和正華

（西山煤電集團(tuán)公司東曲煤礦，山西 古交 030200）

東曲煤礦斷層等地質(zhì)構(gòu)造多，影響了礦井的高效生產(chǎn)，本文以東曲煤礦14218工作面為對(duì)象，研究快速過斷層采煤技術(shù)。

1 工程概況

根據(jù)勘探資料和已施工的巷道資料：14218工作面即將回采過F13斷層，F(xiàn)13在14218皮帶順槽、軌道順槽、輔助運(yùn)輸機(jī)巷、回風(fēng)措施巷實(shí)際揭露為正斷層，與工作面夾角18°，影響區(qū)域867m；過F13之后，推進(jìn)30m左右在工作面中上部揭露F12斷層，F(xiàn)12為14218回風(fēng)措施巷實(shí)際揭露正斷層，與工作面夾角75°，預(yù)計(jì)F12延伸到14218工作面中上部，影響區(qū)域30m，見表1。

2 工作面過斷層前加固方案

為確保14218大采高工作面安全回采過F12與F13斷層影響區(qū)，對(duì)14218工作面輔助運(yùn)輸機(jī)巷受F13正斷層影響區(qū)和14218工作面回風(fēng)措施巷受F13與F12正斷層影響區(qū)注射馬麗散加固頂?shù)装?。注射位置如下?4218輔助運(yùn)輸機(jī)巷受正斷層F13影響區(qū)30m（1979～2009m）范圍內(nèi)的頂板注射馬麗散加固頂板，如圖1所示；14218回風(fēng)措施巷受正斷層F13影響區(qū)42m（1201～1243m）與F12影響區(qū)12m（1139～1151m）范圍的頂板注射馬麗散加固頂板，如圖2所示；14218輔助運(yùn)輸機(jī)巷受正斷層F13影響區(qū)30m（2106～2136m）范圍內(nèi)從巷道上幫距底板200mm向工作面注射馬麗散加固3#～6#支架底板，防止支架鉆底。

表1 斷層情況表

2.1 馬麗散注射孔要求

2.1.1 輔助運(yùn)輸機(jī)巷頂板注射孔要求

注射馬麗散鉆孔傾向孔距為4m，走向孔距為6m，每排兩個(gè)，施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整?？枯o助運(yùn)輸機(jī)巷上幫一排鉆孔距煤幫300mm，孔深5200mm，與輔助運(yùn)輸機(jī)巷頂板夾角50°，鉆孔直徑Ф=42mm；靠輔助運(yùn)輸機(jī)巷下幫一排鉆孔距煤幫l100mm，孔深4000mm，垂直巷道頂板，鉆孔直徑Ф=42mm。

圖1 14218輔助運(yùn)輸機(jī)巷注射馬麗散鉆孔布置圖板

2.1.2 回風(fēng)措施巷頂板注射孔要求

注射馬麗散鉆孔傾向孔距為3.2m，走向孔距為6m，每排兩個(gè)，施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整?？炕仫L(fēng)措施巷下幫一排鉆孔距煤幫300mm，孔深5200mm，與回風(fēng)措施巷頂板夾角50°，鉆孔直徑Ф=42mm；靠回風(fēng)措施巷上幫一排鉆孔距煤幫1100mm，孔深4000mm.垂直巷道頂板，鉆孔直徑Ф=42mm。如圖2所示。

2.1.3 輔助運(yùn)輸機(jī)巷上幫注射孔要求

注射馬麗散鉆孔走向孔距為6m，鉆孔距底板200mm，水平偏下10°施工，注射孔深2500mm。由于工作面直接底為碳質(zhì)泥巖與粉砂巖互層，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活確定注射孔位置。

2.2 施工工序

施工工藝：敲幫問頂→用錨桿機(jī)向頂板打注射孔→埋設(shè)注漿管→安裝封口器→用高壓膠管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入裝有馬麗散樹脂和催化劑的桶內(nèi)→開泵注漿→停泵→拆卸注射槍。

2.3 施工步驟

（1）孔位設(shè)計(jì)：孔位設(shè)計(jì)詳細(xì)情況見圖1和圖2所示。① 打孔：要求鉆孔直徑42mm，使用錨桿機(jī)配套Ф20mm的管進(jìn)行打孔。② 打孔注漿由工作面方向巷口方向順序進(jìn)行，打完3組眼后開始注漿，此后打孔與注漿平行作業(yè)，注漿時(shí)把兩根吸料管分別插入馬麗散樹脂和催化劑桶中，原料經(jīng)過活塞進(jìn)入輸送管，輸送到注射槍里，通過注射槍注入煤巖層。

