趙慧波

(潞安化工集團 王莊煤礦，山西 長治 046031)

52M2工作面回采前400 m范圍需過F115斷層，該斷層最大落差達6.5 m左右，同時回采整個過程中需過1條空巷，即原52猴車巷，以上兩種因素并存將對工作面安全生產(chǎn)造成較大影響。

為保證工作面正常安全開采，回采前對52猴車巷進行全部加固維修，并結(jié)合我礦近幾年綜采工作面過斷層、空巷技術(shù)經(jīng)驗，回采前對52M2綜采工作面同時過斷層、空巷回采進行具體分析與論證。

1 工作面概況

52M2工作面位于王莊煤礦52采區(qū)，為一煤柱綜放工作面，是52采區(qū)最后一個工作面，東為52猴車巷，西為52煤倉，南為52/3號已采工作面，北為5205已采工作面。工作面傾斜長度150 m，可采長度567 m，可回收煤炭資源63萬t，煤層傾角1～9°，平均傾角5°，煤層厚度平均為6.74 m，普氏硬度系數(shù)f=1～3，容重1.35 t/m3，工作面使用ZF6000/17/33液壓支架。煤層頂?shù)装迩闆r見表1。

表1 圍巖及其特征

2 工作面內(nèi)存在的斷層、空巷情況

1) 52M2工作面設(shè)計前，根據(jù)王莊煤礦52采區(qū)三維地震勘探成果報告，工作面范圍存在1條F115斷層。

52M2工作面回采范圍內(nèi)(0～400 m)存在斷層F115H=6.5 m ∠70°的影響，目前該斷層在工作面40～70號支架段揭露，該斷層走向88°，傾向188°，傾角70°，該斷層為正斷層，回采期間斷層影響區(qū)域煤體可能出現(xiàn)破碎等情況，隊組在回采過程中需注意加強工作面支護管理，注意工作面地質(zhì)變化情況。提前做好斷層附近頂板及大溜隨坡管理工作，見圖1。

圖1 52M2工作面斷層、空巷存在位置示意

2) 52M2工作面回采范圍存在1條空巷，即原52猴車巷，該空巷沿底板布置，為底層空巷，該巷道從52M2工作面初采開始直至結(jié)采一直存在，與切眼斜交，該巷道原支護為工字鋼背板棚支護，經(jīng)過修復(fù)變?yōu)閮蓭蜑閽旖饘倬W(wǎng)玻璃鋼錨桿支護，頂板仍為原工字鋼背板支護，同時為加強支護在巷道正中打設(shè)有木垛及架設(shè)單體柱大板抬棚，見圖1。

3 綜采工作面過斷層、空巷對工作面安全回采影響與現(xiàn)場具體舉措

1) 綜采工作面回采期間過斷層時，經(jīng)常會遇到斷層區(qū)域頂板及附近煤體破碎嚴重，影響安全回采，此時需及時對斷層區(qū)域采取注漿加固或上料管理頂板，同時對工作面支架性能要求要更高，做到支架檢修到位，無跑冒滴漏現(xiàn)象，拉架過程中必須進行帶壓移架，拉架到位后必須升緊接頂保證支架初撐力達標(biāo)，有效管理頂板，防止頂板進一步惡化。

2) 綜采工作面回采期間過空巷時，經(jīng)常會發(fā)生空巷頂板受回采動壓影響，頂板整體下沉及底鼓，有時下沉量過大時影響機組正常通過，導(dǎo)致工作面不能正常往前推進，為避免頂板進一步惡化，此時便需對空巷區(qū)域及附近盡可能采取窩底方法通過。

3) 為保證工作面過斷層、空巷安全順利，我們超前在空巷內(nèi)打設(shè)單體柱排型梁棚及打設(shè)聯(lián)鎖木垛進行超前維護管理，以此來控制頂板進一步下沉，并在回采期間提前備好各種支護和加固材料。

4) 由于過斷層時采煤機組需割石頭通過，對采煤機損害極大，因此需提前備好機組上的刀齒、搖臂、滾筒等配件。

4 綜采工作面遇斷層、空巷回采方案

方案一：采取重掘切眼避開斷層、空巷方式回采。

如果采取避開該斷層重掘切眼回采，將會使該工作面有約400 m不能再回采，按工作面切眼長度150 m，平均煤厚6.74 m，容重按1.42 t/m3,回收率按93%進行計算，將有150×400×6.74×1.42×93%=53萬t煤炭資源不能被回采，白白浪費，且可創(chuàng)造經(jīng)濟效益按噸煤550元計算為29 150萬元。

方案二：采取放炮及進行斷層附近隨坡的方式進行回采，即不重新掘切眼直接通過斷層法進行回采；對工作面有空巷這方面我們采取提前加固維修加強現(xiàn)場管理，確?；夭善陂g過空巷工作的安全順利。

