楊存寶，王富平

（神華烏海能源路天礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海 016035）

綜采放頂煤工作面大落差斷層平推硬過(guò)經(jīng)驗(yàn)介紹

楊存寶，王富平

（神華烏海能源路天礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海 016035）

路天礦業(yè)公司四采區(qū)1604綜放工作面，揭露一條落差為22m的正斷層，此斷層與工作面斜交，走向長(zhǎng)度為440m，嚴(yán)重影響正?；夭伞榱松a(chǎn)順利進(jìn)行和工作面少丟煤，采用了放震動(dòng)炮的方法平推硬過(guò)，斷層上盤(pán)挑頂、下盤(pán)破底，遇破碎帶采用化學(xué)聚合物馬麗散加固頂板、煤壁，防止片幫、漏冒頂事故發(fā)生。

綜采；放頂煤；大落差斷層

1 1604工作面概況

1604工作面走向長(zhǎng)1450 m，傾向長(zhǎng)280 m，煤層厚度8.07 m，傾角8°～15°，f=2，選用綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采法，設(shè)計(jì)機(jī)采2.6 m，放頂5.47 m，采放比1∶2.1，頂煤通過(guò)礦壓自然垮落、自溜裝煤，全部垮落法管理頂板。根據(jù)地質(zhì)資料，工作面內(nèi)共有7條斷層，其中在回風(fēng)巷430 m處揭露F17斷層，此斷層將煤層完全斷開(kāi)，嚴(yán)重影響回采。16號(hào)煤層直接頂為細(xì)砂巖，厚2.6 m，以石英為主；直接底為細(xì)砂巖，厚2.0m，以石英為主。

2 工作面的設(shè)備配置

工作面共裝189部液壓支架，其中ZFS5000/18.5/28型支撐掩護(hù)式放頂煤支架183部，ZFG5800/20/28型排頭支架6部（上下端頭各裝3部）。選用MG-300/700-1.1D雙滾筒采煤機(jī)落煤和裝煤，工作面前后各裝一部SGZ764/800型刮板輸送機(jī)，分別運(yùn)輸采煤機(jī)截割落煤和放頂落煤。

3 過(guò)斷層方案的選擇

方案一：在斷層前方重開(kāi)切眼，搬家跳采。若選擇此種方案時(shí)，工作面推進(jìn)長(zhǎng)度減少440m，損失煤量100萬(wàn)t以上，造成大量的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失；并且還要投入更多的人力、物力、財(cái)力開(kāi)掘切眼和搬遷工作面，又需耗費(fèi)200萬(wàn)元。再者，工作面處于斷層帶中，頂板破碎嚴(yán)重，回撤設(shè)備十分困難，安全無(wú)法保障。故此方案不可選取。

方案二：工作面遇巖石放震動(dòng)炮，平推硬過(guò)。此方案較能完全回收斷層帶附近煤炭資源，提高了經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省了工作面搬遷費(fèi)用，延長(zhǎng)了回采年限，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。其缺點(diǎn)是斷層帶頂板管理難度大，班班放炮，工作面推進(jìn)速度慢。綜上所述，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益、可行性、安全方面進(jìn)行綜合評(píng)比論證之后，決定1604工作面選用方案二。

4 過(guò)斷層的工藝

技術(shù)部門(mén)提前制定了過(guò)斷層安全技術(shù)措施，并按預(yù)測(cè)斷層落差變化情況，及時(shí)地調(diào)整工作面。參見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 工作面平面圖

從Ⅰ—Ⅰ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進(jìn)至765 m（取平均值）處，約在工作面81m處（54號(hào)支架）遇到F17正斷層（H=3.5m，傾角60°），此時(shí)斷層對(duì)回采稍有影響?；夭蛇^(guò)程中應(yīng)在斷層上盤(pán)適當(dāng)丟煤，下盤(pán)至機(jī)頭沿原煤層底板回采，不用爆破可通過(guò)。

圖2 工作面地質(zhì)

從Ⅱ—Ⅱ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進(jìn)至827 m處，約在工作面115 m處（77號(hào)支架）揭露F17（H=7 m，傾角82°），此時(shí)斷層對(duì)回采有一定影響，在斷層上盤(pán)會(huì)揭露頂板；下盤(pán)底板揭露石頭，需爆破通過(guò)。此時(shí)工作面需破巖長(zhǎng)度約17m，破巖高度2 m，并隨回采斷層會(huì)逐漸向機(jī)尾推進(jìn)，破巖長(zhǎng)度逐漸加長(zhǎng)，工作面下半部煤層漸趨穩(wěn)定。