圖2 14218回風(fēng)措施巷注射馬麗散鉆孔布置圖

（2）加強(qiáng)斷層區(qū)風(fēng)、機(jī)兩巷頂?shù)装宓墓芾?，除在風(fēng)、機(jī)兩巷F12、F13斷層影響區(qū)注射馬麗散技術(shù)處，還采取以下措施：① 將回風(fēng)措施巷三排帶帽點(diǎn)柱變?yōu)椤耙涣喝?；?工作面膠帶巷出現(xiàn)片幫時(shí)，必須支設(shè)點(diǎn)柱進(jìn)行背幫處理，防止因片幫出現(xiàn)漏頂，背幫柱柱距1m，背幫使用小桿，規(guī)格=1200mm×60mm×10mm；③ 工作面過斷層期間膠帶巷必須備有50根DW45/110單體支柱、30根D225/100單體支柱、5m3木板梁和小桿、30片菱形金屬網(wǎng)、100根道木（150mm×150mm×1200mm）等備用支護(hù)材料。

3 工作面過斷層的方案

3.1 施工方案

F12正斷層落差2.3m，F(xiàn)13正斷層落差5m，全部采用正常硬過斷層法。具體措施為適當(dāng)降低采高、調(diào)整開采層位破斷層下盤底板的方法進(jìn)行平推通過斷層。

工作面開采層位的確定主要是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況結(jié)合地質(zhì)資料。

（1）層位調(diào)整原則：上盤按作業(yè)規(guī)程要求進(jìn)行回采，當(dāng)工作面破底量超過1.0m時(shí)采用爆破的方法對(duì)巖石進(jìn)行預(yù)松動(dòng)，工作面斷層面向機(jī)頭方向5個(gè)支架底煤不超過1.0m。

（2）工作面破巖段可通過適當(dāng)抬高底板的方法減少破巖量，但抬底段最大傾角不能超過12°（工作面傾角9°）且與工作面平緩過渡。

（3）調(diào)整開采層位時(shí)原則上每隔一刀挑頂或臥底一次，每一刀挑頂或臥底量不得超過100mm。

（4）工作面過斷層期間必須保證工作面“三機(jī)”平直。

3.2 安全技術(shù)措施

（1）過斷層期間，備齊Фl60mm×1500mm撞楔、金屬網(wǎng)、單體液壓支柱、鍬鎬等處理冒頂所需的各種工具和材料。

（2）超前支護(hù)的單體液壓支柱必須有足夠的初撐力，保證迎山有勁。單體液壓支柱必須穿好鞋，確保支柱初撐力符合要求。

（3）刮板輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾三角區(qū)處在過斷層期間提前處理好三角區(qū)頂板。過斷層期間，上、下端頭尾巷回撤前必須檢查好后路單體液壓支柱的初撐力，初撐力不足時(shí)，進(jìn)行二次注液，確保尾巷回撤地點(diǎn)后路的安全。

（4）超前支護(hù)嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程中的規(guī)定進(jìn)行操作，每班必須檢查超前支護(hù)的單體液壓支柱，發(fā)現(xiàn)失效單體液壓支柱等要及時(shí)注液、更換，以保證超前支護(hù)的完整性和支護(hù)強(qiáng)度。

（5）采煤機(jī)割煤通過斷層破碎帶時(shí)必須控制行走速度。采煤機(jī)司機(jī)的操作必須在液壓支架前柱內(nèi)進(jìn)行，防止?jié)L落矸石、煤傷人。

（6）過斷層期間，當(dāng)人員進(jìn)入機(jī)道作業(yè)時(shí)，采煤機(jī)停止割煤，手把打零位，摘開滾筒離合器，將采機(jī)隔離開關(guān)閉鎖。需要爆破時(shí)，必須用廢舊膠帶保護(hù)液壓支架立柱及各種管線。

4 結(jié)語

通過采取過斷層的綜合技術(shù)方案，14218工作面順利推過F12和F13斷層，不再重新開切眼、搬家倒面，回收了斷層煤柱附近的資源，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。