張 輝

（山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司 安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，山西 太原 030053）

斷層是礦井開采中的一種常見地質(zhì)構(gòu)造，是指巖層斷裂后兩側(cè)巖層發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造［1］。在我國，工作面過斷層最常見的方法包括：調(diào)整采高法、挑頂臥底法、跳采法和綜合法等［2］。合理開采方法的選擇與煤層賦存條件、斷層落差、傾角以及工作面推進(jìn)方向等多種因素有關(guān)，選擇合理的開采方法，對保障工作面安全通過斷層有著十分重要的作用［3］。西山煤電集團(tuán)西銘礦42208工作面在推進(jìn)過程中，遇到一條逆斷層F214，貫穿整個工作面，對回采影響很大。本文根據(jù)礦井實(shí)際情況，提出工作面過斷層的安全技術(shù)措施，保障工作面正常生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生。

1 工程概況

西山煤電集團(tuán)西銘礦位于山西省古交市附近，42208工作面主采2#煤層，位于1018水平西十二采區(qū)，煤層厚度為1.70～2.20 m，平均厚度為1.85 m，煤層傾角為1°～4°，平均2°，屬于近水平煤層，工作面走向長度664 m，傾斜長度197 m，工作面面積為130808 m2。

工作面單軌吊巷位于工作面南側(cè)，長721 m，為矩形斷面，斷面寬為3.8 m，高為2.8 m，斷面面積10.64 m2；頂板采用螺紋鋼錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)，頂板錨桿間排距為0.85 m×1.10 m，錨索按兩排花型布置，間排距為4.0 m×2.2 m；巷道兩幫采用錨桿支護(hù)的形式，按兩排花型布置,間排距為1.5 m×1.2 m；皮帶巷位于工作面北側(cè)，長715 m，矩形斷面，斷面寬為3.6 m，高為2.6 m，支護(hù)方式與單軌吊巷相同。

在煤層開采過程中，距離切眼約385 m處遇到一條貫穿整個工作面的逆斷層，對工作面開采影響很大，斷層落差H為5.5～10.0 m，傾角∠為17°～25°（在單軌吊巷附近H=10 m，∠=25°，皮帶巷附近H=5.5 m，∠=17°），斷層走向?yàn)?17°，傾向?yàn)?07°。

2 過斷層技術(shù)工藝

2.1 過斷層方法選擇

根據(jù)西銘礦42208工作面實(shí)際情況，初步擬定過斷層采用跳采重新開采眼過斷層或者挑頂拉低平推過斷層。

綜合考慮兩種方法的優(yōu)劣，重新開切眼耗費(fèi)時(shí)間較長，影響工作面正常接續(xù)，且浪費(fèi)斷層帶內(nèi)煤炭資源，經(jīng)濟(jì)效益差。因此，綜采42208工作面過斷層采用上盤拉底、下盤挑頂?shù)姆绞?，風(fēng)鉆濕式打眼，一次裝藥一次爆破的方法通過。若煤層滾幫嚴(yán)重，進(jìn)行打眼注漿加固頂板和煤幫。

2.2 過斷層工藝

工作面距離斷層5～8 m時(shí)，提前挑頂作業(yè)，減少斷層落差，挑頂前將工作面采高控制在1.8 m，以減少挑頂工作量，當(dāng)揭露斷層時(shí)，及時(shí)調(diào)整工作面，減少揭露面積。

過斷層時(shí)先利用爆破松動，然后用采煤機(jī)掃矸的方式通過。具體工藝技術(shù)如下：

（1）工作面過斷層時(shí)，采用多工序平行作業(yè)，降低耗費(fèi)時(shí)間，提高工作效率，快速通過斷層；

（2）如斷層巖體強(qiáng)度較低，利用采煤機(jī)直接掃矸通過，斷層巖體強(qiáng)度較大時(shí)，采用打眼震動爆破的方式通過斷層；

（3）進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，首先采用高頻風(fēng)鉆濕氏打眼，鉆孔深度為1.0 m，間排距為0.8 m×0.8 m，最上部鉆孔距離頂板0.5 m，鉆孔布置與采煤機(jī)方向呈80°角，循環(huán)進(jìn)度為0.8 m，炮眼布置見圖1。

（4）每次爆破完成后，及時(shí)利用破板移架及時(shí)支護(hù)，破板規(guī)格為3.0 m。當(dāng)發(fā)現(xiàn)頂板較為破碎時(shí)，應(yīng)采取鋪設(shè)金屬網(wǎng)的方法加強(qiáng)支護(hù)，防止頂板冒落矸石傷人。

（5）爆破工作全部完成后，移動支架，認(rèn)真檢查工作面頂板和煤壁，確認(rèn)沒有問題后，開動采煤機(jī)，將矸石掃入運(yùn)輸機(jī)，及時(shí)移溜。

圖1 炮眼布置

具體爆破參數(shù)如表1所示。

表1 爆破參數(shù)

