煤礦綜采工作面過斷層技術(shù)分析

張瑞波

(同煤集團(tuán)馬脊梁礦，山西 大同 037027)

0 引言

隨著煤礦資源需求量的不斷增加，經(jīng)常需要在一些地質(zhì)環(huán)境較差的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行煤礦開采，這增加了煤礦開采難度，同時(shí)，也會(huì)對(duì)煤礦的開采造成較為嚴(yán)重的影響，因此，人們加強(qiáng)了煤礦開采技術(shù)的研究，而做好相應(yīng)的分析工作是必要的。

14-3#層406盤區(qū)8606工作面煤層賦存穩(wěn)定性較差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤層厚度1.5～4.8 m，平均2.8 m。煤層傾角為1°～3°，平均2°，屬近水平煤層，煤巖類型以暗淡型為主、黑色參差狀斷口，硫分含量高，煤種為弱粘結(jié)煤。14-2#層與14-3#層層間距最小為5.70 m，最大為21.30 m，平均為12.10 m左右。該工作面從煤層實(shí)際揭露來看，14-3#層406盤區(qū)2606巷，在710～760 m處有起底現(xiàn)象，厚度0.15～0.70 m，平均為0.52 m。在5606巷800 m處有起底現(xiàn)象，厚度0.60 m。

1 斷層情況

該工作面地層大體為單斜構(gòu)造，地層傾角為1°～3°，平均2°左右。14-3#層406盤區(qū)2606巷：從開切眼算起分別于206 m、230 m、236 m可見H=1.00 m∠45°、H=0.50 m∠60°、H=1.10 m∠62°的正斷層。14-3#層406盤區(qū)5606巷：從開切眼算起分別于484 m、568 m可見H=0.35 m∠55°、H=0.60 m∠50°的正斷層。14-3#層406盤區(qū)8606工作面內(nèi)距5606巷4 m處、10 m處可見2條斷層，落差分別為H=1.00 m∠82°傾向NW、H=0.40 m∠80°傾向SE，該2條斷層斜穿工作面，并且延伸至2606巷。預(yù)計(jì)切眼處落差為H=0.40 m∠80°的斷層，隨著工作面向前推進(jìn)的過程中，落差有增大的可能，并分叉成2條正斷層，延伸至2606巷。斷層情況見表1。

表1 斷層情況

2 含水層情況分析

該工作面地表有馬脊梁支溝穿越，該溝除雨季外常年干枯無水，含水層主要為上覆砂巖裂隙含水層，隨著工作面不斷向前推進(jìn)，頭巷及尾巷淋滲水面積逐漸增大。含水主要為煤系層間頂板裂隙滲透水，以及上覆14-2#層406盤區(qū)8606工作面采空區(qū)積水。2606巷比5606巷地勢相對(duì)較高，故在5606巷設(shè)計(jì)了4個(gè)探放水孔。2011年12月20日到25日探放水施工完畢，均見空無水。經(jīng)綜合分析該工作面不會(huì)有大的水患，但由于該工作面屬于近距離煤層，生產(chǎn)過程中，不排除采空區(qū)低洼積水沿頂板裂隙下滲的可能。預(yù)計(jì)該工作面最大涌水量為300 m3/d，正常涌水量為120 m3/d。此外，地表有馬脊梁支溝穿越，該溝除雨季外常年干枯無水，當(dāng)采到大溝下方及斷層附近時(shí)，水量有增大的可能。

3 過斷層施工技術(shù)

3.1 過斷層方式

在斷層及沖刷厚度小于0.5 m，采用機(jī)組截割方式直接通過。在沖刷厚度大于0.5 m時(shí)，采用打眼放松動(dòng)炮方式過沖刷。斷層上、下盤過渡區(qū)段水平坡度控制在2°～3°。過斷層帶截割時(shí)，采用割頂臥底方式通過，盡量減少巖石截割量，但采高不低于2.5 m。

