朱 峰

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)南關(guān)煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉中 031304）

1 概述

山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)南關(guān)煤業(yè)有限責(zé)任公司3205工作面位于三采區(qū)，工作面走向長度607 m，傾向長度140 m，工作面回采煤層為霍西煤田2#煤層，煤層平均厚度為2.4 m。2#煤層偽頂主要以泥巖為主，平均厚度0.3 m，直接頂主要以含砂泥巖及薄煤層為主，平均厚度為3.0 m，基本頂主要以粗砂巖為主，平均厚度為3.5 m。

3205工作面采用走向長壁后退式采煤法，綜合機(jī)械化采煤工藝，自然垮落法管理頂板。選用ZZ4000-14/32型掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行頂板支護(hù)（共計(jì)90架），MG300/700-QWD型采煤機(jī)破煤，SGZ-764/800型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。

根據(jù)南關(guān)煤礦地測科提供資料顯示，3205工作面回采至420 m處揭露一條正斷層F7，斷層落差為2.0 m，傾角為55°，斷層從機(jī)頭處預(yù)先揭露，并沿工作面煤層延伸至機(jī)尾處，斷層與工作面成10°夾角布置。由于F7斷層落差較大，回采煤層下移，對(duì)過F7斷層回采方案進(jìn)行合理選擇，采取有效的技術(shù)措施非常重要。

2 過F7斷層施工工藝及技術(shù)措施

2.1 回采方案選擇

對(duì)3205工作面過斷層提出了三種回采方案。第一種方案是直接破巖平行推進(jìn)；第二種方案是工作面機(jī)頭段揭露F7斷層時(shí)以7°俯角下山回采，過斷層后揭露下盤煤層后繼續(xù)平行回采；第三種方案是工作面機(jī)頭段在揭露F7斷層前5m時(shí)，以機(jī)頭處為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)對(duì)工作面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)偽斜回采，工作面旋轉(zhuǎn)后與F7斷層平行，然后平行回采5.0 m，且機(jī)頭、機(jī)尾同時(shí)揭露F7斷層后再以7°俯角下山回采。

第一種方案破巖量大，在回采過程中對(duì)采煤機(jī)切割部損傷嚴(yán)重，同時(shí)直接破頂巖回采會(huì)造成斷層下盤處底煤損失嚴(yán)重。

第二種方案相比第一種方案破巖量大大減少，但是當(dāng)工作面在機(jī)頭段揭露斷層時(shí)機(jī)尾段與F7斷層間距為25 m，若此時(shí)直接對(duì)3205工作面采用下山回采，對(duì)機(jī)尾段頂煤損失嚴(yán)重，且不利于頂板管理。

綜上所述，確定3205工作面過F7斷層時(shí)選取第三種回采方案。

2.2 推采方法

（1）受F7斷層應(yīng)力影響，預(yù)計(jì)工作面回采至400 m處進(jìn)入斷層破碎區(qū)域，此時(shí)適當(dāng)減小采煤機(jī)切割深度，控制在0.5 m左右，并及時(shí)帶壓擦頂移架。

（2）當(dāng)工作面回采至415 m處時(shí)，機(jī)頭段距F7斷層距離為5.0 m，機(jī)尾段距F7斷層距離為25 m，此時(shí)以機(jī)頭段2#支架為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)機(jī)尾段進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。施工方法如下：① 由于SGZ-764/800型刮板運(yùn)輸機(jī)最大彎曲角度為1.2°，所以單位割煤深度內(nèi)刮板輸送機(jī)彎曲長度為L=0.65/sin1.2°=32.5 m，支架數(shù)為N=32.2/1.5=22架，旋轉(zhuǎn)割煤等分?jǐn)?shù)W=90/22≈4；② 在等分割煤時(shí)等分點(diǎn)分別為2#架、24#架、46#架、68#架，將采煤機(jī)移至68#支架上行割煤至90#支架然后空刀返回至46#支架并及時(shí)移68#～90#支架及刮板輸送機(jī)，再上行割煤至90#支架并空刀返回至24#支架，并及時(shí)移46#～90#支架及刮板輸送機(jī)，依次類推直至采煤機(jī)空刀返回至2#支架，第一個(gè)內(nèi)循環(huán)割煤完成；③由于一個(gè)內(nèi)循環(huán)旋轉(zhuǎn)距離為S=0.65×4=2.6 m，所以工作面需旋轉(zhuǎn)割煤刀數(shù)m=25/2.6≈9刀。

