邊俊奇，田慧強(qiáng)，謝明亮

(山西西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

大采高工作面過斷層技術(shù)實(shí)踐

邊俊奇，田慧強(qiáng)，謝明亮

(山西西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

鎮(zhèn)城底礦地質(zhì)條件較為復(fù)雜，構(gòu)造多，大采高采煤工藝應(yīng)用較廣泛，但大采高綜采工作面由于采高大，在過較大斷層時(shí)問題突出，操作不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)支架實(shí)際工作阻力降低、支架傾倒、冒頂?shù)惹闆r，尤其當(dāng)斷層斷距較大時(shí)，會(huì)加大工作面通過的難度。為保證大采高工作面順利過斷層，在準(zhǔn)確計(jì)算過斷層最小采高、坡度的前提下，制定相應(yīng)的安全技術(shù)保障措施，才能實(shí)現(xiàn)大采高工作面安全、高效、快速通過斷層。本文對(duì)該礦大采高工作面在過斷層時(shí)的相關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行了闡述，可為同類礦井提供參考。

大采高;過斷層技術(shù);支護(hù)

西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦南六采區(qū)22606工作面，所采煤層為2.3#煤，綜合機(jī)械化一次采全厚采煤法開采，頂板情況:偽頂為0～0.4 m泥巖;直接頂為1.69 m厚細(xì)砂巖，老頂為3.50 m厚中砂巖;直接頂為1.31 m粉砂巖，老頂為4.44 m粉砂巖。工作面在回采90 m后，遇到一落差為H=3.0 m的正斷層，隨著工作面的推進(jìn)，該斷層落差逐漸增大，回采400 m后落差為H=5.1 m，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大不便，分割為3個(gè)工作面，需重新補(bǔ)巷，且每個(gè)工作面也需重新布置，為此選擇硬過斷層的方法回采。

1 工作面概況

22606 大采高工作面沿頂板掘進(jìn)，煤層平均厚度2.68 m，煤層整體呈復(fù)式向斜構(gòu)造，傾角7°，該工作面走向長(zhǎng)2 215 m，傾斜長(zhǎng)249 m，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法。當(dāng)工作面推進(jìn)至90 m時(shí)，遇FS123正斷層，至400 m時(shí)，另一斷層 FS124擴(kuò)大至5.1 m，F(xiàn)S123、FS124斷層位置示意圖見圖1。

2 工作面過斷層技術(shù)要求

1)工作面過斷層采取上盤挑頂，下盤拉底相結(jié)合的方法，減少破巖量。

圖1 FS123、FS124斷層位置示意圖

2)工作面過斷層破巖，根據(jù)斷層落差大小和巖石軟硬確定采煤機(jī)截割或爆破。爆破時(shí)采用打眼防震動(dòng)炮，采機(jī)掃巖的方法進(jìn)行。

3)設(shè)備允許的最小采高:該礦使用MGTY250/600－1.1D 采煤機(jī)，滾筒直徑為 1.8 m，機(jī)身高度1.24 m;所用支架為ZZ4000/17/35支撐掩護(hù)式液壓支架，支架高度為1.7～3.5 m，工作面過斷層影響區(qū)域范圍時(shí)，采高過低易造成死架，且影響采機(jī)通行，所以增加500 mm安全高度，最小采高確定為2.2 m，所以，將最小采高控制在2.2 m。

4)工作面過斷層時(shí)，溜子的拉運(yùn)方向坡度控制在10°以下，使溜子平緩過渡，坡度過大采機(jī)運(yùn)行困難，同時(shí)工作面凸起處溜子底板不易拉下去，造成坡度越來(lái)越陡而運(yùn)行困難。

5)工作面過斷層，受斷層影響區(qū)域內(nèi)的仰、俯情況，視未受斷層影響其它段的頂板變化而定，前后要協(xié)調(diào)一致，否則，會(huì)造成過量拉底或挑頂，增加破巖工作量。

6)工作面過斷層區(qū)域內(nèi)支架要充分接頂，并達(dá)到初撐力。否則，會(huì)造成頂板下沉而冒頂。

7)當(dāng)斷層帶頂板破碎易發(fā)生冒頂事故時(shí)，割煤放炮前，在煤壁掛鐵絲網(wǎng)、架設(shè)梯子梁、打錨桿錨索，進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。

8)工作面發(fā)生冒頂事故時(shí)，采用“井”字型小木垛進(jìn)行構(gòu)頂支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

9)工作面斷層處打眼放炮前要提前拉支架，使主梁梁頭緊靠煤壁。

10)工作面斷層處的炮眼布置為:打眼時(shí)根據(jù)巖厚確定炮眼布置方式，破巖厚度小于0.8 m時(shí)為單排炮眼，破巖厚度在1.5 m以上時(shí)，為雙排炮眼。上盤頂眼距頂0.2 m，下盤底眼距底0.2 m，炮眼間水平距0.8 m，垂距0.8 m，炮眼口均向機(jī)頭或機(jī)尾擺10°。

