陳新亮

（同煤集團(tuán)朔煤公司小峪煤礦，山西 朔州 038300 ）

綜采工作面采用帶壓擦頂法強(qiáng)行過(guò)斷層破碎帶時(shí)，若不采取合理有效的回采工序及安全措施，不僅會(huì)造成機(jī)械設(shè)備損壞、回采效率低、設(shè)備推移困難，而且很容易造成頂板局部垮落，甚至發(fā)生重大煤礦安全事故。小峪煤礦4803工作面回采期間，生產(chǎn)科通過(guò)分析研究決定采用帶壓擦頂?shù)姆椒◤?qiáng)行過(guò)斷層破碎帶，同時(shí)采取了有效的安全支護(hù)措施、安全管理措施等，取得了較好的效果。

1 概況

同煤集團(tuán)朔州朔煤小峪煤礦4803工作面為5#煤層南I盤(pán)區(qū)，煤層平均厚度為3.5m，屬石炭二疊紀(jì)煤層。4803工作面走向長(zhǎng)度為1700m，傾向長(zhǎng)度為150m，工作面采用綜合機(jī)械化后退式回采工藝，采空區(qū)采用全部垮落法處理。4803工作面頂板存在偽頂，主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為0.7m，巖石層不穩(wěn)定；直接頂主要以細(xì)粉砂巖為主，平均厚度為3.7m，夾雜一層厚度為0.4m煤層，該巖石脆性大，在大的構(gòu)造應(yīng)力及回采壓力的影響下會(huì)發(fā)生局部頂板折斷現(xiàn)象；基本頂主要以粗砂巖為主，平均厚度為9m，巖石硬度大較穩(wěn)定；工作面底板主要以粗砂巖為主。截至目前4803工作面已回采650m。

根據(jù)小峪煤礦地測(cè)科提供地質(zhì)資料顯示，工作面回采至900m處將揭露一條F11正斷層，斷層落差為1.2m，斷層傾角為45°，工作面回采側(cè)屬斷層下盤(pán)煤層上移，上盤(pán)煤層下移，預(yù)計(jì)工作面回采至890m處將進(jìn)入F11斷層破碎帶，屆時(shí)工作面將出現(xiàn)頂板壓力加大、推溜移架困難、回采效率低等現(xiàn)象。

2 帶壓擦頂過(guò)斷層帶分析

2.1 方案的確立

由于4803工作面頂板存在炭質(zhì)泥巖偽頂，厚度為0.7m，該巖石層極不穩(wěn)定，隨采隨落，若采用俯斜回采技術(shù)工藝，需在揭露斷層前以一定坡度進(jìn)行俯采，而在俯采期間受構(gòu)造應(yīng)力、回采應(yīng)力影響，工作面頂板偽頂及預(yù)留三角煤層難以預(yù)留，不僅加大了液壓支架頂梁負(fù)荷，而且很容易造成頂板大面積垮落。采用俯采時(shí)需切割下盤(pán)煤層底板巖石層，該巖石層主要以粗砂巖為主，巖石硬度大，在切割時(shí)對(duì)采煤機(jī)切割部損傷力度大。綜上所述，決定采用帶壓擦頂?shù)姆椒ㄟ^(guò)F11斷層破碎帶。

2.2 帶壓擦頂過(guò)斷層帶回采工藝

（1）采用帶壓擦頂過(guò)斷層帶期間，減小采煤機(jī)切割深度。4803工作面在回采期間采用的是MG750/1630-WD型號(hào)采煤機(jī)割煤，正常采煤機(jī)切割深度為0.75m，在帶壓擦頂過(guò)斷層時(shí)將切割深度減小至0.5m。

（2）工作面?zhèn)鹘y(tǒng)回采工藝是上行割煤下行空刀掃煤，完成一個(gè)割煤工序后采煤機(jī)返回機(jī)頭進(jìn)行移架推溜工序，而采用帶壓擦頂過(guò)斷層時(shí)由于頂板破碎相對(duì)嚴(yán)重，為防止冒頂事故發(fā)生，在F11斷層時(shí)以70m為一個(gè)回采單元，將整個(gè)工作面劃分為三個(gè)回采單元，采煤機(jī)從輸送機(jī)機(jī)頭位置斜切進(jìn)刀，進(jìn)刀割煤至70m處空刀掃煤返回，然后將采煤機(jī)推至下一個(gè)回采單元，對(duì)第一個(gè)回采單元進(jìn)行推溜移架，待該工序完成后開(kāi)始回采第二個(gè)回采單元，依次類推直至工作面回采完畢。

（3）當(dāng)綜采工作面過(guò)斷層帶后，液壓支架頂梁位于斷層上盤(pán)直接頂巖石層下方，而液壓支架底座下方遺留厚度為1.2m煤層，為加大煤炭資源回采率以及降低巖石切割量，過(guò)斷層后采用微調(diào)一定角度的方式俯采，當(dāng)液壓支架頂梁進(jìn)入上盤(pán)煤層偽頂下方時(shí)調(diào)整支架角度進(jìn)行水平開(kāi)采。