（3）3205工作面旋轉(zhuǎn)后進(jìn)行偽斜推采，5 m后揭露F7斷層，此時(shí)調(diào)整采煤機(jī)切割角度以7°俯角推采，回采時(shí)割煤深度不得超過0.5 m，割煤后及時(shí)進(jìn)行移架。

（4）當(dāng)工作面下山角度推采16 m后，揭露斷層上盤2#煤層，此時(shí)調(diào)整采煤機(jī)割煤角度，沿2#煤層頂?shù)装褰交夭伞?/p>

（5）當(dāng)工作面回采過F7斷層5 m后繼續(xù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)面，此時(shí)以機(jī)尾段為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)工藝與過斷層前旋轉(zhuǎn)工藝相同，如圖1所示。

圖1 3205工作面過F7斷層前后工作面旋轉(zhuǎn)平面示意圖

2.3 下山推采頂板控制技術(shù)措施

3205工作面下山回采期間需破上盤頂板巖石層，而2#煤層偽頂以泥巖為主，直接頂以含砂泥巖及薄煤層為主，巖石層易破碎，在下山回采時(shí)頂板很難預(yù)留，采用注漿及施工超前錨桿支護(hù)的方法進(jìn)行破碎頂板控制維護(hù)。

（1）注漿支護(hù)。注漿主要目的是加強(qiáng)破碎頂板膠結(jié)穩(wěn)定性，提高破碎頂板承載能力。采用馬麗散混合液作為注漿液，工作面布置一排注漿鉆孔，鉆孔間距為3.0 m，鉆孔深度為5.0 m，鉆孔布置在距工作面頂板1.0 m處且與工作面成8°仰角布置。

（2）超前錨桿支護(hù)。超前錨桿支護(hù)主要目的是防止工作面在回采時(shí)受應(yīng)力影響，破碎頂板發(fā)生局部冒頂。超前支護(hù)體采用長度為3.5 m、直徑為30 mm的玻璃鋼錨桿，錨桿間距為2.0 m，錨桿布置在工作面下山推采時(shí)設(shè)計(jì)頂板位置，工作面下山割煤后支架頂梁緊貼支護(hù)桿體進(jìn)行移架。

3 應(yīng)用效果

目前3205工作面回采已過F7斷層，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)采用第三種回采方案過F7斷層時(shí)取得了較好效果，主要表現(xiàn)為：

（1）3205工作面過F7斷層采用下山推采，減少了過斷層期間破巖量，降低了工作面機(jī)械設(shè)備故障率；采用旋轉(zhuǎn)推采方式，增加了三角頂煤回收率。與傳統(tǒng)直接過斷層相比，減少破巖量31360 m3，提高煤柱回收量24000 t，回采期間采煤機(jī)切割部及支架頂梁未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞情況。

（2）在下山推采期間采用注漿+超前錨桿支護(hù)對(duì)破碎頂板進(jìn)行聯(lián)合維護(hù)，期間頂板未出現(xiàn)嚴(yán)重破碎現(xiàn)象，特別是在頂板巖石層與煤層交界處完全得以控制，避免了因膠結(jié)不穩(wěn)定造成頂板大面積垮落事故發(fā)生；下山推采期間液壓支架頂梁緊貼超前錨桿支護(hù)帶壓移架，保證了支架初撐力，降低了支架頂梁損壞率。