荊各莊礦1122DF綜采工作面過地質(zhì)構(gòu)造的探討

摘 要：荊各莊礦有四個(gè)可采煤層，煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。1122DF工作面位于四個(gè)煤層的最下伏的煤12-2，煤厚5.0m，煤層較穩(wěn)定，由于該工作面靠近礦井東翼F3斷層防水煤柱，小區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，且受其上覆煤層采動(dòng)礦壓及采空區(qū)影響，煤層頂?shù)装宀环€(wěn)定，對(duì)安全生產(chǎn)造成了一定的影響，因此，不斷的在實(shí)踐中研究地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的特點(diǎn)和規(guī)律，根據(jù)其特點(diǎn)和規(guī)律制定開采應(yīng)對(duì)措施，更好的解決開采難題，確保安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；地質(zhì)構(gòu)造；探討

中圖分類號(hào)：TD823.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0160-01

荊各莊礦有四個(gè)可采煤層，煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。1122DF工作面位于四個(gè)煤層的最下伏的煤12-2，煤厚5.0m，煤層較穩(wěn)定，1122DF工作面在回采110m左右時(shí)，連續(xù)遇到地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)生產(chǎn)造成了一定的影響，其中在回采至125m開始過向斜構(gòu)造，回采至200m時(shí)開始過斷裂構(gòu)造F24正斷層，此次遇到的構(gòu)造影響范圍之大，在荊各莊礦實(shí)屬少見。1122DF工作面是該礦一水平東翼F3斷層煤柱儲(chǔ)量挖潛的最后一個(gè)工作面，也是生產(chǎn)主力工作面。該工作面走向長704m，平均傾向長123m，可采儲(chǔ)量60.8萬t。采面局部上覆1122BF采空區(qū)，并且由于靠近邊界F3斷層，受其影響煤層頂?shù)装宀环€(wěn)定，小區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，加之受上覆煤層采動(dòng)礦壓影響，不能正常放煤，導(dǎo)致產(chǎn)量和回采進(jìn)度受挫。

工作面開始試采時(shí)，按照銜接計(jì)劃，綜采設(shè)備選用MG200/500-AWD采煤機(jī)、SGZ-730/400刮板輸送機(jī)、ZY3200-13/32液壓支架等設(shè)備?；夭沙跗谶M(jìn)展順利，當(dāng)回采至110m時(shí)，遇一向斜構(gòu)造，該向斜軸兩翼傾角為不對(duì)稱，其中北翼傾角8～12°，南翼傾角21～32°，由此造成過向斜軸部后，煤層上傾角度增大，出現(xiàn)采面割底破巖現(xiàn)象，一度出現(xiàn)近20m的全巖，對(duì)回采進(jìn)度及煤質(zhì)造成了較大的影響。在有關(guān)職能部門的指導(dǎo)下，根據(jù)煤層傾角調(diào)整架腳及刮板輸送機(jī)角度，加大了上行追煤力度，最大角度達(dá)到32°，由于采取措施得力且上覆煤層采動(dòng)壓力不明顯，煤層較穩(wěn)定，經(jīng)過一周的高強(qiáng)度開采通過了該向斜構(gòu)造。隨后經(jīng)過短暫的正?；夭珊?，進(jìn)入正斷層F24（落差2.4～2.0m）影響范圍區(qū)，該區(qū)域上覆1122BF采空區(qū)，受采動(dòng)影響較大，且F24斷層走向與采面傾向交角較小，斷層影響范圍貫穿風(fēng)道至運(yùn)道。依據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)，為了順利的通過F24斷層，生產(chǎn)單位事先制定了過斷層的安全技術(shù)措施，即通過該斷層時(shí)適當(dāng)調(diào)整偽斜，減少工作面揭露斷層范圍，工作面推采至距斷層10m時(shí)，采面末10組支架范圍以每刀100～150mm及時(shí)上飄，減少過斷層的破底量，揭露斷層后機(jī)頭側(cè)5組支架范圍提前上飄。但在實(shí)際回采過程中出現(xiàn)了采面片幫冒頂現(xiàn)象，由于頂板壓力較大，片幫嚴(yán)重，支架上挺高度不足，采面空間較小，局部機(jī)頭無法通過的現(xiàn)象頻出，為了控制片幫冒頂，生產(chǎn)單位采取了上頂背板、煤壁打幫柱的措施，采煤機(jī)雖勉強(qiáng)通過，但煤層片冒現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，加之上行回采角度不大破底巖石較多，遲滯了回采進(jìn)度，造成了生產(chǎn)的被動(dòng)局面。

