段元帥 吳正全 孫延民

（山東萬祥礦業(yè)有限公司，山東 濟(jì)南 271107）

1 概況

6198 工作面位于-740 m 水平下部采區(qū)，南部為6197 采空區(qū)，北部為未開采區(qū)域。6198 上巷在掘進(jìn)過程中在導(dǎo)25 點(diǎn)以西42 m 處揭露F1 逆斷層，落差3.4 m，由于施工巷道高3.8 m，掘進(jìn)施工期間未形成全巖巷道段。6198 運(yùn)輸巷在導(dǎo)15 點(diǎn)以東15 m 處揭露斷層落差4.5 m，在巷道內(nèi)有20 m 巖石段（在19 層煤頂板巖層中），該斷層走向30°～40°，傾向120°～130°，落差3.4～4.5 m，斷層貫穿整個(gè)工作面。從兩巷實(shí)際揭露F1 逆斷層的情況看，斷層造成圍巖頂板破碎、煤層缺失、變薄，對(duì)工作面回采影響較大。6198 工作面與F1 逆斷層相對(duì)位置如圖1。

圖1 6198 工作面與F1 逆斷層相對(duì)位置圖

6198 工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板，采用綜合機(jī)械化采煤。MG300/700-WD 型采煤機(jī)落煤、裝煤，SGZ-730/630 型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，ZY5200/18/38D 型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，運(yùn)輸巷采用ZQ4000/19/30D型超前支架支護(hù)，上巷采用ZQ4000/19/30D 型與ZQ4000/18/36 型超前支架支護(hù)巷道頂板。采高2.6～3.4 m，循環(huán)進(jìn)度為0.8 m。

2 工作面過斷層期間存在的不利因素

（1）斷層附近頂板較破碎，礦山壓力顯現(xiàn)明顯，易片幫，頂板易冒落。拉架時(shí)，架間極易漏矸，造成拉架困難，頂板管理難度大。

（2）過斷層期間工作面要從下盤過渡到上盤煤層，工作面大面積揭露巖層，增加了工作面推采難度，影響煤質(zhì)。

（3）工作面過斷層工程量大，給采煤機(jī)、工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架等設(shè)備造成很大的損壞，設(shè)備材料備件損耗加大，影響工作面推采速度。

（4）工作面在調(diào)采期間若推進(jìn)速度慢，容易引起采空區(qū)遺煤自然發(fā)火。

3 過斷層安全技術(shù)措施[1]

3.1 頂板加固技術(shù)措施

（1）過斷層前為防止斷層帶頂板破碎，在上巷斷層揭露處上下盤沿煤層頂板傾向施工注漿鉆孔6 個(gè)，孔深平均70 m，超前注漿加固，增加破碎帶的完整性。

（2）過斷層期間，臨近斷層10 m 范圍，全面吃金屬菱形網(wǎng)，工作面采高控制在2.3～2.5 m，支架立柱活柱量不得低于200 mm，防止頂板來壓造成工作面壓死支架。

（3）采用拉超前支架的方法支護(hù)頂板，并及時(shí)打開護(hù)幫板護(hù)幫，防止煤壁片幫。當(dāng)端面距超過340 mm 時(shí)，在煤壁側(cè)支設(shè)貼幫柱，貼幫支柱與電纜架里側(cè)間距不小于2.3 m，貼幫柱柱距為1.5 m，采用單體液壓支柱。貼幫柱隨支隨拴牢防倒繩，防倒繩拴在護(hù)幫板吊掛孔或木料上，初撐力不低于90 kN。煤壁側(cè)支設(shè)貼幫柱施工如圖2。

圖2 煤壁側(cè)支設(shè)貼幫柱施工圖（mm）

（4）頂板破碎及片幫嚴(yán)重時(shí)，采用支設(shè)貼幫支柱、補(bǔ)打錨桿聯(lián)合加固的方法支護(hù)頂板。頂板錨桿傾向煤壁與頂板夾角為70°～75°，錨桿間距1.5 m，并壓金屬菱形網(wǎng)支護(hù)頂板。封幫錨桿頂板下1 m 沿煤層水平方向施工，錨桿間距1.5 m。金屬菱形網(wǎng)（長(zhǎng)×寬=7000 mm×900 mm，網(wǎng)孔為50 mm×50 mm），錨桿采用Ф20 mm 全螺紋等強(qiáng)錨桿，長(zhǎng)2.0 m。工作面頂板打錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)如圖3。

