綜采工作面過(guò)斷層安全技術(shù)措施分析

陳 鵬 尚培久

（1.朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 朔州 036002；2.山西山陰芍藥花煤業(yè)，山西 朔州 036900）

煤礦斷層分布廣，形態(tài)、類型繁多，規(guī)模大小不一。斷層改變了煤巖層的埋藏條件，使煤巖層發(fā)生錯(cuò)斷并發(fā)生顯著位移。在煤礦采煤過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到斷層 ,嚴(yán)重影響采煤工作面的正常生產(chǎn)和安全，造成煤炭資源的損失。根據(jù)斷層的形態(tài)，制訂符合礦井生產(chǎn)實(shí)際的過(guò)斷層方案[1-5]，確保采煤工作面順利通過(guò)斷層具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 概況

山西山陰芍藥花煤業(yè)有限公司采用綜合機(jī)械化采煤工藝，正在回采6 號(hào)煤層，厚度1.89～5.66 m，平均3.77 m，傾角2～4°，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層基本頂為10.36 m 厚的粗砂巖，直接底為1.08 m 的泥巖。該面整體形態(tài)為單斜（近水平）構(gòu)造，經(jīng)工作面巷道實(shí)際揭露，小構(gòu)造欠發(fā)育，發(fā)育有F1（落差3.5 m）、F2（落差2.5 m）、F3（落差2 m）斷層。

6109 工作面回采期間機(jī)頭處揭露的F1 斷層，該斷層為正斷層，斷層影響范圍：走向20 m，傾角85°，對(duì)工作面回采影響較大。為了初采及正常回采期間安全、順利完成過(guò)斷層作業(yè)，需制訂過(guò)斷層施工方案。

2 施工方案

2.1 施工方法

（1）根據(jù)6109 工作面斷層揭露的地質(zhì)資料，采取挑頂飄底直接推過(guò)的方法過(guò)斷層。在煤層部分采煤機(jī)回采割煤；巖體部分采取松動(dòng)爆破后，煤機(jī)再割煤。過(guò)斷層期間，嚴(yán)格控制采高，實(shí)煤區(qū)采高2.8～3. 0 m，矸石區(qū)采高2.4～2.6 m。煤機(jī)過(guò)斷層時(shí)，應(yīng)放慢速度，牽引速度嚴(yán)格控制在1.0 m/min 以內(nèi)。煤機(jī)在溜尾方向割煤至矸石處后退采煤機(jī)，從溜尾側(cè)向溜頭方向放震動(dòng)炮。

（2）炮眼一次全部施工完成，每10 m 進(jìn)行分段爆破，爆破20 m 距離時(shí)進(jìn)行煤機(jī)掃矸，退回采煤機(jī)繼續(xù)進(jìn)行分段爆破。斷層的上盤(pán)和下盤(pán)相襯平，即斷層帶要割平、割齊，禁止留臺(tái)階、傘檐，每割一刀緩慢抬底100～150 mm 左右，減少采矸量，確?；夭珊笕窟M(jìn)入實(shí)煤區(qū)，控制抬底、剎底量，工作面內(nèi)刮板運(yùn)輸機(jī)控制傾角≯10°。

（3）加強(qiáng)煤質(zhì)管理，爆破后大塊矸石使用風(fēng)鎬或大錘進(jìn)行破碎再進(jìn)入轉(zhuǎn)載機(jī)或在溜頭移出刮板運(yùn)輸機(jī)靠幫碼放。放炮期間采用擋皮快捷吊掛，在放炮區(qū)間支架前梁安裝掛鉤，放炮前擋皮放下，不用時(shí)平鋪掛在頂梁上。

2.2 頂板管理

（1）加強(qiáng)兩順槽超前支護(hù)和工作面液壓支架的二次注液，超前支護(hù)單體初撐力不小于6.5 MPa，端頭支護(hù)單體初撐力不小于11.5 MPa，液壓支架初撐力不小于24 MPa。工作面液壓支架距端頭支護(hù)棚的距離不大于0.5 m，頂板破碎時(shí)不大于0.3 m，工作面液壓支架與順槽支護(hù)棚要保持一致平，嚴(yán)禁出現(xiàn)落差。液壓支架排成一條線，其偏差不得超過(guò)50 mm，中心距偏差不得超過(guò)100 mm。液壓支架頂梁與頂板平行支設(shè)，其最大仰俯角7°。相鄰液壓支架不能有明顯錯(cuò)差，液壓支架不擠、不咬，架間空隙不超過(guò)200 mm。

