代瑞鋼

（山西西山煤電股份有限公司西曲礦，山西 古交 030200）

西山煤電集團西曲礦位于山西省古交市汾河北岸。西曲礦現(xiàn)有兩個綜采隊，采用長壁后退式全部垮落法綜合機械化采煤方法。北三盤區(qū)29302工作面位于盤區(qū)北翼，工作面以南為北三下組煤運料巷、北三下組煤運煤巷以及北三下組煤回風巷，如圖1所示。29302工作面走向長度為1200m，斜長為180m，煤層平均厚度為4.5m，煤層平均傾角為9～15°。工作面頂板存在偽頂，主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為1.1m，隨采隨落。直接頂為細粉砂巖，成片狀結(jié)構(gòu)，平均厚度為6.5m，受回采應力及構(gòu)造應力影響在回采期間該巖石層存在局部離層、冒頂現(xiàn)象，巖層穩(wěn)定性差。工作面底板主要以泥巖為主，平均厚度為2.4m，底板相對松軟，工作面采用QY350-35型掩護式液壓支架，支架最大支撐高度為3.5m。

圖1 北三盤區(qū)29302工作面布置示意圖

根據(jù)地測科提供地質(zhì)資料顯示，29302工作面回風巷回采至920m處將揭露一條正斷層F19，其中斷層與工作面煤層夾角為65°，斷層落差為3m，斷層上下兩盤重疊煤層厚度為1.5m，且回風順槽在斷層帶附近將以4°傾角下降。而運輸順槽巷回采至850m處揭露F19斷層，此時斷層落差變?yōu)?.5m，斷層與煤層夾角為55°。F19斷層對工作面回采影響較大，回采期間距斷層30m范圍內(nèi)出現(xiàn)破碎帶，加大了回采難度。對此綜采二隊召開技術(shù)例會，分析了采用傳統(tǒng)的過斷層技術(shù)措施過F19斷層存在的問題，通過研究決定采用仰俯斜回采工藝過斷層。

1 初步過F19斷層方案及存在問題

1.1 初步過斷層方案

29302工作面過F19斷層初步設(shè)計方案是采用強行帶壓過斷層措施，由于F19斷層前后30m范圍內(nèi)頂板出現(xiàn)破碎，29302工作面回采至890m處開始以6°仰角割頂巖石層帶壓開采，當仰采30m后將找見斷層下盤煤層底板，然后逐漸加大采高直至采煤機上滾筒找見斷層下盤頂煤，找見頂煤后停止仰采，及時調(diào)整工作面支架及采煤機角度，沿煤層頂?shù)装寤夭伞?/p>

1.2 強行帶壓過F19斷層存在的問題

（1）采用強行帶壓過F19斷層時，必須破斷層下盤頂板巖石層，若以6°斜坡仰采直至遇斷層下盤煤層底板，將破頂板巖石層厚度達3m，而29302工作面頂板往上1.1m為炭質(zhì)泥巖，極不穩(wěn)定，在回采過程中會隨采隨落，再繼續(xù)往上6.5m范圍內(nèi)為細粉砂巖，呈片狀結(jié)構(gòu)，在回采期間受回采應力及構(gòu)造應力影響出現(xiàn)離層、局部冒頂現(xiàn)象，所以在以6°斜坡仰采破頂板巖石層時頂板會出現(xiàn)大面積破碎、局部冒頂，甚至大面積頂板垮落現(xiàn)象，不僅降低了工作面回采效率，加大了機械設(shè)備損壞率，而且很容易發(fā)生重大煤礦安全事故。

（2）若以6°仰采，將損失斷層下盤煤量達5萬t，割矸石量達18000m3，同時造成機械磨損費用達60萬元，共計造成煤礦經(jīng)濟損失達120萬元。

2 仰俯斜回采工藝過斷層施工方案

（1）當回風順槽側(cè)工作面回采至890m處工作面坡度將以6°俯角回采，當工作面俯采10m后將揭露F19斷層，此時采煤機將找見斷層下盤煤層底板，在俯采期間必須采用帶壓擦頂回采。

（2）當工作面采煤機及支架遇見斷層下盤煤層底板時，及時調(diào)整采煤機及液壓支架角度以7°仰角進行仰采，當工作面仰采25m后，將找見上盤煤層頂板，此時再次調(diào)整采煤機及支架角度，沿煤層頂?shù)装迤叫谢夭桑鐖D2所示。

圖2 29302工作面仰俯斜回采技術(shù)過斷層剖面圖

（3）由于F1斷層從運輸順槽至回風順槽落差逐漸增大，變化幅度為3.5m，所以工作面機械設(shè)備需下落3.5m左右，受采動壓力及構(gòu)造應力的影響，29302回風順槽變形較大，變形最大時高度只有 1 .8m左右，所以在回采期間回風順槽側(cè)10組支架維護以及巷道支護相對困難，必須采取合理有效的對策措施，具體施工方法如下：

①在距29302回風順槽側(cè)20m范圍內(nèi)，支工字鋼棚并與機尾支架頂梁搭接，防止頂板破碎漏頂。為確保工作面過斷層時頂板安全穩(wěn)定，在過斷層前15m處，在工作面架設(shè)木垛棚直至安全穩(wěn)定通過斷層破碎帶。

②由于受工作面傾角及斷層破碎帶影響，為防止工作面液壓支架在前移時發(fā)生支架傾倒現(xiàn)象以及頂板大面積冒頂現(xiàn)象，在工作面過斷層期間實行帶壓移架，且必須保證支架前梁緊頂煤壁并盡量縮小梁端距。

③在進行仰俯斜過斷層期間，工作面采煤機在割煤時應先割底刀，后割上刀，割煤后應及時移超前架，將工作面空頂面積控制在最小范圍。

④29302工作面在過斷層期間必須確保每班有一名上崗干部進行現(xiàn)場指揮，并指派專職的安檢工負責檢查安全，特別在對尾巷20組支架進行拉架時必須確保上端頭安全。

3 結(jié)束語

西山煤電集團西曲礦29302工作面在回采期間采用仰俯斜技術(shù)過斷層，實踐證明采用該技術(shù)過斷層與傳統(tǒng)過斷層施工方法相比具有回采效率高，在過斷層時破巖量少，采煤機及液壓支架損壞率低等優(yōu)點，而且仰俯斜過斷層時降低了斷層帶附近煤巖體破碎程度，確保了綜采面在過斷層期間支護安全有效，保證了綜采面安全順利過斷層帶，避免了安全生產(chǎn)事故及機電事故發(fā)生，取得了顯著的安全、經(jīng)濟效益，該過斷層回采技術(shù)得到了礦及集團公司一致認可，可在其他類似條件工作面進行推廣應用。