3.2 松動(dòng)爆破炮眼布置

松動(dòng)爆破炮眼深度為1.8 m，布置情況如圖1所示。

圖1 松動(dòng)爆破炮眼布置情況

3.3 過斷層安全技術(shù)措施

過斷層帶施工期間，所有作業(yè)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度。對(duì)作業(yè)地點(diǎn)及其附近5 m范圍內(nèi)存在的片幫、零皮、傘檐、馬棚等安全隱患采用2 m以上的長柄工具進(jìn)行處理，待處理安全后方可作業(yè)。在該過程中，地板要平緩坡度完成相應(yīng)的過渡，確保刮板運(yùn)輸機(jī)在具體運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)任何問題，完成相應(yīng)的運(yùn)輸工作[1]。

過斷層帶時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取合理的方式，對(duì)斷層帶內(nèi)是否存在瓦斯、水等物質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)檢查。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，為避免出現(xiàn)人員傷亡，應(yīng)立即讓所有人員離開作業(yè)現(xiàn)場，并且要將具體情況如實(shí)的上報(bào)給調(diào)度室和值班室，尤其依據(jù)具體情況制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，避免作業(yè)期間出現(xiàn)人員傷亡[2]。同時(shí)，還要對(duì)應(yīng)用的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢修，確保設(shè)備自身的完整率，保證設(shè)備運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)任何問題。

若有大塊矸石出在機(jī)道內(nèi)，要立即停機(jī)，采取相應(yīng)的方式對(duì)大塊矸石進(jìn)行處理，通常來說，在處理上可以采取人工捶打或風(fēng)鎬方式進(jìn)行，一旦通過捶打無法達(dá)到處理目的，可以采取爆破方式，完成相應(yīng)的處理工作。

進(jìn)行送到爆破作業(yè)時(shí)，為了確保爆破的順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)做好如下工作。打炮眼時(shí)如果采用多氣腿鑿巖進(jìn)行作業(yè)，要做好多項(xiàng)內(nèi)容的控制，通常來說，風(fēng)鉆間距不得小于10 m，眼深要達(dá)到2 m，孔徑的大小為42 mm，試爆前，應(yīng)當(dāng)以2卷為基礎(chǔ)進(jìn)行裝藥，在爆破效果未達(dá)到最佳狀態(tài)下，應(yīng)當(dāng)一包一包增加，但是為了避免發(fā)生安全事故，最終不得超過5卷；每眼的裝藥量應(yīng)當(dāng)依據(jù)夾石厚度的具體情況而定，具體情況見表2，放炮時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)炮眼的實(shí)際深度、巖石硬度、沖刷厚度等各項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)炮眼裝藥量進(jìn)行增加。

表2 夾石厚度與每眼裝藥量的關(guān)系

在打眼放炮施工中，工作面輸送機(jī)、機(jī)組的開關(guān)手把必須打到零位，并閉鎖好，需要割煤時(shí)，必須在當(dāng)班班長檢查完，確保安全的情況下方可進(jìn)行解鎖送電，否則嚴(yán)禁送電作業(yè)。

放炮前，放炮點(diǎn)中心10 m范圍內(nèi)所有設(shè)備用皮帶遮擋好，且立柱升縮段再用皮帶包裹住。放炮點(diǎn)及周圍10個(gè)支架前端要吊掛5 mm厚、1.4 m寬、1.2 m高的鐵板，并將機(jī)組停于距放炮點(diǎn)30 m外。

利用粘土炮泥對(duì)作業(yè)過程中的炮眼進(jìn)行封閉，需要注意的是封泥的長度要≥1 m，并且要為水泡泥，不得采用可燃性材料進(jìn)行封口，如果炮眼未進(jìn)行封泥，或者封泥不足，則不得進(jìn)行爆破，以免引發(fā)安全事故[3]。

具體作業(yè)期間，若頂板出現(xiàn)了破碎現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)先將支架移走，然后再進(jìn)行拉炮，負(fù)責(zé)放炮的人員在上崗前要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)以及相應(yīng)的考核工作，在取得了相應(yīng)的資質(zhì)后，負(fù)責(zé)相應(yīng)的工作。

