綜放工作面過斷層方案研究分析

張玉成

（山西汾西礦業(yè)集團 柳灣煤礦，山西 孝義 032303）

斷層是巖層或巖體順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。煤礦在生產(chǎn)過程中，斷層是影響工作面安全生產(chǎn)的主要因素之一，工作面揭露斷層時不僅容易造成頂板局部破碎甚至出現(xiàn)冒頂事故，而且工作面過斷層期間推進緩慢，制約礦井高產(chǎn)高效。因此，合理的分析斷層的形態(tài)，判斷斷層對生產(chǎn)的影響，并從安全、技術(shù)、經(jīng)濟方面綜合考慮，制定合理的過斷層方案對礦井的安全生產(chǎn)至關(guān)重要[1]。

1 工作面概況

柳灣煤礦六盤區(qū)61107工作面回采太原組11#煤，工作面前半部10#、11#煤層間距為1.60 m，往北逐漸變?yōu)?.24 m，11#煤厚度由4.50 m向北逐漸變薄為4.20 m，平均4.35 m，煤層傾角2°～5°平均3°左右，屬近水平穩(wěn)定煤層。工作面走向長度為1624 m，傾斜長度為180 m，工作面采用長壁式綜合機械化低位放頂煤采煤法，全部垮落法管理頂板，選用ZF9600∕17∕28型支撐掩護式液壓支架作為基本支架，ZFG9600∕21∕33H支撐掩護式液壓支架為排頭支架。

表1 61107工作面頂?shù)装迩闆r

2 斷層情況

61107工作面掘進時，材巷C34點往北23 m，揭露一正斷層（走向N65°，傾向N335°，傾角55°，落差5.7 m），影響范圍40 m；運巷C29點往北59 m，揭露一正斷層（走向N55°，傾向N325°，傾角62°，落差4.9 m），影響范圍80 m；材、運巷斷層為同一條斷層延伸所致。根據(jù)揭露情況顯示，工作面煤層從11#煤層斷裂至10#煤層，后由10#煤層下山穿層至11#煤層后，沿11#煤層進行掘進，工作面整體影響范圍123 m。穿層巷道巖性均為頁巖，頁巖硬度一般為普氏硬度系數(shù)1.5～3，根據(jù)鉆探情況分析，工作面頁巖硬度為普氏硬度系數(shù)2。

3 61107 綜放工作面過斷層方案

3.1 方案一：直接通過

（1）優(yōu)點：生產(chǎn)組織簡單采用直接通過，略去了工作面末采、切眼施工、搬家、安裝、初采等工序。

（2）缺點：工作面切割全巖，機電設備維護工作加大，機電設備故障多，采煤機截齒消耗量大。

（3）直接通過生產(chǎn)工藝：

① 工作面遇到斷層為頁巖，采煤機正常截割，可以正?；夭伞２筛呖刂圃?.3～2.4 m。在采煤機通過斷層段，斷層段的采高要逐步降為煤機通過為宜，采高與工作面煤層段要緩慢過度，不得留有臺階，要控制好斷層段的頂板，發(fā)生漏頂要及時進行維護，工作面要備有一定數(shù)量的維護材料。

② 如若局部巖石巖性變硬，則采用放震動炮落巖，采煤機掃矸通過。

③ 過斷層期間，每班1.5刀，考慮煤機及其它影響，預計兩個月通過斷層影響140 m。

3.2 方案二：施工二切巷搬家倒面

（1）優(yōu)點：工作面甩掉全巖，機電設備維護小，機電設備故障少。

（2）缺點：生產(chǎn)組織復雜。工作面需經(jīng)過末采、切眼施工、搬家、安裝、初采等工序，另外損失資源較大，約7萬余噸。且在掘進、回收、安裝、運輸過程中可能存在不安全因素（頂板、機械運輸方面），同時增加了材料消耗、機電配件、設備投入等費用。

（3）施工二切眼，工序安排：61107工作面停采前45天，安排掘進隊伍進行二切眼掘進。到距斷層附近設計停采位置15 m時，61107工作面進行末采，末采結(jié)束后進行回收第一切割巷內(nèi)各設備，將各設備安裝到二切眼約需兩個月。

3.3 施工二切巷搬家倒面經(jīng)濟分析

（1）61107工作面末采需材料費用16.67萬元

首先需對工作面進行調(diào)整到與順槽垂直的方向，使工作面機頭、機尾到停采線的距離相等，工作面設計15 m末采距離，需使用材料如下：

① 工作面調(diào)整到具備鋪金屬網(wǎng)條件后開始鋪設頂網(wǎng)，前2 m鋪單層網(wǎng)，隨后鋪雙層網(wǎng)至停采位置。金屬網(wǎng)使用約570卷。

② 當工作面距停采線還有9 m時，開始上鋼絲繩。采用直徑為15.5mm鋼絲繩，共計鋪設11根，間距0.8 m。鋼絲繩兩頭至少余5 m以上，兩順槽的鋼絲繩固定在煤柱幫錨桿上，錨桿端頭固定一個630型連接環(huán)，鋼絲繩從連接環(huán)中穿過并用配套繩卡卡牢。鋼絲繩長總計2090 m。

③ 當?shù)酵２删€后，在機頭、機尾處各施工兩個寬×高×深=2.5 m×2.5 m×3 m的絞車硐室。

④ 工作面采至距停采線2.7 m時，停止移架，然后再割最后四刀煤，同時在每個支架頂梁上方沿走向方向放置∏梁，每一個支架插兩根，互相平行，間距0.75 m?！橇捍怪庇诿罕凇?/p>

（2）末采人工費用約需12萬元

（3）開掘第二切割巷材料及人工費用

掘進二切眼長176 m，凈寬7.8 m，根據(jù)計算產(chǎn)生27.5萬元材料費用。另外掘進，鋪設小溜子，訂道，綜掘機裝拆回收等工作量產(chǎn)生57萬元人工費。故掘進176 m大斷面二切眼共計產(chǎn)生84.5萬元。

（4）回收，安裝工作面費用

61107工作面支架為大阻力支架，搬家時需要對支架分解為2部分，根據(jù)計算，61107工作面搬二切眼會產(chǎn)生約76萬元人工費，耗時2個月。

（5）開掘第二切巷損失煤量

斷層影響范圍為預計停采線處至二切眼處，距離為140 m。根據(jù)地測科提供的資料算出斷層影響范圍面積為10738 m2。二切眼至預計停采線段總面積為25200 m2，其中11#煤所占面積為14462 m2，工業(yè)儲量為88073.5 t，可采儲量為74862.4 t。按精煤回收率42%計算，可洗出精煤50713 t。精煤成本為750元/噸，售價為1110元/噸，利潤為360元/噸，則回采此段煤可盈利1825.68萬元。

根據(jù)以上分析61107工作面采用開掘第二切割巷搬遷方案共損失約2014.85萬元。

4 結(jié)語

綜上所述，考慮到施工二切巷搬家倒面的材料消耗、機電配件、設備投入等費用投入較大，損失煤炭資源嚴重，且在掘進、回收、安裝、運輸過程中可能存在不安全因素（頂板、機械運輸方面）較多，61107綜放工作面過斷層宜采用直接通過（強推硬過）的方式進行回采，對工作面的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益都是有利的。

〔1〕王富剛.綜放工作面過斷層技術(shù)研究與實踐[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（5）：94+102.