綜采易破碎頂板條件下過空巷與斷層構造復合工程實踐淺析

張偉 樊義寧 王成

【摘要】為積累和掌握綜采易破碎頂板條件下過空巷與斷層構造復合工程實踐過程中存在的問題，提高煤礦安全生產危險預控水平，特對我礦Ⅱ020601綜采工作面頂板破碎條件下回采整體通過2#聯(lián)絡斜巷與Fa正斷層復合工程的特征技術措施、風險預控因素及取得的實踐效果等進行總結分析，通過對橫跨采面的2#聯(lián)絡斜巷及位于斜巷中部Fa正斷層（與斜巷平行交錯）復合特殊構造工程加強支護措施和層位測算與調層回采措施、礦壓監(jiān)測與顯現(xiàn)特性分析、過巷重點安全環(huán)節(jié)管控表明，直接頂易破碎條件下綜采工作面過空巷與斷層構造復合工程期間，采面礦壓程現(xiàn)區(qū)段式分布、采面與聯(lián)巷斜交通過能有效減少頂板壓力，便于后期穿巷層位調整控制，是安全通過該特殊復合工程的重要保障措施。該項總結分析對類似破碎煤層聯(lián)巷布置設計、過巷方式選擇、過巷安全生產提供了一定的實踐參考依據(jù)。

【關鍵詞】綜采破碎頂板；過空巷與斷層構造；礦壓、安全風險評估

Ⅱ020601綜采工作面為我礦回采的6#煤層，其特點為：黑色、塊狀，半暗型，條帶線狀結構，弱玻璃光澤，性脆易碎，具有不粘結的特點，煤層平均厚度2.7m，煤厚比較穩(wěn)定，為不粘結煤（BN）。開采區(qū)域六煤發(fā)育有一層夾矸，厚度平均0.77m，該層夾矸頂部距離六煤煤層頂板平均約0.2m，巖性為粉砂質泥巖。該面?zhèn)雾敒樘抠|泥巖，厚度平均0.44m，灰黑色，層理發(fā)育，較破碎，易冒落。直接頂為：細沙巖，平均厚度6.33m，淺灰色，以石英、長石為主，硅質膠結。f=4～5。從前段生產實際得出該面架前頂板易破碎，采空區(qū)頂板（含上下隅角）隨采跨落及時，直接頂懸臂棚架距離短，架間漏矸，架前抽條情況較頻繁。此條件下工作面整體穿巷和過Fa正斷層期間如何控制層位、支護過巷（及斷層）段頂板實現(xiàn)安全生產是該項工程的關鍵。

一、2#聯(lián)絡斜巷及F6正斷層（含伴生斷層）概況

1、2#聯(lián)絡巷上口位于Ⅱ020601回風順槽1280m處下幫側，巷道斷面為矩形，巷寬4.5m，巷高3.0m，斜巷長256m，上口超前下口水平距離26.4m。

2、F6d為正斷層：18°∠36°，H=0.7～2.5m，F(xiàn)6d正斷層破碎帶圍巖松散，煤巖裂隙發(fā)育，有正斷層裂隙水涌入，預計涌水量5m3/h，斷層位置：自2#聯(lián)絡巷下口向上40～145m范圍，具體斷層落差可能增大，破矸厚度可能增加。

F6e為正斷層：19°∠68°，H=1.8m，F(xiàn)6d正斷層破碎帶圍巖松散，煤巖裂隙。

發(fā)育，有正斷層裂隙水涌入，預計涌水量5m漢儀書宋一簡/h，斷層位置：2#聯(lián)絡巷向里12m處。

通過地質斷層產狀分析得出，工作面回采先處于F6d斷層上盤位置。在2#聯(lián)絡巷下部40m處斷層揭露點落差為0.7m，斷層中部在2#聯(lián)絡巷100m處落差預計在1.5m左右，斷層上部揭露處位于2#聯(lián)絡巷145m處，落差達到最大值2.5m。