（2）斷層帶應(yīng)拉移超前架，使液壓支架前梁抵到煤幫，并打出護(hù)幫板，保證端面距≤340 mm。液壓支架的側(cè)護(hù)板伸出，防止液壓支架間竄煤矸。斷層區(qū)域，放炮割煤后及時(shí)移超前架支護(hù)頂板。局部液壓支架護(hù)頂不嚴(yán)處應(yīng)使用半圓木接頂，接頂要均勻，接嚴(yán)接實(shí)。工作面過(guò)斷層期間，斷層面漏頂時(shí)可在支架頂板鋪設(shè)金屬網(wǎng)，半圓木托頂支護(hù)。

（3）下出口從端頭支架前梁起往外布置。上出口從過(guò)渡支架前梁及切頂線往外各布置一排，超前煤壁5 m 范圍增加一排超前支護(hù)棚加強(qiáng)支護(hù)。兩順槽打設(shè)2 排走向棚， DW3.5-250/100X 單體液壓支柱配合HDJA-1000 鉸接梁支護(hù)頂板。超高巷道采用Ф200 mm×1500 mm 的半圓木接頂，其初撐力不小于6.5 MPa。DW3.5-250/100X單體液壓支柱配合“π”型或半圓木沿煤壁傾向打設(shè)支護(hù)棚，“一梁二柱”，或打設(shè)靠幫柱，棚梁間距不大于500 mm。

2.3 爆破施工

2.3.1 鉆眼設(shè)備

采用中空六棱合金鋼鉆桿，長(zhǎng)度2.0 m。鉆頭尺寸為Φ42 mm，數(shù)量不少于12 個(gè)。7655 型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆5 臺(tái)（其中2 臺(tái)備用）。

2.3.2 爆破器材

選用2 級(jí)煤礦許用乳化炸藥，炸藥型號(hào)為Φ32 mm×200 g。選用毫秒延期電雷管，最長(zhǎng)延期時(shí)間不超過(guò)130 ms。選用MFB-200 型發(fā)爆器。爆破母線選用長(zhǎng)不少于120 m 的雙芯阻燃專用放炮線。封孔材料使用水炮泥和黃泥，封孔時(shí)要求先封黃泥，再裝1 塊水泡泥，然后再用黃泥封實(shí)，無(wú)封泥、封泥不足或封泥不實(shí)的炮眼嚴(yán)禁爆破，嚴(yán)禁用煤粉、塊狀材料及其他可燃性材料作封孔材料。

2.3.3 炮眼布置及爆破參數(shù)技術(shù)要求

（1）炮眼布置方式可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用單排眼或五花眼布置。炮眼布置圖如圖1、圖2。炮眼說(shuō)明見(jiàn)表1。

圖1 單排眼布置圖

圖2 五花眼布置圖

表1 炮眼說(shuō)明表

（2）采用正向裝藥方式，每眼一個(gè)煤礦許用電雷管。采用串聯(lián)聯(lián)線方式，一次裝藥一次起爆。最小抵抗線不得小于0.3 m。每次放炮距離不超過(guò)10 m，最大裝藥量為27 kg，炮眼眼距、裝藥量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整，但必須符合6109 工作面供風(fēng)量1260 m3/min，根據(jù)“風(fēng)量不小于一次起爆炸藥質(zhì)量（單位：kg）的25 倍”等綜合考慮，一次起爆炸藥質(zhì)量不超過(guò)30 kg。

（3）爆破前將巷道內(nèi)人員全部撤到警戒線以外，警戒線為爆破地點(diǎn)向外轉(zhuǎn)彎巷道75 m，直線巷道100 m，安排專人在有安全掩體的安全地點(diǎn)設(shè)置警戒線，除警戒人員外，其他人員在進(jìn)風(fēng)巷躲避。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析研究，6019 綜采工作面過(guò)斷層時(shí)，采取了挑頂飄底直接推進(jìn)過(guò)斷層的方式，并從加強(qiáng)煤質(zhì)管理、加強(qiáng)支護(hù)、爆破施工等方面制定了詳細(xì)的技術(shù)措施，保證了綜采工作面安全、平穩(wěn)有序通過(guò)斷層，降低了生產(chǎn)成本，減少了危險(xiǎn)事故的發(fā)生。