從Ⅲ—Ⅲ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面推進(jìn)至903 m時(shí)，約在工作面180m處（120號(hào)支架）斷層落差接近13 m，此時(shí)破巖長(zhǎng)度約73 m，破巖高度為全采高，并隨回采斷層會(huì)繼續(xù)向機(jī)尾推進(jìn)，工作面下半部煤層漸趨穩(wěn)定。

從Ⅳ—Ⅳ地質(zhì)剖面圖分析：當(dāng)工作面回采至975m時(shí)，F(xiàn)17斷層落差大到18m，并隨回采上移到工作面240 m處（160號(hào)支架），此時(shí)工作面破巖長(zhǎng)度最大達(dá)79m，破巖高度為全采高。隨著向前回采，破巖長(zhǎng)度逐漸縮小，直至推至回風(fēng)巷430m處（爬上回風(fēng)巷大坡），將斷層帶全部推完。

過(guò)斷層期間，工作面緊追斷層下盤(pán)回采，當(dāng)落差變大時(shí)，適當(dāng)破底；斷層上盤(pán)破頂回采，同時(shí)根據(jù)技術(shù)科提供的地質(zhì)資料，掌握好上盤(pán)丟煤厚度，提刀仰采，使工作面上盤(pán)至機(jī)尾始終與回風(fēng)巷巷道“接軌”。若仰采角度過(guò)小，導(dǎo)致機(jī)尾標(biāo)高低于回風(fēng)巷標(biāo)高，上出口行人、通風(fēng)、運(yùn)料困難；若仰采角度過(guò)大，導(dǎo)致機(jī)尾標(biāo)高高于回風(fēng)巷標(biāo)高，上出口除行人、通風(fēng)、運(yùn)料困難外，最后一部支架底座有懸空傾倒的危險(xiǎn)。

5 過(guò)斷層措施和注意問(wèn)題

5.1 過(guò)斷層的措施保障

1）降低斷層帶采高：由于斷層落差變化較大，需及時(shí)調(diào)整工作面。斷層下盤(pán)緊追煤層底板回采，上盤(pán)爬坡，工作面局部地段仰采。為了防止片幫傷人和減小破巖量，根據(jù)機(jī)身高度（1450 mm）和支架的最小支護(hù)高度（1850 mm），同時(shí)考慮避免“壓死”支架的最小高度，確定斷層帶的最小采高調(diào)整為2 m為宜。

2）移超前架：F17斷層周圍派生小斷層極其發(fā)育，原生裂隙錯(cuò)綜復(fù)雜，生產(chǎn)中追機(jī)移架，返空刀后及時(shí)移超前架支護(hù)頂板，有效地防止了垮幫漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。

3）放小炮震動(dòng)法：工作面揭露巖石后，科學(xué)合理地布置炮眼，采用少裝藥放小炮進(jìn)行震動(dòng)預(yù)裂提前處理，即預(yù)裂深度能滿足機(jī)組截深（600 mm）即可。爆破后大大減少了截齒的使用量，同時(shí)用廢舊皮帶保護(hù)好支架等設(shè)備，防止崩壞。

4）注馬麗散加固煤壁頂板：根據(jù)實(shí)際情況，以45°的角度距底板1.5m向煤壁施工鉆孔，孔深10 m，間距6 m，采用注漿泵向鉆孔注入化學(xué)聚合物馬麗散，每孔注入1000kg。注入后，馬麗散能滲入、充填煤壁裂隙，起到膠結(jié)煤壁、頂板的作用，為生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件，避免了以往頂板破碎架前漏頂煤矸越過(guò)電纜槽甚至涌入架箱現(xiàn)象。

5）架前架順山棚維護(hù)頂板：遇頂板離層、垮幫而導(dǎo)致的支架前梁接頂不實(shí)或出現(xiàn)架前漏空現(xiàn)象，及時(shí)采用剎桿剎頂，并用圓木、單體支柱配合支架在架前架順山棚支護(hù)，并打好貼幫柱，有效地阻止了片幫范圍的擴(kuò)大。