附圖1：Ⅱ020601工作面2#聯(lián)絡巷剖面圖

附圖1：Ⅱ020601工作面2#聯(lián)絡巷中部過F6d斷層期間調采剖面圖

二、頂板控制與過巷及斷層方式

1、2#聯(lián)絡斜巷及斷層區(qū)段頂板控制方式：

（1）在2#聯(lián)絡斜巷所揭露F6d為正斷層區(qū)段：架設“一梁二柱”走向抬棚，棚距1.0m，棚柱貼巷幫支設；在該區(qū)段抬棚下架設木垛，木垛居巷中布置，傾向間距不超過10m，并對有明顯掉包或下沉區(qū)域架設“#”字形木垛加強支護。

（2）在2#聯(lián)絡斜巷上部30米范圍內沿傾向，居巷中布置木垛，要求木垛間距5.0m，并對連巷上口封口木垛；在2#聯(lián)絡斜巷下部30m范圍內架設點木垛，間距為10m并對下口進行封口架設。

2、工作面斜交過2#聯(lián)絡斜巷及斷層區(qū)段方式：

（1）通過與地測部門配合采取以超前測算聯(lián)巷剖面標高，采面推進距聯(lián)巷20m處測算工作面標高，此過程均以工作面中部及兩端選取三個斷層揭露點參考對比標高錯差情況，超前落實。

（2）機巷超前風巷回采加之聯(lián)絡斜巷自帶偽斜，過巷期間形成并控制偽斜50m斜交過巷，過巷期間下部觀測對比聯(lián)巷與工作面層位，及時調整使其保持一致，此處斜交穿層過巷，具有交叉斷面小，揭露支架數(shù)少，上部層位可預控的優(yōu)點。

（3）工作面穿層過巷期間，需嚴格控制采高，交叉點揭露的抬棚及“#”字木垛值揭露面處方可拆除回收。

三、此方式過巷存在的問題及積累的經驗

1、通過對我礦Ⅱ020601綜采工作面過2#聯(lián)絡斜巷的現(xiàn)場跟帶班觀察管理，發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

（1）綜采易破碎頂板條件下過空巷與斷層構造復合工程實踐過程中存在聯(lián)巷超前壓力顯現(xiàn)明顯，尤其是空巷與F6d正斷層破交叉區(qū)域，圍巖松散碎碎，煤巖裂隙發(fā)育，頂板破碎冒落，經監(jiān)測局部破碎區(qū)域傾向約18.5m，高度約1.7～2.5m，該區(qū)段頂板維護難度加大

（2）綜采易破碎頂板條件下過空巷與斷層構造復合工程區(qū)段，超前壓力顯現(xiàn)明顯，回采通過前斷層區(qū)段出現(xiàn)嚴重底鼓（平均底鼓高度2.2m），聯(lián)絡斜巷巷幫收縮幫鼓，原架設的走向抬棚棚腿內合并鉆底嚴重，頂梁程弓形下沉變形，原架設的“#”字木垛根部被底鼓撐走變形，實際支撐效果大大降低。

（3）工作面穿層過巷期間，原支設的棚架變形鉆底，加之頂板破碎，回收困難，導致回采過交叉點占用時間交叉，無形中增加了斷層、空巷交叉點空頂時間，給頂板管控帶來一定難度。

2、過巷及斷層期間積累的經驗

（1）頂板易破碎煤層聯(lián)絡斜巷設計位置應盡可能避開斷層等地質構造區(qū)域，避免空巷與斷層復合工程在回采工作面的發(fā)生。

（2）頂板易破碎煤層聯(lián)絡斜巷在回采通過期間應加強礦井提升運輸系統(tǒng)級篩分系統(tǒng)檢修維護檢修，防止膠帶輸送機卸載點淤堵，皮帶篩分系統(tǒng)賭篩，提高運輸能力。

（3）工作面穿層過巷期間，應加大噴霧降塵管理，加大噴霧降塵對因過斷層破頂?shù)醉穼е碌膸r塵驟增的能力，減少并控制能見度超低導致的工程質量及設備故障。

（4）工作面穿層過巷期間，應提前回收聯(lián)巷內的雜物，減少煤流中鐵器等臟雜物混入。

（5）工作面穿層過巷期間，應加強交叉揭露全段架前回柱（及回收木垛）作業(yè)安全管理，作業(yè)前三機停電閉鎖、支架閉鎖，人員監(jiān)護管理，防控意外情況的發(fā)生。

（6）綜采易破碎頂板條件下過空巷與斷層構造復合工程，應超前加強斷層水防治管理，避免斷層突發(fā)水造成的事故影響的發(fā)生。