縱觀此次工作面過構(gòu)造情況，有許多值得反思的地方：①地質(zhì)預(yù)報(bào)要準(zhǔn)確及時(shí)，要向精細(xì)地質(zhì)轉(zhuǎn)變，從定性預(yù)報(bào)向定量預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)變，工作面設(shè)計(jì)之初，地質(zhì)技術(shù)人員要根據(jù)已有的地質(zhì)資料定性的分析其區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件，完成工作面掘進(jìn)后，要對(duì)圈定的工作面進(jìn)行物探并對(duì)其探測(cè)的異常區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，要基本查清該區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件，在回采階段地質(zhì)技術(shù)人員要隨時(shí)修正揭露構(gòu)造的產(chǎn)狀要素，及時(shí)向生產(chǎn)單位反饋工作面的構(gòu)造情況，如傾角變化、煤厚變化、構(gòu)造產(chǎn)狀變化等情況，還要根據(jù)掌握的地質(zhì)資料，分析預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)前方煤層產(chǎn)狀、賦存條件并提出調(diào)整上行開采角度等建議，為生產(chǎn)單位提供地質(zhì)保障；②制定的過構(gòu)造安全技術(shù)措施要考慮全面，在推進(jìn)到斷層附近時(shí)，工作面要調(diào)斜前進(jìn)，調(diào)斜程度要適當(dāng)，從而減少斷層在工作面內(nèi)的暴露范圍，對(duì)待冒頂片幫的處理，除了采取常用的打托板和幫柱的方法，還可以考慮采用向斷層破碎帶預(yù)注化學(xué)漿（學(xué)名馬麗散）工藝，達(dá)到固化頂板破碎區(qū)域的目的，以及采用樹脂木錨桿防片幫技術(shù)；③過斷層帶時(shí)，要充分考慮其復(fù)雜性，割煤、移架等工序應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的員工完成，由于頂?shù)装宀黄秸吧细膊煽諈^(qū)影響，易造成支架歪斜使支架的實(shí)際支護(hù)能力降低，支架上方及煤壁常會(huì)造成不同程度的冒頂片幫，又由于頂板提前斷裂，在接近斷層帶時(shí)，頂板會(huì)發(fā)生回轉(zhuǎn)來壓，如果處理不及時(shí)，可出現(xiàn)壓死支架的事故。在此狀態(tài)下，可采取帶壓移架，且不得降柱過多，另外要縮小割煤與移架的間距，采用追機(jī)移架，以減少空頂面積和時(shí)間；要保證泵站壓力和初撐力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)超前和端頭的單體液壓支柱，保證其初撐力達(dá)到要求，對(duì)工作面需要撤下的支柱要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)支；④要保證綜采設(shè)備使用的可靠性。在此次過1122DF斷層期間，綜采設(shè)備曾出現(xiàn)過故障，影響了正常推采，加劇了冒頂片幫現(xiàn)象的發(fā)生。在綜采設(shè)備選型上，要淘汰落后陳舊的設(shè)備，優(yōu)選先進(jìn)的支架工作阻力大、大柱安全閥壓力大的設(shè)備，避免因大柱安全閥壓力不足自動(dòng)泄壓，將采面壓死的現(xiàn)象發(fā)生。鑒于該礦設(shè)備老化嚴(yán)重，在維護(hù)方面要重點(diǎn)加強(qiáng)，綜機(jī)設(shè)備要做到日常保養(yǎng)與檢修到位；⑤要制定必要的應(yīng)急預(yù)案，諸如在過斷層前備足處理冒頂片幫的材料，如托板、方木、單體液壓支架等，在人員管理上要有可支配的預(yù)備隊(duì)，以便在關(guān)鍵時(shí)刻能及時(shí)補(bǔ)位。此外，要提高制定安全技術(shù)措施的針對(duì)性，并在組織實(shí)施中加以不斷完善。

目前荊各莊礦已進(jìn)入關(guān)井閉坑階段，回采區(qū)域逐漸收縮，井田內(nèi)大的地質(zhì)構(gòu)造雖已基本查清，但局部挖潛區(qū)域內(nèi)還存在許多隱伏的小構(gòu)造，對(duì)今后的生產(chǎn)依然會(huì)造成影響，為此，及時(shí)總結(jié)反思1122DF工作面過構(gòu)造的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以為今后的煤炭開采提供有益的借鑒，同時(shí)也為對(duì)外托管礦井回采時(shí)遇到類似的問題時(shí)積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊孟達(dá)，等.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2]徐永圻.采礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

收稿日期：2018-4-15

作者簡介：李劍平（1962-），男，河北唐山人，任副總工程師。