高架綜采過較大落差斷層方法探索

摘 要：闡述斷層帶區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及冒落原因，并通過介紹該礦21105工作面如何嘗試了一種新的高架綜采過大落差斷層方法，探討綜采工作面如何優(yōu)化過斷層工藝，以資借鑒。

關(guān)鍵詞：高架綜采；過斷層；大落差；技術(shù)方法

引言

冀中能源股份公司東龐礦已生產(chǎn)了三十多年，隨著綜采工作面向深部布置，斷層數(shù)量也越來越多，落差也在加大，頂板與煤體的完整程度受嚴(yán)重破壞，高架綜采工作面遭遇斷層會對整個礦井的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。如何安全、快速通過斷層可以在保證工作面采掘作業(yè)的連續(xù)性的同時，提高作業(yè)安全水平，有效避免事故發(fā)生。

1 工作面概況

21105綜采工作面為東龐煤礦11采區(qū)第五個回采面，走向長平均1411m，傾向長平均84m；直接頂為粉砂巖，層厚約2.1m，無偽頂，煤厚平均4.89m，煤層傾角平均0°；工作面水文地質(zhì)條件相對較簡單。根據(jù)巖性、含水介質(zhì)特征及地下水類型，充水形式以淋水、滴水為主，補(bǔ)給條件不良，主要為靜儲量。

切眼初次安裝35架ZY5000-25/50型液壓支架，支架高度2500mm～5000mm，工作阻力5000kN。工作面推進(jìn)323m范圍內(nèi)，續(xù)架至73架；經(jīng)過第二次調(diào)采，過拐點(diǎn)后撤架至50架；經(jīng)補(bǔ)切眼對接，增加至105架；然后隨工作面推進(jìn)逐漸撤架，至停采線工作面剩余支架23架。工作面使用MG500/1130-WD采煤機(jī)落煤，總功率1130kw，截深700mm；配套SGZ800/2×525雙中心鏈刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輸送能力1500t/h。

在工作面對接前，北F309斷層從上巷進(jìn)入工作面，北F309斷層327°<70°落差5～6米。根據(jù)三維勘探提供資料及實(shí)際揭露資料，北F309、SYF49斷層經(jīng)分析應(yīng)同屬一條斷層延展，后在回采過程中得到驗(yàn)證，同屬于一條傾向斷層。如圖1所示。

2 過斷層方案

（1）此斷層為傾向正斷層，工作面在推進(jìn)方向上是從斷層上盤推到斷層下盤，工作面底板由較低處抬高到較高處，過斷層需采取“起”的方式，確定好距離后即通過采煤機(jī)挑頂、撇底，截割圍巖強(qiáng)行通過斷層。

（2）針對斷層落差和傾角進(jìn)行計算，確定挑頂距離后，平均每刀挑頂量控制在150～200mm之間，避免因挑頂不及時，斷層面揭露后支架大面積托頂煤、支架跟不上頂板導(dǎo)致冒頂。

（3）由于斷層落差（5～6m）大于煤厚和采高，在挑頂過程中煤層撇至支架底面以下，工作面全巖可達(dá)到5架左右，為使工作面保持平順，挑頂長度在15～20架，巖層松軟時可直接通過采煤機(jī)截割圍巖，巖層堅(jiān)硬時宜采用放松動炮后采煤機(jī)截割推進(jìn)。

（4）優(yōu)化過斷層工藝，在保證工作面運(yùn)輸機(jī)能夠正常使用的前提下，最大限度的保證少破巖石。當(dāng)所破巖石堅(jiān)硬時，為了少破巖石，減少放炮對工作面支架和設(shè)備的破壞，鑒于本工作面為俯采煤壁不易片幫的情況下，我們對斷層下盤適當(dāng)進(jìn)行托頂煤，從而加快了推進(jìn)速度。

3 技術(shù)措施

（1）加強(qiáng)支護(hù)：支護(hù)是煤礦生產(chǎn)中重中之重，在綜采工作面過斷尾時，其一就是要保證斷層附近20～30架的支架完好率，從而使支架有良好的支護(hù)狀態(tài)和初撐力；其二要對斷層附近的破碎頂板進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)方式主要有打錨桿、錨索和用木頭背頂?shù)确绞剑黄淙龑敯迤扑椴⑵瑤蛧?yán)重地區(qū)采用加單體輔助拉架，使支架帶壓移架，這樣不僅最大限度的減少頂板破壞，還可以使支架立柱前傾，減少空頂面積；其四就是在斷層與工作面機(jī)頭機(jī)尾加打單體、打錨桿、錨索等多種方式維護(hù)頂板。

（2）加強(qiáng)設(shè)備檢修和保護(hù)：過此類大斷層，無論是采煤機(jī)直接截割煤巖，還是通過放振動炮，大量的矸石容易造成工作面運(yùn)輸機(jī)的嚴(yán)重磨損，會導(dǎo)致斷鏈、損壞溜槽、燒電機(jī)等機(jī)電事故，而放振動炮會對支架造成一定的破壞，而采煤機(jī)長期割碴對機(jī)組截齒、滾筒、等都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此在首先必須加強(qiáng)過斷層期間的設(shè)備檢修，并且在放炮前對工作面支架做好保護(hù)工作，另外工作面應(yīng)多準(zhǔn)備破矸用的風(fēng)錘，及時破碎大塊矸石；另外，在不經(jīng)常使用采煤機(jī)的情況下，采煤機(jī)可盡量放置在工作面上半部，防止矸石卡在采煤機(jī)與運(yùn)輸槽之間造成堵塞、難以處理還會造成絆斷刮板鏈。

（3）合理保持工作面斷層處采高，對于斷層挑頂區(qū)域的采高要最大程度的降低，因?yàn)榇藚^(qū)域的采高越大，出碴量越大；而且也為打炮眼、裝藥造成了極大的安全隱患，因此在保證采煤機(jī)正常通過的前提下盡量降低采高。

（4）挑頂、起刮板輸送機(jī)保持同步：在上、下巷要求挑頂處提前標(biāo)記好位置，工作面到達(dá)既定位置后即進(jìn)行挑頂、起刮板輸送機(jī)、支架。執(zhí)行過程中各班跟班和班長、采煤機(jī)司機(jī)根據(jù)巷道頂、底板坡度變化和斷層順工作面移動的速度調(diào)整挑頂、起刮板輸送機(jī)，特殊情況時可采用放炮挑頂、使用千斤頂起吊刮板輸送機(jī)等方式，始終保持挑頂和起刮板輸送機(jī)同步，確保采高不超高，有利于煤壁區(qū)頂板管理。

（5）必須保證工作面工程質(zhì)量，確保工作面刮板輸送機(jī)的平、直、順，并與轉(zhuǎn)載機(jī)保持良好搭接狀態(tài)，防止拉循環(huán)煤。支架的支護(hù)狀態(tài)與初撐力必須保持良好和合格。對于損壞的管路、千斤頂、片閥等及時進(jìn)行更換。

4 結(jié)束語

東龐煤礦21105工作面過北F309、SYF49斷層具有代表性，通過超前合理的決策，確定采用挑頂留頂煤法強(qiáng)行過斷層的方法，配套一系列合理科學(xué)的組織和技術(shù)措施，保證了過大落差斷層的成功實(shí)施，實(shí)現(xiàn)安全回采，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對其他煤礦綜采工作面過大落差斷層具有借鑒意義。

作者簡介：盧須芬（1967-），男，河北石家莊人，1990年畢業(yè)于開灤職工大學(xué)采礦工程專業(yè)，冀中能源股份公司東龐礦綜采二隊(duì)副區(qū)長，采煤工程師。