張國(guó)卿

（霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概述

店坪煤礦5-302工作面位于830水平三采區(qū)左翼，工作面東為井田邊界，西為830南翼系統(tǒng)大巷，南為5-304工作面（未采），北為5-210工作面采空區(qū)。工作面可采煤層為5#煤層，走向長(zhǎng)度為1875m，傾向長(zhǎng)度為220m，采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤工藝。工作面割煤采用MG650/1630-WD型雙滾筒采煤機(jī)，采高3.5m，截深0.75m，滾筒Φ2.0m，同時(shí)采用ZFG13000/27.5/42型液壓支架，全部垮落法管理頂板。

工作面回采煤層屬石炭二疊紀(jì)煤層，煤層平均厚度為3.1m，直接頂以炭質(zhì)泥巖及粉砂巖混合為主，平均厚度為2.0m，基本頂主要以粗砂巖為主，平均厚度為6.7m。5-302工作面已回采590m，根據(jù)地測(cè)科提供資料顯示，5-302工作面回采至450m及980m處分別揭露兩條正斷層F5、F7，兩斷層上盤(pán)煤層下移，其中F5斷層走向?yàn)镹60°W，傾角為60°，斷層落差為0.8m，F(xiàn)7斷層走向?yàn)镹75°W，傾角為45°，斷層落差為3.0m。當(dāng)工作面回采至450m處時(shí)采用強(qiáng)行帶壓過(guò)F5斷層破碎帶，但由于F7斷層落差較大采用強(qiáng)行帶壓回采方法過(guò)斷層破碎帶存在很多問(wèn)題。對(duì)此店坪煤礦綜采隊(duì)通過(guò)技術(shù)例會(huì)，分析了傳統(tǒng)帶壓回采主要存在問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)際情況決定采用仰采技術(shù)過(guò)F7斷層，同時(shí)采取有效的支護(hù)措施，力求保證5-302工作面安全順利過(guò)大斷層破碎帶。

2 強(qiáng)行帶壓過(guò)F7斷層存在的問(wèn)題

（1）5-302工作面煤層厚度為4.0m，F(xiàn)7斷層落差為3.0m，斷層上、下盤(pán)重疊煤層厚度為1.0m，而采用強(qiáng)行帶壓過(guò)斷層時(shí)，工作面頂板預(yù)留厚度為1.0m煤層。在回采時(shí)受壓力影響頂板煤層難以預(yù)留，從而加大了工作面液壓支架頂梁損壞率，支架頂梁長(zhǎng)期受壓造成支架移架困難。

（2）采用強(qiáng)行帶壓開(kāi)采時(shí)采煤機(jī)切割巖石量大，同時(shí)斷層處巖石主要以砂巖為主且呈層狀結(jié)構(gòu)，采下的巖石塊狀較大，經(jīng)常造成采煤機(jī)切割部及刮板輸送機(jī)溜槽、刮板鏈損壞，造成設(shè)備成本及維修費(fèi)用較高。同時(shí)，巖石的增多，造成選煤廠選煤效果差。

（3）F7斷層走向?yàn)镹75°W，傾角為45°，斷層貫穿整個(gè)工作面，斷層下盤(pán)巖石上移，采用強(qiáng)行帶壓開(kāi)采時(shí)工作面從斷層帶至停采線割煤量少，初步估算損失煤炭量31.5萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)800萬(wàn)元。

3 仰采技術(shù)過(guò)F7斷層施工方案

3.1 仰采施工方案

（1）5-302工作面在回采時(shí)從回風(fēng)順槽側(cè)首先揭露F7斷層，斷層處煤層在工作面推進(jìn)方向的前上方，在仰采時(shí)為了減少頂板巖石切割量，將工作面采高降低至3.0m，且通過(guò)計(jì)算在揭露斷層前17m處機(jī)尾段開(kāi)始以10°提架爬坡。如圖1所示。

（2）當(dāng)工作面仰采6m后液壓支架頂梁進(jìn)入上盤(pán)頂板巖石層（炭質(zhì)泥巖），繼續(xù)以10°仰角回采11m后揭露F7斷層，此時(shí)工作面液壓支架頂梁進(jìn)入F7下盤(pán)煤層底板。

（3）工作面液壓支架進(jìn)入斷層下盤(pán)煤層后，逐漸提升采高并繼續(xù)以10°仰角回采。繼續(xù)推進(jìn)10m后，液壓支架頂梁進(jìn)入下盤(pán)煤層頂板巖石層，此時(shí)及時(shí)調(diào)整采煤機(jī)滾筒及液壓支架角度采用近水平回采。

圖1 5-302綜采工作面F7斷層剖面示意圖

3.2 仰采過(guò)斷層期間支護(hù)措施

5-302工作面采用仰采工藝過(guò)F7斷層時(shí)，由于巷道坡度較大，采煤機(jī)在爬坡期間需破斷層上盤(pán)頂板巖石層，而F7斷層上盤(pán)煤層頂板往上2m范圍內(nèi)主要以炭質(zhì)泥巖為主，其中夾雜著兩層粉砂巖厚度為0.6m，當(dāng)采煤機(jī)破該巖石層時(shí)頂板難以預(yù)留，出現(xiàn)破碎、冒落現(xiàn)象，同時(shí)工作面過(guò)斷層時(shí)受構(gòu)造壓力影響，斷層兩盤(pán)煤巖層也會(huì)出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。決定在過(guò)斷期間對(duì)工作面頂板施工超前加長(zhǎng)錨桿支護(hù)，具體施工方法如下：

（1）過(guò)F7斷層期間超前錨桿支護(hù)采用長(zhǎng)度為3.5m左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，Φ22mm，加長(zhǎng)錨桿，每根錨桿沿工作面頂板以10°坡度布置。

（2）當(dāng)工作面以10°斜坡仰采5m時(shí)，開(kāi)始施工超前錨桿支護(hù)。施工超前錨桿支護(hù)采用型號(hào)為ZQC-50/2.5S鉆Φ28mm八字型鉆頭的麻花鉆桿聯(lián)合進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為3.0m，鉆孔間距為1.75m。

（3）鉆孔施工完后依次填充樹(shù)脂錨固劑，每個(gè)孔填充兩支錨固劑（一支MSK23/35、一支MSKC23/60型）。

圖2 5-302工作面過(guò)F7斷層施工超前錨桿支護(hù)示意圖

（4）為確保在回采時(shí)超前錨桿支護(hù)穩(wěn)固，加長(zhǎng)錨桿錨固后，在鉆孔以外錨桿端頭施工固定托架，托架長(zhǎng)度為2.0m，每組托架由兩根加長(zhǎng)錨桿固定，如圖2所示。

（5）第一組超前支護(hù)施工完后，液壓支架頂梁緊貼超前錨桿支護(hù)進(jìn)行帶壓回采，當(dāng)采煤機(jī)割煤2m后開(kāi)始施工第二組錨桿超前支護(hù)，相鄰兩組超前支護(hù)交錯(cuò)布置，直至工作面液壓支架進(jìn)入斷層下盤(pán)煤層頂板時(shí)停止施工超前支護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

5-302工作面采用仰采技術(shù)平推過(guò)斷層帶，在過(guò)斷期間對(duì)破碎帶頂板施工超前錨桿支護(hù)，保證頂板穩(wěn)定，解決了工作面在過(guò)斷層時(shí)回采難度大、頂板維護(hù)困難等難題，保證了工作面回采效率，避免了機(jī)械設(shè)備過(guò)斷層帶時(shí)磨損、損壞，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、安全效益。