11)工作面打眼使用FT－170型鉆機(jī)，1.5 m長(zhǎng)的六菱形空心鉆桿，炮眼垂深0.8 m，打一茬眼，割一刀煤，嚴(yán)禁打滿桿，以防控頂面積大而造成冒頂。

12)工作面炮眼裝藥量為每眼1卷，正向裝藥結(jié)構(gòu)，放炮時(shí)間盡量減少采空區(qū)拋渣，影響拉架和損壞支架。

13)工作面放炮時(shí)，炮眼口均朝機(jī)頭(尾)時(shí)，放炮順序應(yīng)從機(jī)尾(頭)向機(jī)頭(尾)逐段進(jìn)行。

14)放炮時(shí)，每3 m為一段，放炮后及時(shí)伸出防片幫板，控制好頂板，防片幫板伸出后端間距≥340 mm時(shí)，要及時(shí)帶壓擦頂移架。

15)放炮后頂板不平時(shí)，采機(jī)割煤時(shí)應(yīng)將頂板掃平，不能造成低頭架。

16)放炮前要對(duì)支架采取防護(hù)措施，同時(shí)應(yīng)停止乳化液泵供液，待放炮后，檢查支架閥組手把是否被炮崩出的巖石打到升降位置，若有，及時(shí)回0后，方可通知供液支護(hù)，避免在放炮后造成支架自動(dòng)降架而漏頂。

3 斷層帶頂板破碎時(shí)的加強(qiáng)支護(hù)

其施工工藝:

1)鋪網(wǎng)。

a)鋪網(wǎng)時(shí)，先將支架防片幫板收回，將其長(zhǎng)邊沿工作面傾向展開，并與循環(huán)網(wǎng)搭接100 mm，隔一孔聯(lián)一扣，網(wǎng)的短邊搭接100 mm、孔孔相聯(lián)、聯(lián)網(wǎng)絲為300 mm長(zhǎng)的14#鐵絲，聯(lián)網(wǎng)時(shí)網(wǎng)絲雙股擰結(jié)，每扣3匝，網(wǎng)的規(guī)格為0.7×10 m2的12#菱形金屬網(wǎng)。

b)鋪第一道網(wǎng)時(shí)，先將支架防片幫板收回，將網(wǎng)的長(zhǎng)邊沿工作面傾向展開，吊掛在前梁梁頭，并拉回吊起。網(wǎng)鋪好后，兩人分別架住板梁的兩端，架在金屬網(wǎng)下，一人操作支架，將支架防片幫板打出，挑住板梁，然后人員迅速撤離煤幫進(jìn)入支架內(nèi)，將板梁下支架防片幫板全部打出，如此逐架進(jìn)行，將網(wǎng)壓住。板梁使用d20 cm×3.0 m圓木從中一分為二，制成厚度不小于110 mm，板梁與鐵絲網(wǎng)間用8#鐵絲雙股捆綁每根木梁捆兩道鐵絲。鋪網(wǎng)、上板梁作業(yè)時(shí)，必須逐架逐段進(jìn)行。

2)上梯子梁、打錨桿錨索。

a)在網(wǎng)下先沿工作面傾向布置梯子梁，相鄰兩架梯子梁必須對(duì)接，使錨孔重合，并由錨桿托盤壓死。

b)錨桿的布置及安裝。

(1)打錨桿眼前，先按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行定位、標(biāo)記、同時(shí)在錨桿上也做一標(biāo)記，以保證打眼深度，錨桿傾向煤幫 45°，間距1.0 m。

(2)采用MQT－120型錨桿鉆機(jī)，長(zhǎng)1.5 m的六角中空鉆桿，使用d27 mmY型鉆頭打眼，眼深1.5 m。施工時(shí)，必須保證錨桿孔徑和藥卷直徑相匹配、匹配系數(shù)4～6 mm、藥卷直徑23 mm。

(3)錨桿眼打好后，取下鉆桿，將 MSCK2355、MSZ2355型各一卷藥放進(jìn)錨桿眼內(nèi)(MSCK2355型在眼底)，然后用預(yù)先上好連接頭的錨桿體將錨固劑送到眼底。外露0.3 m時(shí)開始攪拌，邊攪拌邊推進(jìn)，攪拌時(shí)間為30 s，保持推力1 min，然后取下攪拌機(jī)具，3 min后將錨桿尾部螺母擰緊，使預(yù)緊螺母扭矩達(dá)到200 N·m，達(dá)不到時(shí)重新補(bǔ)打，錨桿錨固力為90 kN。

