綜采工作面過(guò)斷層回采工藝研究

鄭紀(jì)峰

（山西霍寶干河煤礦有限公司，山西 臨汾 041600）

山西霍寶干河煤礦2-209工作面可采儲(chǔ)量102.24萬(wàn)t，工作面的直接頂板為泥巖，基本頂為K8細(xì)粒砂巖，直接底板為粉砂巖，基本底為中粒砂巖(K7)，頂板裂隙較發(fā)育，底板為砂巖遇水不膨脹，斷層較多。2-209掘進(jìn)期間揭露斷層13條，其中2-2091巷6條、2-2092巷6條、2-209切巷1條，斷層落差0.8～10m不等，落差大于等于4m斷層5條，對(duì)回采有影響的7條斷層中有1條落差大于4m，對(duì)工作面回采影響較大，揭露斷層均無(wú)導(dǎo)水現(xiàn)象。

1 概況

2-209工作面地表位于團(tuán)柏河及洪－汾公路東北方向，井下本工作面北東端為井田邊界，南西端為二采區(qū)回風(fēng)巷，北西側(cè)均為實(shí)體煤，南東側(cè)為2-100工作面采空區(qū)。工作面煤層整體呈一傾向北西的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育小型褶曲，煤層平均厚度1、2#合并厚煤層區(qū)3.9m，夾矸平均0.6m左右。煤層結(jié)構(gòu)1.91(0.2-1.0)1.59，煤層傾角1°～11°，平均5°，煤層硬度（f）為1.5，屬于穩(wěn)定性煤層。

工作面兩巷沿煤層走向布置，2-2091巷長(zhǎng)2160m，2-2092巷長(zhǎng)2160m；切眼沿煤層傾向布置，長(zhǎng)183m。巷道平面布置圖見圖1，斷面特征情況見表1。

圖1 巷道平面布置圖

表1 巷道斷面特征情況表

2 過(guò)斷面回采工藝

2.1 回采工藝

（1）采煤方法。2-209工作面采用一次采全高走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化方式采煤，采空區(qū)采用全部垮落法進(jìn)行處理。

（2）采高和循環(huán)進(jìn)度。工作面選用ZY9000/25.5/55（ZY13000/26/55）型雙柱掩護(hù)式液壓支架及MG750/1900-GWD型采煤機(jī)，循環(huán)進(jìn)度為0.8m。

（3）工藝流程。割煤—裝煤—運(yùn)煤—移架—推溜—清煤—推移轉(zhuǎn)載機(jī)—采空區(qū)處理。

2.2 過(guò)斷層方法

（1）過(guò)斷層的采煤方法

2-209工作面有兩條順向斷層，且1#、2#煤夾矸較厚（2.0m左右），根據(jù)實(shí)際情況，采煤機(jī)割煤進(jìn)刀方式由原端部進(jìn)刀變?yōu)椤啊蕖弊诌M(jìn)刀，進(jìn)刀位置控制在80#～90#架段區(qū)域，推溜方式由緊跟采煤機(jī)順序推溜變?yōu)閺臋C(jī)頭向機(jī)尾順序推溜。斷層區(qū)段采用機(jī)組截割方式緩慢通過(guò)，截割速度不得超過(guò)3m/min。當(dāng)巖石硬度達(dá)到f＞4.0機(jī)組難以截割時(shí)，另行制定放震動(dòng)炮措施。

（2）過(guò)兩條斷層的方法

2-209工作面41#架處的斷層，隨工作面推進(jìn)逐步從44#架延伸至41#架處，斷層落差由原2.5m逐步增大至6.5m，影響范圍為：上盤巖石在41#架～38#架段，下盤47#～41#架主要巖石為1#和2#煤的夾矸，過(guò)斷層時(shí)采取“上盤破頂，下盤割2#煤”方式推進(jìn)。目前45#架前后形成馬背，坡度在9°左右，需將該馬背進(jìn)行減緩坡度，前后段平緩過(guò)渡，坡度控制在6°左右，臥底期間每?jī)傻杜P底一次，每次臥底量控制在100mm以內(nèi)，與64#架前后底板坡度相隨；斷層前后采高控制在4.2m左右，將上盤1#煤和下盤部分2#煤截割回收，斷層區(qū)段頂板與35#架正常1#煤頂板相隨。

2-209工作面原58#架斷層延伸至54#架，54#架斷層H=4.0m，∠60°，落差由原1.0m逐步增大至6.0m，影響范圍為：上盤上巖54#架～48#架段，下盤主要巖石為1#和2#煤的夾矸，2#煤全部揭露，1#煤位于頂板上部，過(guò)斷層時(shí)采取“上盤破頂，下盤割2#煤”方式推進(jìn)，底板與64#架前后段底板坡度相隨，頂板與70#架和41#架斷層段頂板相隨，采高控制在3.5m。

