面積越大，對(duì)回采工作面的影響也就越大，頂板越不容易控制，越容易影響工作面的安全回采。

2.1 工作面過(guò)斜交斷層實(shí)踐

2.1.1 適當(dāng)?shù)恼{(diào)采 適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)采是工作面過(guò)斷層比較常用的方法，在大興煤礦采煤工作面所揭露斷層多數(shù)與工作面呈斜交，過(guò)斷層時(shí)先要根據(jù)斷層揭露情況初步判斷斷層產(chǎn)狀，分析工作面與斷層走向的夾角關(guān)系，如果斷層線與煤壁夾角太小，斷層破碎帶揭露面積就越大，頂板管理越困難，通常的做法是調(diào)整工作面回采方向，最好保持夾角在30°左右之間，以盡可能減少工作面推進(jìn)時(shí)受斷層影響所揭露的工作面長(zhǎng)度。調(diào)整工作面回采方向即調(diào)采期間一定要嚴(yán)格掌握支護(hù)強(qiáng)度，確保工程質(zhì)量；同時(shí)要確定合理的接茬位置及壓茬方式。

2.1.2 臥底或挑頂 根據(jù)斷層的落差大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐P底、挑頂也是一種比較實(shí)用的過(guò)斷層方式。強(qiáng)過(guò)斷層時(shí)，要根據(jù)頂、底板的巖性強(qiáng)度、斷層的產(chǎn)狀，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶繇敾蚺P底。如圖1 所示，這種臥底或挑頂?shù)膹?qiáng)過(guò)方法可以使工作面的底板坡度能夠平穩(wěn)過(guò)渡。這種臥底或挑頂?shù)姆椒ㄔ诖笈d煤礦采煤工作面過(guò)斷層時(shí)經(jīng)常用到。

2.1.3 重開切眼 當(dāng)遇到斷層落差較大，影響范圍較廣（走向長(zhǎng)，破碎帶寬）的情況，要利用巷探探明斷層落差大小影響范圍，然后再利用另開工作面切眼的方式過(guò)斷層。

2.1.4 其它方式 如果采用臥底過(guò)斷層，一般會(huì)留有頂煤，留頂煤處一定要?jiǎng)x緊背嚴(yán)。如頂煤松軟留不住，也采取先打超前托梁，然后進(jìn)一步支護(hù)。

2.2 工作面過(guò)傾向斷層 傾向斷層在大興礦工作面回采時(shí)較為少見，傾向斷層在工作面揭露的面積較大，當(dāng)工作面推采到斷層附近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)工作面頂板下沉速度增加、煤炮增多、煤壁片幫嚴(yán)重、壓力增大等壓力明顯顯現(xiàn)現(xiàn)象。這時(shí)在推采方式選擇上，不論是正斷層還是逆斷層，由斷層的上升盤向斷層的下降盤推采較為有利，推采時(shí)頂板易于控制。一要加強(qiáng)斷層處頂板應(yīng)超前維護(hù)，如圖2 所示。斷層附近區(qū)域應(yīng)超前處理，不能影響工作面正?；夭?，處理斷層要多打眼、打淺眼，少裝藥，放小炮，斷層區(qū)域附近不得放大炮。二要合理確定放頂步距。當(dāng)傾向斷層與工作面基本平行時(shí)，在已揭露出煤壁階段，不方便進(jìn)行正常的回柱放頂工作，此時(shí)應(yīng)在斷層帶范圍內(nèi)擴(kuò)大控頂距，待斷層進(jìn)入采空區(qū)一側(cè)后選擇一次性回收斷層外側(cè)支柱。

圖2 超前處理斷層的支護(hù)

2.3 工作面過(guò)走向斷層 大興煤礦在炮采工作面回采過(guò)程中遇到的走向斷層較少，工作面在回采推進(jìn)時(shí)遇到走向斷層，如果斷層在工作面揭露的面積范圍較小可直接強(qiáng)過(guò)即可。

2.4 過(guò)斷層需要選擇合適的支護(hù)方式 不論過(guò)何種形式的斷層，必須根據(jù)斷層性質(zhì)結(jié)合工作面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選擇采取不同的支護(hù)方式，“適合的就是最好的”。本著加強(qiáng)支護(hù)，強(qiáng)化頂板管理的原則就一定能確保安全過(guò)斷層。

3 結(jié)論

采煤工作面過(guò)斷層是一件非常普遍的事情，但同時(shí)也是比較復(fù)雜的工程，在實(shí)際的工作面開采過(guò)程中，有時(shí)并不是只采用一種方法，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)揭露的斷層情況，準(zhǔn)確判斷出斷層的性質(zhì)和產(chǎn)狀，然后采取一種或者幾種方法聯(lián)合過(guò)斷層，以便確保工作面過(guò)斷層時(shí)的安全生產(chǎn)。

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