(4)安裝錨桿時(shí)，要首先檢查錨桿眼的方向、位置、深度、角度是否符合要求。如發(fā)現(xiàn)不符合要求，不得在該眼中安裝錨桿，應(yīng)重新補(bǔ)打。擰緊螺母桿尾螺紋部分外露長(zhǎng)度不得小于20 mm，不得大于30 mm。

c)安裝錨索具體工藝。

(1)利用MQT－120型鉆機(jī)配合d19 mm可接六角中空鉆桿和d27 mmY型鉆頭鉆孔，孔深6.3 m，錨索傾向煤幫60°，間距1.5 m。

(2)安裝時(shí)，將MSCK2355、MSZ2355型藥卷各兩卷依次放入孔內(nèi)，用錨索將藥卷推至孔底，上好錨索安裝器，將錨索與鉆機(jī)連接。

(3)開始時(shí)，鉆機(jī)低速度運(yùn)轉(zhuǎn)，均勻用力將錨索往里推，當(dāng)錨索外露1.0 m時(shí)，快速鉆動(dòng)鉆機(jī)，最終外露0.2～0.3 m，保持鉆機(jī)平穩(wěn)攪拌45 s后停止，在保持鉆機(jī)推力1 min，方可撤鉆機(jī)。

(4)安裝錨索2 h后，上好錨索托盤和鎖具，并用張拉千斤頂進(jìn)行張拉承載，保證張拉壓力達(dá)到30 MPa。

4 勞動(dòng)組織及效益

1)按規(guī)程要求正規(guī)施工，每割一刀煤需要打眼60個(gè)，3臺(tái)風(fēng)鉆同時(shí)作業(yè)，每臺(tái)鉆需打眼20個(gè)，每打一個(gè)眼連裝炮需要5 min，打眼裝炮共需100 min，放炮時(shí)每3 m放一炮，一刀煤放炮10次，需80 min。打眼放炮總計(jì)180 min，開機(jī)割一刀煤3 h，完成一刀生產(chǎn)任務(wù)需6 h。

2)按兩班半出煤，半班檢修組織生產(chǎn)，生產(chǎn)班互創(chuàng)條件，每天兩個(gè)生產(chǎn)班割3.5刀煤，檢修班派足人員邊檢修邊打眼，割一刀煤，圓班完成4.5刀煤，約2 468 t，全月按生產(chǎn) 25 d的計(jì)算，共生產(chǎn)原煤61 711 t。

3)生產(chǎn)班要求所有人員全部參與打眼、放炮工作，割煤時(shí)才各有分工。

4)按照勞動(dòng)組織崗位人員配置，每個(gè)圓班出勤63人，每日生產(chǎn)原煤2 468 t，完成工效約:39 t/工。

5 問題及建議

1)過斷層期間，要保證支架完好，不出現(xiàn)自動(dòng)卸載現(xiàn)象，否則無(wú)法控制頂板。采煤機(jī)割過煤后，要及時(shí)拉架，滾筒過后防片幫板馬上伸出。

2)工作面刮板輸送機(jī)坡度要緩，不使刮板輸送機(jī)出現(xiàn)急彎，保證刮板輸送機(jī)正常使用。

3)對(duì)斷層帶頂板破碎段的鋪網(wǎng)、架設(shè)梯子梁、打錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)非常必要，能有效地控制頂板和煤壁片幫，從而預(yù)防煤壁片幫以及因煤壁片幫而引發(fā)的冒頂事故，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。鋪網(wǎng)、架設(shè)梯子梁、打錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)要及時(shí)，不能在片幫、冒頂后進(jìn)行。

Practice on Passing through Fault Technology of Large Mining Height Working Face

Bian Jun － qi，Tian Hui－ qiang，Xie Ming － liang

The geological conditions of Zhenchengdi coal mine is more complex，the structure is more，large mining height process is adopted widely，but the fully mechanized working face because of large mining height，when passed through the fault the problems is prominent，improper operation will appear the actual resistance of support reduced，the support toppled over，roof fell and many other circumstances，especially when the fault displacement is larger will increase the difficulty of the face passing through.In order to ensure that the large mining height face pass through the fault successfully，under the premise which accurately calculate the minimum mining height of passing through the fault and slope，formulated corresponding security technology safeguard measures，can realize safely，efficiently and fastly passing through the fault.In this paper，when the large mining height face passed through the fault the related technical measures are expounded，can provide a reference for the similar mines.

Large mining height;Passing through fault technology;Support

TD353

A

1672－0652(2012)08－0026－03

2012－07－10

邊俊奇(1970—)，男，山西忻州人，1990年畢業(yè)于大同大學(xué)，工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)及安全管理工作(E －mail)553720633@qq.com