3 安全技術(shù)措施

3.1 安全支護(hù)措施

采用帶壓擦頂?shù)姆椒◤?qiáng)行過(guò)F11斷層破碎帶時(shí)，若只是利用液壓支架進(jìn)行支護(hù)，不采取其他支護(hù)措施，一旦斷層帶巖石層不穩(wěn)定出現(xiàn)大面積垮落，很容易造成液壓支架頂梁及支柱損壞，甚至出現(xiàn)大的安全事故。對(duì)此綜采二隊(duì)通過(guò)研究決定對(duì)斷層帶前后5m施工邁步式錨索吊棚，具體施工方法如下：

（1）當(dāng)工作面回采距斷層帶5m時(shí)開(kāi)始在工作面頂板處施工密集“邁步式”錨索吊棚，吊棚主要由長(zhǎng)度為3.4m的11#工字鋼梁及三根長(zhǎng)度為6m錨索組成，每根鋼梁焊制三個(gè)錨索孔，孔距為1.6m。

（2）當(dāng)?shù)谝粋€(gè)回采單元割煤后在工作面空頂處施工錨索吊棚，第一根錨索頭端施工在液壓支架端頭位置，另尾端施工在工作面煤壁側(cè)位置，使錨索吊棚與工作面成8°夾角。

（3）當(dāng)?shù)谝桓^索吊棚施工完后，開(kāi)始施工第二根錨索吊棚，第二根錨索吊棚頭端施工在第一根錨索尾端處，尾端施工在液壓支架端頭處，第二根與第一根錨索吊棚成“邁步”式布置如圖1所示。

（4）依次類推，相鄰兩根錨索吊棚成“邁步”式布置，當(dāng)一個(gè)回采單元頂板“邁步式”錨索吊棚施工完且移架推溜后，第二個(gè)回采單元開(kāi)始割煤、施工錨索吊棚、移架推溜等工序，第二個(gè)回采單元頂板錨索吊棚與第一個(gè)回采單元頂板錨索吊棚施工工藝相同。

（5）依次類推直至工作面過(guò)斷層5m后停止施工“邁步式”錨索吊棚，錨索吊棚施工完后在移架時(shí)必須確保支架頂梁與錨索吊棚接觸嚴(yán)實(shí)，帶壓移架。

圖1 綜采面“邁步式”密集工字鋼梁布置示意圖

3.2 安全管理措施

（1）由于工作面三個(gè)回采單元移架推溜不是同步進(jìn)行，為保證工作面煤壁平直，避免因頂板壓力不均造成局部冒頂，三個(gè)回采單元全部推溜移架后必須進(jìn)行一次設(shè)備步距微調(diào)，確保輸送機(jī)、支架平直。

（2）采用帶壓擦頂過(guò)斷層帶時(shí)，頂板對(duì)支架頂梁破壞強(qiáng)度大，所以在過(guò)斷層期間必須加強(qiáng)支架頂梁檢修維護(hù)，同時(shí)為保證支架具有足夠的初撐力，必須隨時(shí)檢查支架立柱升降情況、供液系統(tǒng)完好情況等。

（3）工作面空頂處施工“邁步式”密集錨索吊棚時(shí)，必須協(xié)調(diào)好施工工序，防止意外事故發(fā)生，在施工錨索時(shí)如發(fā)現(xiàn)頂板出現(xiàn)離層必須及時(shí)匯報(bào)礦有關(guān)部門(mén)。

（4）在施工“邁步式”錨索吊棚時(shí)為防止煤壁片幫砸傷施工人員事故發(fā)生，在施工前采用護(hù)網(wǎng)配合2寸鋼管對(duì)煤壁進(jìn)行維護(hù)。

（5）在過(guò)斷層期間必須加強(qiáng)工作面頭尾順槽支護(hù)，每班設(shè)專人對(duì)頭尾順槽頂?shù)装逡平窟M(jìn)行觀察，當(dāng)移近量超出作業(yè)規(guī)程規(guī)定范圍時(shí)必須及時(shí)采取措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

小峪煤礦4803工作面在過(guò)斷層期間，通過(guò)分析研究決定采用帶壓擦頂方法強(qiáng)行過(guò)斷層破碎帶，對(duì)工作面頂板施工“邁步式”密集錨索吊棚支護(hù)，加強(qiáng)斷層處頂板穩(wěn)定性，同時(shí)采取了合理有效的安全管理措施。實(shí)踐證明，采用該回采工藝及安全措施過(guò)F11斷層時(shí)有效提高了回采效率，降低了機(jī)械設(shè)備損壞率，避免了生產(chǎn)事故的發(fā)生，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全效益。