6）偽斜開(kāi)采：設(shè)計(jì)工作面下行單向割煤，機(jī)尾割三角煤斜切進(jìn)刀，單架順序移架，加之受斷層影響工作面煤層傾角變大，防止前部刮板輸送機(jī)大幅度下滑，采用了偽斜開(kāi)采技術(shù)，使下端頭始終超前上端頭25m～30m回采?；仫L(fēng)巷斷層帶處巷道落差最高達(dá)到25 m（+1124 m±1099 m），最大坡度16°23′00″，機(jī)尾端頭支架安設(shè)防滑防倒裝置，并及時(shí)輔以人工調(diào)正架向，避免了支架傾倒、咬架、擠架現(xiàn)象，可使其支護(hù)狀態(tài)良好。

7）為了防止工作面前部刮板輸送機(jī)在自重作用下下滑，采用上行順序依次推移前部刮板輸送機(jī)，使輸送機(jī)的下滑量與推移輸送機(jī)時(shí)產(chǎn)生的向上分力抵消，從而保證其穩(wěn)定。

5.2 過(guò)斷層的注意問(wèn)題

1）采取提刀方式減少割矸厚度時(shí)，注意：由俯采轉(zhuǎn)變?yōu)檠霾尚枰粋€(gè)過(guò)程，即俯采—平推—仰采。如果從俯采直接大幅度提刀，形成仰采趨勢(shì)，會(huì)導(dǎo)致支架導(dǎo)向桿無(wú)法正常伸出（被支架過(guò)橋壓?。?，前部輸送機(jī)無(wú)法推移到位，采煤機(jī)截深不夠，無(wú)法正常挑頂，形成惡性循環(huán)，影響工作面的正常推進(jìn)。由此看出，當(dāng)遭遇地質(zhì)構(gòu)造需要進(jìn)行提、臥刀時(shí)，需要首先考慮設(shè)備的配套適應(yīng)性；一般俯、仰角度在0°～15°范圍內(nèi)時(shí)設(shè)備都可適應(yīng)。2）避免在原地調(diào)整支架，要在動(dòng)態(tài)過(guò)程中調(diào)整。3）一定要保持足夠的過(guò)機(jī)高度。如果采高過(guò)低，嚴(yán)重影響推進(jìn)速度，勢(shì)必造成頂板的進(jìn)一步惡化。4）斷層帶要順平底板，以防出現(xiàn)局部?jī)A角較大（大于15°）造成支架歪斜。5）過(guò)斷層期間要調(diào)直工作面，尤其是斷層帶處不能甩后，防止工作面出現(xiàn)弧狀彎曲造成移架困難。

6 結(jié)論

過(guò)斷層期間采取了一系列措施，并嚴(yán)格控制了工作面仰采角度和上盤(pán)丟底高度，提前放震動(dòng)炮預(yù)裂，挑頂破底，保證了工作面正常開(kāi)采，減少了煤炭損失。過(guò)斷層期間仍取得了較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，實(shí)踐證明，如果技術(shù)措施得當(dāng)，綜采放頂煤工作面過(guò)大斷層可取得較好的效益；同時(shí)也為綜采放頂煤工作面過(guò)大落差斷層積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

Introduction of Passing High Fault in Fully-mechanized Top-coal Caving Face

YANG Cun-bao,WANG Fu-ping
(Lutian Mine,Shenhua Wuhai Engergy Group,Wuhai Inner Mongolia016035)

On No.1604 fully-mechanized caving face of the fourth area in Lutian Mining Co.,a normal fault with drop of22m (F17,north to south,and dig angle is82°)opened up.The fault is440m long and intersects obliquely with the mining face,which seriously affects working.To ensure production and to reduce coal loss,blasting tremor was used to pass the fault.Besides,to prevent and control side wall and roof falling,the researchers lifted the hanging wall of fault,broke the lower wall and reinforceed the roof and wall with Marithan when meeting with broken area.

fully-mechanized mining;top-coal;high fault

TD823.4+9

A

1672-5050（2011）03-0072-03

2010-10-21

楊存寶（1960—），男，內(nèi)蒙古人，本科，工程師，主要從事煤炭企業(yè)技術(shù)管理工作。

徐樹(shù)文