5 安全性比較論證

5.1 方案一安全性論證

若甩掉斷層、空巷進行回采，雖然安全，但是部分資源就被永遠擱置不能再進行回采，造成資源浪費。

5.2 方案二安全性論證

5.2.1 王莊礦過斷層、空巷回采經(jīng)驗

王莊煤礦在近幾年回采工作中有多個綜采工作面涉及到過斷層、空巷工作，在回采過斷層、空巷技術(shù)方面有一套相當(dāng)成熟的技術(shù)及管理經(jīng)驗做支撐，具體有如下工作面。

1) 王莊煤礦8102綜采工作面回采期間分別過斷層F288、F293、F295三個斷層，其中斷層F288落差在5 m左右，對回采影響較大，但我們超前采取措施，制定切實可行的回采過斷層方案，實現(xiàn)了過斷層期間的安全正?；夭?。

2) 王莊煤礦8103工作面回采期間過F304斷層，該斷層落差在6 m左右，但我們經(jīng)過超前制定回采過斷層方案，加強現(xiàn)場管理，對斷層區(qū)域采取隨坡等措施，確保了過斷層期間回采工作的安全快速。

3) 王莊煤礦過空巷回采技術(shù)已經(jīng)有近10 a的歷史，其中在近期2018年回采的6212工作面需先后經(jīng)過11條空巷，為綜采工作面過空巷群，且各條空巷存在形式比較復(fù)雜，有底層、頂層及穿層等空巷，與工作面位置關(guān)系有：平行于工作面的空巷、斜交工作面的空巷等，空巷對回采影響較大，但我們經(jīng)過在回采前超前加固維護，在回采期間通過對空巷加強管理，積極采取調(diào)斜等措施，確保了回采安全快速過空巷。

5.2.2 52M2工作面過斷層、空巷采取預(yù)控措施

1) 52M2工作面針對存在的52猴車巷空巷，頂板壓力顯現(xiàn)，巷道有變形等情況，已超前安排隊組對該巷道進行維修加固，針對不同區(qū)段采取了不同加固維修巷道工作，部分區(qū)域由于頂板破碎嚴重提前采取注漿加固措施，其余頂板相對完好區(qū)域采取錨索懸吊工字鋼進行加固維護，確保了回采期間過空巷工作的安全順利。

2) 52M2工作面針對過大斷層回采，提前進行了分析論證，并制定了52M2工作面過斷層安全技術(shù)方案及專項安全技術(shù)措施，具體過斷層方法為：根據(jù)斷層在工作面揭露情況，采取放炮破巖及斷層附近隨坡通過，即對斷層區(qū)域控制好破巖量及隨坡坡度，并根據(jù)多年我礦過斷層經(jīng)驗，斷層區(qū)域隨坡長度不得小于40 m，坡度盡可能平緩，保證大溜無急彎，做到回采過斷層的安全順利。

3) 加強過斷層期間的頂板與煤墻管理，提前備好各種支護、加固材料，如大板、工字鋼、單體柱、晉安加固1號等材料，做到過斷層期間，根據(jù)工作面現(xiàn)場情況隨時能夠及時上料管理頂板，若斷層區(qū)域附近頂板、煤體破碎嚴重時及時采取注晉安加固1號加固頂板、煤墻，多措并舉，為工作面過斷層、空巷安全回采保駕護航。

5.2.3 方案二安全性結(jié)論

經(jīng)過前述分析論證及超前管控斷層與空巷，確保了52M2工作面過斷層、空巷回采安全可靠。

6 經(jīng)濟性分析比較

現(xiàn)對兩種方案進行經(jīng)濟性對比分析。

方案一：由于需甩掉斷層區(qū)域，因此原工作面切眼將廢棄，需重新掘切眼150 m，投入支護成本約83萬元；多搬家倒面1次，投入成本約200萬元；合計多投入成本約283萬元。

方案二：過斷層、空巷期間需多投入支護、放炮、刀齒等成本共計約120萬元。相較方案一，方案二可多回采煤炭資源53萬t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益29 150萬元。

經(jīng)過對比分析可看出，直接過斷層、空巷回采，相較于重掘切眼布置工作面繞開斷層、空巷回采，更具有經(jīng)濟性。

7 結(jié) 語

1) 通過以上綜合對比分析與論證可以看出，王莊礦52M2工作面采用方案二直接過斷層、空巷回采安全可行，且具有很高的經(jīng)濟性，能為礦井產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。

2) 回采期間過空巷回采，空巷管理是回采工作的重點與難點，對空巷加固維護處理方法改進及有效控制空巷下沉變形等將是我們不斷進行探索與研究的重要課題。

3) 回采期過空巷，瓦斯管理工作必須做好，密切關(guān)注空巷內(nèi)瓦斯積聚情況，保證空巷內(nèi)通風(fēng)良好是管理好空巷瓦斯的最根本途徑與辦法。

4) 回采期間過斷層，斷層區(qū)域的頂板管理與隨坡控制工作需要一直改進與提升。如何實現(xiàn)回采過斷層頂板管理到位、過斷層期間斷層區(qū)域隨坡控制到位、不出現(xiàn)急彎、降低設(shè)備損壞率、如何以最少的投入換取最大的管理效益，將是我們今后繼續(xù)努力提升的方向。