趙子波

（潞安集團司馬煤業(yè)公司，山西 長治 047100）

1 概況

潞安集團司馬煤業(yè)公司1216工作面位于井田二采區(qū)南翼，工作面東部、南部為未采區(qū)，工作面向西依次為1216出煤巷、1216輔助運輸巷、1216風巷（外段）三條巷道，如圖1所示，工作面向北為1215工作面塌陷區(qū)。

圖1 司馬礦1216工作面F57逆斷層平面布置示意圖

1216工作面走向長度215m，傾向長度486.7m，開采煤層屬下二疊統(tǒng)山西組下部的3#煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結構較簡單，平均厚度6.01m，傾角0°～6°，平均3°。直接頂以砂質泥巖為主，平均厚度2.6m；基本頂以細粒砂巖與粉砂巖混合層為主，平均厚度10.7m。工作面采用傾斜長壁后退式綜合機械化低位放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。

根據(jù)司馬礦地測科提供資料顯示，1216工作面回采至127m處時在風巷處揭露一條逆斷層F57，斷層落差H=3.7m，斷層傾角為42°，與工作面夾角為85°，且隨著工作面不斷推進，斷層由風巷至運巷逐漸被暴露。受構造應力、回采壓力影響，1216工作面在過斷層前后10m范圍內(nèi)頂板出現(xiàn)破碎、局部冒頂、煤壁片幫現(xiàn)象。

2 回采工藝

為了保證工作面過斷層期間回采安全，加快過斷回采速度，提高回收率，決定采用松動爆破仰斜回采工藝。

（1）由于F57斷層與工作面夾角為85°，1216風巷比運巷超前18m揭露斷層，所以當工作面回采至116m處時及時調(diào)整工作面?zhèn)涡?，偽斜?°，確保工作面與F57斷層夾角一致。

（2）工作面調(diào)整后，在工作面煤壁施工三排松動爆破孔，第一排施工在距頂板0.5m處，松動爆破孔間排距為1.5m，炮孔深度為1.0m，所有炮孔與煤壁呈5°仰角布置。

（3）松動爆破孔施工完后，在每個炮孔內(nèi)依次填裝一支直徑為30mm、長度為35mm、裝藥量為300g的礦用乳化藥卷以及一支毫秒延期電雷管，并對孔口處用黃土、水炮泥進行封堵，封孔長度不得低于0.5m。

（4）每次允許爆破孔數(shù)不超過5個，工作面爆破長度達到20m時及時進行移架，頂板支護后再繼續(xù)爆破，爆破進度控制在0.5m左右，如此類推直至整個工作面松動爆破完成。

（5）工作面一個循環(huán)爆破施工完成后，進行第一個循環(huán)爆破施工，當工作面松動爆破水平推進長度達18m時工作面揭露F57斷層，且遇斷層上盤底板，如圖2所示，此時及時調(diào)整工作面回采角度，沿上盤煤層底板平行回采推進。

（6）當工作面沿斷層上盤近水平回采5m后，及時旋轉調(diào)整工作面?zhèn)涡?，使工作面與風巷及運巷垂直，工作面?zhèn)涡闭{(diào)整后停止松動爆破施工工藝，繼續(xù)采用機械化回采工藝。

圖2 1206工作面過F57逆斷層剖面示意圖

3 安全技術措施

3.1 工作面設備下滑預防措施

（1）推溜作業(yè)前，及時清理溜槽下浮煤、浮矸，防止煤、矸等進入溜槽下，增加底鏈運行阻力。

（2）使用單體支柱以排頭支架為支點對機頭架底座進行壓戧，或以端尾外幫煤墻為支點對機尾架底座進行錨固，錨固后繼續(xù)推中間溜槽，防止前、后溜出現(xiàn)下滑。

（3）采取帶壓移架方式，落架時嚴禁低于相鄰架的側護板，到位后，升緊支架尾梁、頂梁、前梁及防片幫，必要時使用單體支柱以底板為支點對支架頂梁支撐，防止其傾倒或退架。

（4）支架必須升平，前后立柱高度一致，嚴禁前低后高，防片幫收回后，前梁距離底板高度不小于3.1m。

（5）支架工和采煤機司機密切配合，提前3組支架收回支架防片幫，采煤機前滾筒過后，立即打出支架防片幫，煤墻片幫嚴重、頂板破碎時超前帶壓移架。

3.2 頂板破碎預防措施

由于1216工作面回采煤層為3#石炭系煤層發(fā)育不穩(wěn)定，在仰斜上山回采階段，頂板會出現(xiàn)破碎、局部冒頂現(xiàn)象，頂煤預留困難，決定對仰斜回采階段頂板采用“注漿支護+撞楔超前支護”進行維護。

3.2.1 注漿支護

（1）當工作面回采至116m時，在工作面煤壁施工一排注漿鉆孔，鉆孔距頂板1.0m，鉆孔深度5.0m，直徑45mm，鉆孔與工作面呈45°仰角布置，鉆孔終孔位于設計頂板往上2.5m破碎頂板內(nèi)。

（2）鉆孔施工完后將直徑為20mm注漿軟管埋入鉆孔內(nèi)，并采用膨脹水泥對鉆孔進行封孔處理，封孔長度為0.5m。

（3）將注漿軟管與高壓注漿泵連接，并對鉆孔內(nèi)注射粘接劑，粘接劑采用聚氨酯漿液，為了保證粘接劑能夠完全滲入煤體裂隙內(nèi)，注漿壓力不得低于2.0MPa，注漿期間發(fā)現(xiàn)煤體及鄰孔出現(xiàn)漿液滲透時立即停止注漿。

（4）第一排注漿鉆孔注漿完成后且工作面上山回采2.5m后施工第二排注漿鉆孔，相鄰兩排鉆孔疊加交錯布置，疊加距離為1.0m，依次類推直至工作面近水平回采為止。

3.2.2 撞楔超前支護

為了防止頂板破碎出現(xiàn)局部冒頂現(xiàn)象，注漿支護施工完后在工作面頂板施工一排撞楔超前支護。

（1）1216工作面頂板施工的撞楔超前支護由若干根長度為4.0m、直徑為30mm的鋼針組成，首先在工作面頂板設計位置施工一排支護鉆孔，鉆孔與頂板平行布置，鉆孔深度為4.0m，直徑為43mm，鉆孔間距為1.5m。

（2）支護鉆孔施工完后依次向鉆孔內(nèi)填裝兩支錨固劑（型號分別為MSKC23/35型及MSK23/60型）及一根鋼針，并采用手持式鉆機進行錨固，錨固力不得低于98kN。

（3）第一排撞楔超前支護施工完后及時帶壓擦頂移架，使支架頂梁與超前支護體接觸嚴實，當工作面仰斜回采3.0m后施工第二排撞楔超前支護，且與第一排超前支護交錯疊加布置，疊加1.0m。

4 效益

與傳統(tǒng)直接破巖法相比，采用仰斜上山回采工藝可多回采原煤量達3.2萬t，直接經(jīng)濟收益達1800余萬元，同時采用仰斜回采工藝有效提高了工作面過斷層回采效率，2018年4月13日1216工作面開始采用仰斜上山回采工藝，于4月17日揭露斷層上盤煤層，平均回采進度達5.0m/d。