3.1 兩巷超高段假頂安全技術(shù)措施

工作面單軌吊巷超高段寬度為3.8 m，長度為30 m，高度為10 m（原設(shè)計(jì)高度為2.8 m），皮帶巷超高段寬度為3.6 m，長度為13 m，高度為5.5 m（原設(shè)計(jì)高度為2.6 m）。對于超高段的支護(hù)，為保障巷道圍巖穩(wěn)定，上部應(yīng)鋪設(shè)人工假頂，使巷道高度與原設(shè)計(jì)方案相同，假頂使用Φ≮180 mm的紅松圓木，初步計(jì)算單軌吊巷需40層左右，皮帶巷需要16層左右。在做人工假頂時(shí)應(yīng)遵守以下安全措施：

（1）嚴(yán)格遵守“敲幫問頂”制定，如發(fā)現(xiàn)巷道有離層或者滾幫現(xiàn)象，必須及時(shí)處理，保證井下工作人員的安全。

（2）在安設(shè)單體液壓支柱時(shí)，必須保證有三人配合操作，液壓支柱必須穿鞋，不能安置在浮煤之上，必須保證支柱升緊，有足夠的初撐力，保證支護(hù)質(zhì)量［4］。

（3）巷道維護(hù)時(shí)，必須制定科學(xué)可行的管理方法，現(xiàn)場須有班隊(duì)干部跟班指揮，統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，避免事故的發(fā)生。

（4）采用木垛架設(shè)人工假頂時(shí)，必須嚴(yán)格接頂，架構(gòu)假頂后，巷道高度要與原巷道高度一致，避免出現(xiàn)臺階或巷道過低的現(xiàn)象。

3.2 打眼爆破時(shí)的安全技術(shù)措施

（1）打眼前操作人員要熟悉操作規(guī)程，嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求，熟練操作打眼設(shè)備；打眼前認(rèn)真檢查設(shè)備情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理［5］。

（2）放炮時(shí)，工作人員應(yīng)距離100 m外警戒，不得擅離職守，警戒線位置見圖2。

圖2 放炮警戒

（3）放炮結(jié)束后，要認(rèn)真檢查頂板、煤壁的情況，檢測機(jī)尾上隅角瓦斯?fàn)顩r，滿足安全生產(chǎn)要求后，方可繼續(xù)生產(chǎn)。

3.3 滾幫嚴(yán)重時(shí)注漿安全技術(shù)措施

過斷層時(shí)，若發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重滾幫現(xiàn)象，應(yīng)采取注漿的方法及時(shí)處理，具體方法參考附近41122工作面，首先在滾幫嚴(yán)重的地段進(jìn)行加固處理，注漿孔應(yīng)在煤層中部布置，注漿孔深度為4 m，直徑為42 mm，間距為4.5 m，應(yīng)斜向上15°角布置。使用多功能泵施工，運(yùn)作正常后，將A、B兩組進(jìn)料管插入吸料桶，1:1混合，當(dāng)壓力值正常后停止注漿，重復(fù)以上操作直至結(jié)束［6］。 注漿布置見圖3。

圖3 注漿布置

注漿時(shí)應(yīng)注意的安全技術(shù)措施有：

（1）注漿過程中，應(yīng)穿戴專用防護(hù)設(shè)備，認(rèn)真檢查設(shè)備情況，發(fā)現(xiàn)損壞故障應(yīng)及時(shí)更換。

（2）開始注漿前，要檢查頂板和煤壁情況，保障作業(yè)環(huán)境安全，不能直接接觸注漿材料。

（3）注漿時(shí)，嚴(yán)禁平行作業(yè)，避免事故的發(fā)生；搬運(yùn)重型設(shè)備時(shí)，應(yīng)多人共同配合完成。

（4）如果遇到煤壁松軟，極易發(fā)生滾幫等事故的區(qū)段，必須設(shè)置護(hù)幫裝置，保障工作人員的生命安全。

4 結(jié)語

根據(jù)西銘礦42208工作面實(shí)際條件，分析斷層分布情況，對工作面過斷層技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，得到以下結(jié)論：

（1）工作面推進(jìn)時(shí)遇到一條貫穿整個工作面的逆斷層，綜合實(shí)際情況，確定采用挑頂拉低，一次裝藥一次爆破的方法平推過斷層；

（2）確定過斷層的工藝技術(shù)，提出打眼爆破和架構(gòu)假頂?shù)陌踩胧?，保障礦井的安全生產(chǎn)；

（3）當(dāng)遇到滾幫嚴(yán)重時(shí)，采用注漿的方法及時(shí)處理，提出注漿的工藝方法，確定安全技術(shù)措施。

在實(shí)際生產(chǎn)中，采用本文研究方法，工作面快速安全的通過斷層，未發(fā)生任何安全事故，保障了礦井生產(chǎn)的正常進(jìn)行。