（3）兩斷層之間的處理方式

由于工作面2條斷層相距較近，根據(jù)工作面及該斷層區(qū)段的坡度、煤與巖等情況，要求75#～35#架區(qū)段傾向坡度控制在6°左右，即機(jī)尾至機(jī)頭形成緩坡，要確保工作面底板坡度平緩過(guò)渡，不得出現(xiàn)較大起伏；頂板平緩過(guò)渡，不得出現(xiàn)起伏、臺(tái)階超過(guò)200mm的現(xiàn)象。盡量減少留頂煤，使支架接頂嚴(yán)實(shí)，保證回采溜子、采煤機(jī)的正常運(yùn)行。

2.3 過(guò)斷層注意事項(xiàng)

（1）過(guò)斷層期間，斷層面前后，尤其是煤與巖之間不得出現(xiàn)臺(tái)階，盡量保證頂板過(guò)渡平整。確實(shí)出現(xiàn)臺(tái)階、機(jī)道煤頂板處破碎時(shí)，必須拉超前架控制頂、幫，需要時(shí)用板梁配合構(gòu)頂、背幫，保證支架高低錯(cuò)差不超過(guò)側(cè)護(hù)板高度的2/3。

（2）過(guò)斷層期間，加強(qiáng)工作面支架初撐力管理，確保操作的每一架支架初撐力24MPa以上，無(wú)法達(dá)規(guī)定值或回操作手柄后壓力表顯示壓力數(shù)值逐步減小，此時(shí)由一名支架工繼續(xù)跟機(jī)作業(yè)，留一名支架工檢查該支架存在的問(wèn)題，除立柱原因造成的該問(wèn)題外，其他原因造成的必須當(dāng)班處理，保證支架的初撐力達(dá)標(biāo)。

（3）工作面頂板不平大于300mm及局部漏頂處必須構(gòu)頂時(shí)，構(gòu)頂前首先由跟班隊(duì)干監(jiān)督，小隊(duì)長(zhǎng)敲幫問(wèn)頂，操作前人員站在安全地點(diǎn)用專用敲幫問(wèn)頂工具處理完懸矸、危矸，監(jiān)護(hù)人員確定無(wú)掉矸危險(xiǎn)后方可作業(yè)。構(gòu)頂前作業(yè)平臺(tái)必須到位，留好退路，構(gòu)頂時(shí)要從一端向另一端依次構(gòu)頂，嚴(yán)禁兩端同時(shí)作業(yè)。構(gòu)頂選用200×2000mm板梁“#”字木垛構(gòu)頂，每架施工1個(gè)木垛，木垛間空隙0.3m，每排板梁隨構(gòu)頂進(jìn)度交錯(cuò)布置，保證構(gòu)頂后的整體性，最上一排板梁密集布置，并在構(gòu)頂四周用木鍥子填實(shí)以便接頂嚴(yán)實(shí)。

（4）斷層區(qū)段煤壁超前片幫嚴(yán)重時(shí)（在拉超前架后，端面距空頂寬度仍在1.0m以上時(shí)），在支架頂梁上穿3.0m長(zhǎng)的圓木，配板梁等，超前托住頂板，減少煤壁偏幫量，減小空頂范圍和空頂時(shí)間。如遇頂板破碎無(wú)法托住時(shí)，采取施工超前錨索，錨索采用Φ21.6×8200mm或Φ21.6×5200mm，傾斜向上40°施工，每架間（1.75m）一根，配400×400mm鋼板。有需要時(shí)，可在施工錨索期間鋪設(shè)金屬菱形網(wǎng)（鋼筋網(wǎng)）。

（5）如若頂板破碎較難控制時(shí)，立即停止生產(chǎn)，并采取注漿加固措施。施工方法為：在破碎區(qū)段頂板往下0.7m處，向工作面煤壁幫60°向上施工6.0m的孔，穿注漿管4m，間距2.5m，每孔預(yù)注漿10桶左右。打眼后，利用專用的注漿機(jī)將固安特注漿料按照1:1的比例，注入所要加固的頂板施工的注漿眼內(nèi)，用于加固頂板，需另行制定專項(xiàng)措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

2-209工作面根據(jù)實(shí)際情況，采煤機(jī)割煤進(jìn)刀方式由原端部進(jìn)刀變?yōu)椤啊蕖弊诌M(jìn)刀，根據(jù)兩條順向斷層的特點(diǎn)，分別制定了過(guò)斷層時(shí)的施工方法，制定了安全措施，保證了工作面過(guò)斷層時(shí)的采煤效率和采煤安全。