綜采工作面過大斷層開采技術(shù)研究

朱少剛

摘 要：綜采工作面遇10m以上大斷層時(shí)，考慮到安全、煤質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益等各方面因素，往往采取跳采方式。但朱仙莊煤礦是煤與瓦斯雙突礦井，在開采煤層群時(shí)，優(yōu)先選擇開采保護(hù)層作為防治突出措施，因此，為了避免保護(hù)層開采工作面跳采過大斷層，造成工作面采空區(qū)留有煤柱，保護(hù)層開采綜采工作面不得不強(qiáng)行推過工作面內(nèi)10m以上的大斷層。朱仙莊礦II1051工作面是礦井10煤層II5采區(qū)首采工作面，工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，最大斷層落差達(dá)到12m，通過采取工作面開采前的前期論證、開采時(shí)過斷層前的組織準(zhǔn)備與過斷層時(shí)的精心組織，工作面順利推過落差12m米的大斷層，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：保護(hù)層開采、綜采工作面、過大斷層技術(shù)

1 工程概述：

II1051工作面位于II5采區(qū)一區(qū)段，是II5采區(qū)首采工作面。II1051工作面走向長(zhǎng)達(dá)1256m，傾斜長(zhǎng)137m，工作面標(biāo)高-442～-510m，煤層厚度1.5～2.5m，平均煤厚2.5m，工作面地質(zhì)儲(chǔ)量60萬噸，可采儲(chǔ)量57萬噸。煤層傾角為10～ 21°，平均16°，煤層普氏系數(shù) 1.13，煤層自燃發(fā)火期1～3個(gè)月。工作面頂?shù)装迩闆r見表1，

II1051工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，工作面在施工風(fēng)、機(jī)巷及切眼過程中共揭露大小斷層46條，落差最小為0.6m， 最大為12m。其中F5、F5-3、Ⅱ1051fF2、F5-1四條大斷層斜穿工作面外段，Ⅱ1051JF16、F5-2-1、Ⅱ1051JF20三條大斷層斜穿工作面里段，對(duì)回采影響較大，其余的對(duì)回采有一定的影響。斷層走向與工作面走向近似垂直，煤層落差是工作面采高的5倍。其中，F(xiàn)5-1斷層落差達(dá)到12.0m，對(duì)生產(chǎn)影響很大。

2 過斷層技術(shù)：

2.1 過斷層方法選擇

采煤工作面過斷層方法的確定，由于II1051工作面是保護(hù)層工作面，通過回采10煤層工作面作為8煤層下保護(hù)層開采，保護(hù)層工作面不能跳采過大斷層，因此，必須必須采取強(qiáng)推硬過的方法強(qiáng)行推過斷層，不存在跳采。

根據(jù)II1051工作面地質(zhì)情況，強(qiáng)行推過過斷層方法分為破頂板過斷層和破底板過斷層，方法的選擇主要是工作面煤層頂?shù)装鍘r性確定，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的難易程度，一般都選擇巖石較軟的地方通過；II1051工作面直接頂普式系數(shù)7.0，而直接底普式系數(shù)只有3.0，顯然頂板要比底板堅(jiān)硬，同時(shí)考慮工作面兩巷實(shí)際情況，對(duì)工作面兩巷的施工安全以及實(shí)際操作進(jìn)行比較，最后選擇最優(yōu)方案為工作面破底板過斷層。

2.2 工作面主要裝備選擇：

考慮到工作面過斷層的需要，II1051工作面主要設(shè)備配置： ZY6800-17/36A型液壓支架；MG-550/1380WD型采煤機(jī)；SGZ-800/800型刮板輸送機(jī)；SZZ-830/315型轉(zhuǎn)載機(jī)； PLM-2000型破碎機(jī)。

①工作面設(shè)備選型選用MG-550/1380WD型采煤機(jī)，與我礦綜放工作面相比，大大提高了采煤機(jī)的功率，特別是加大了采煤機(jī)截割能力，采煤機(jī)截割部功率為達(dá)到1000kW， 保證了工作面過斷層時(shí)能有效切割底板巖石。②選用ZY6800-17/36A型液壓支架，支架初撐力為5229kN， 工作阻力6800 kN， 能有效支護(hù)頂板；同時(shí)為了為適應(yīng)工作面仰俯采要求，支架伸縮梁行程達(dá)到800mm，比綜放工作面伸縮梁增加200mm，頂梁側(cè)護(hù)板可延伸到頂梁前端，使整個(gè)工作面全封閉，能有效防止工作面煤壁片幫。③工作面破碎機(jī)選用PLM-2000型，加大了破碎功率，能有效破碎工作面采下的大塊矸石。

綜采設(shè)備經(jīng)過II1051工作面過大斷層實(shí)踐檢驗(yàn)，確認(rèn)設(shè)備選型能夠滿足綜采工作面過大斷層要求，II1051工作面過斷層期間，綜采工作面主要設(shè)備未出現(xiàn)較大影響生產(chǎn)現(xiàn)象。

2.3 過斷層技術(shù)

（1）合理調(diào)整工作面甩采角度，減緩斷層揭露速度。

由于工作面斷層走向不規(guī)則，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，II1051工作面主要斷層多首先在風(fēng)巷揭露，為了避免大面積揭露斷層，造成工作面大面積采全巖，因此采取甩采機(jī)尾的方式，使工作面從機(jī)尾逐漸揭露斷層，減少工作面因過斷層對(duì)回采工作面的影響。

（2）實(shí)行分段臥底，減緩工作面見頂板速度，實(shí)現(xiàn)破底回采。

在工作面風(fēng)巷實(shí)行二次抹帽降棚臥底，第一次臥底幅度在0.25m/峒。第二次臥底量逐漸減少，臥底幅度在0.15m/峒。在實(shí)際施工中，兩次降棚臥底最大時(shí)高度達(dá)到了4.0m，有效減緩了工作面見頂板的速度，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)過斷層施工的難度。

（3）吊掛防竄矸網(wǎng)，防止飛矸傷人。

工作面仰采巖石段吊掛防竄矸網(wǎng)，防止飛矸傷人，防矸網(wǎng)上邊掛在支架頂梁上，下邊搭在電纜槽站板以里，實(shí)行煤壁全封閉管理，煤壁片漏時(shí)網(wǎng)和支架立柱能夠形成一道屏障，能夠有效防止片矸和飛矸傷人，確保了現(xiàn)場(chǎng)施工人員的人身安全。

（4）工作面推進(jìn)時(shí)，進(jìn)入仰采地段時(shí)全部采取提刀的方式回采，防止工作面鏈板機(jī)飄車和支架仰角過大，工作面嚴(yán)格控制好抬車幅度，每刀抬車幅度控制在150㎜左右。

（5）帶壓移架， 降低采高， 控制煤、巖體片幫。

工作面仰采時(shí)，支架需逐步爬行調(diào)整回采角度， 通過降低工作面采高； 移架時(shí)做帶壓移架， 降低頂板松動(dòng)對(duì)周圍煤巖體的破壞， 控制煤、巖體片幫。

3 結(jié)語

朱仙莊煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜， 煤層賦存變化大且斷層較為發(fā)育， 對(duì)安全生產(chǎn)影響較大。又由于綜采工作面為保護(hù)層工作面，不能實(shí)施跳采，因此，綜采工作面安全推過落差10m以上的大斷層對(duì)整個(gè)礦井的生產(chǎn)布局具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

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