放炮員應(yīng)當(dāng)分別將炸藥雷管存放在相應(yīng)的箱子中，同時(shí)為了避免出現(xiàn)盜竊和非法挪用現(xiàn)象，要對(duì)箱子進(jìn)行加鎖，并且不得胡亂堆放[4]。針對(duì)作業(yè)過程中，剩余的雷管、火藥應(yīng)當(dāng)及時(shí)將其送回到火藥庫，避免出現(xiàn)變質(zhì)或者爆炸等安全事故，同時(shí)，在火藥庫中要對(duì)箱子的堆放進(jìn)行合理控制，通常來說，為了避免發(fā)生碰撞，確保安全性，每2個(gè)相鄰的箱子之間的距離不得小于5.0 m。

利用木質(zhì)炮棍輕輕將藥卷推入，先送入2卷水泡泥，然后利用砂土紙袋進(jìn)行封嚴(yán)。同時(shí)，在具體作業(yè)過程中，打眼和裝藥不得平行進(jìn)行，若未將打眼工具撤出到工作面前，不得將雷管、炸藥送入到工作面，以免造成安全事故。

放炮作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行警戒線設(shè)置，通常來說，警戒線與放炮點(diǎn)之間的距離應(yīng)當(dāng)超過100 m，并且要梳理警戒牌、拉線、欄桿，并且要安排專人進(jìn)行警戒，避免人員進(jìn)入到警戒范圍內(nèi)，發(fā)生危險(xiǎn)[5]。

放炮前，班長要對(duì)人數(shù)進(jìn)行清點(diǎn)，確保準(zhǔn)確無誤后，才能下達(dá)指令。放炮員在接收到指令后，要先放炮警告號(hào)，5 s后放炮。

送電后，如果未引爆，相應(yīng)的作業(yè)人員不得立即進(jìn)入到工作面中，應(yīng)當(dāng)從放炮器上拆除母線，并且要扭接成短路，靜等15 min，然后對(duì)線路的故障原因進(jìn)行檢查。

完成放炮后，要等15 min，待因放炮作業(yè)而產(chǎn)生的煙完全消散后，再對(duì)工作面的具體情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保沒有任何安全隱患后，才能解除警戒，此時(shí)，可以讓其他工作人員進(jìn)入到工作面，開展相應(yīng)的工作。

放炮作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)通過合理的方式處理好殘炮和瞎炮，該項(xiàng)工作要在班長的指導(dǎo)下進(jìn)行，并且必須當(dāng)班完成相應(yīng)的處理，如果因?yàn)楦鞣矫嬖蛳拗?，?dǎo)致當(dāng)班未完全相應(yīng)的處理工作，放炮員應(yīng)當(dāng)同下班放炮員針對(duì)該項(xiàng)工作內(nèi)容做好相應(yīng)交接工作，避免日后處理出現(xiàn)問題，影響工作的順利開展。在處理瞎炮時(shí)，要遵守下列規(guī)定：①由于連線不良產(chǎn)生瞎炮，要重新連線；②在與瞎炮距離不小于0.3 m處，打一個(gè)與其平行的炮眼，重新裝藥，完成相應(yīng)的放炮作業(yè)；③禁止繼續(xù)加深炮眼殘底，同時(shí)在向外掏藥時(shí)，不得采用打眼方法進(jìn)行，也不得利用壓風(fēng)對(duì)吹炮眼；④完成對(duì)瞎炮眼處理后，放炮員要對(duì)爆落的煤矸的情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，并要對(duì)未爆的雷管情況進(jìn)行詳細(xì)收集。此外，在完成對(duì)瞎炮處理前，不得在該區(qū)域，開展與瞎炮處理無關(guān)的任何工作，避免對(duì)瞎炮處理造成不良影響。

4 結(jié)語

14-3#層406盤區(qū)8606煤礦綜采工作面過斷層開采期間，要采取合理的過斷層技術(shù)，避免作業(yè)出現(xiàn)安全問題，確保煤礦開采作業(yè)的順利進(jìn)行，從而提高開采量。