圖3 工作面頂板打錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)平面圖（mm）

為進(jìn)一步加強(qiáng)頂板控制，對(duì)破碎段及煤壁易片幫段超前注高分子加固材料進(jìn)行充填加固。維護(hù)好頂板后，人工擴(kuò)幫改單體支柱，確保機(jī)組牽引時(shí)不受影響，及時(shí)向前移溜、拉超前支架。

（5）支架頂梁不接頂時(shí)，必須用木料在頂梁上按“#”字形穿頂接實(shí)，木料上方必須采用竹笆或金屬網(wǎng)護(hù)頂。

3.2 控底技術(shù)措施

（1）對(duì)F1 逆斷層西邊現(xiàn)工作面進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，準(zhǔn)確測(cè)出工作面10、20、40、60、80、100 號(hào)支架處機(jī)道煤層頂板平面坐標(biāo)及標(biāo)高。

（2）在6198 上巷距F1 逆斷層以東5 m 煤層正常處，測(cè)量煤層頂板標(biāo)高及平面坐標(biāo)。

（3）把6198 上巷測(cè)量煤層頂板標(biāo)高與運(yùn)輸巷測(cè)量的煤層頂板標(biāo)高硬聯(lián)，解算煤層坡度。

（4）將工作面10、20、40、60、80、100 號(hào)支架處機(jī)道煤層頂板標(biāo)高，向東沿走向方向延伸相交于上、下兩巷正常煤層頂板坡度連線上，再根據(jù)上、下巷煤層到交點(diǎn)的平距將煤層頂板標(biāo)高推算至交點(diǎn)上，從而解算出斷層?xùn)|西兩側(cè)煤層高差及坡度進(jìn)行起底。工作面起底平面圖如圖4。

圖4 工作面起底平面圖

（5）根據(jù)解算高差及坡度指導(dǎo)工作面推采過程中煤層破頂高度，當(dāng)工作面每向前推采5 m，再測(cè)量工作面10、20、40、60、80、100 號(hào)支架處機(jī)道煤層頂板標(biāo)高，計(jì)算破頂及斷層兩側(cè)高差，根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整破頂高度，直至過完斷層。

（6）在推采期間，備齊起吊溜子的工具和材料，出現(xiàn)超高和溜子不平時(shí)，及時(shí)墊溜子保持運(yùn)輸機(jī)平、直、穩(wěn)。

4 施工安全措施

4.1 頂板安全措施

頂板破碎鋪聯(lián)網(wǎng)時(shí)，兩人一組，一人鋪網(wǎng)并拉緊、一人聯(lián)網(wǎng)。工作面聯(lián)好網(wǎng)后，將網(wǎng)向老塘側(cè)拉緊并吊掛在頂梁上，不得妨礙機(jī)組運(yùn)行。鋪聯(lián)網(wǎng)要超前工作面一茬，按自上而下的順序依次進(jìn)行。聯(lián)網(wǎng)時(shí)，走向、傾向必須用金屬串簧聯(lián)接牢固，串簧頭搭接不小于0.1 m，頂梁前余網(wǎng)不小于0.3 m。第一排網(wǎng)邊與2 寸6 m 長(zhǎng)鐵管用10#鐵絲捆在一起。每鋪設(shè)完一個(gè)金屬菱形網(wǎng)后，及時(shí)打開液壓支架的護(hù)幫板，把金屬菱形網(wǎng)頂在護(hù)幫板上面，多余的金屬菱形網(wǎng)卷起吊掛好。煤機(jī)推進(jìn)一刀（0.6 m），當(dāng)寬度大于金屬菱形網(wǎng)寬度時(shí)，再沿傾向鋪設(shè)金屬菱形網(wǎng)。

（1）頂板及煤壁超前注入高分子加固材料加固安全措施

① 首先由施工負(fù)責(zé)人在煤壁側(cè)以半徑3.5 m 為圓心選取施工地點(diǎn)，確定加固注入點(diǎn)。采用730 溜子將工具及材料運(yùn)至施工地點(diǎn)，氣動(dòng)注漿泵采用人工運(yùn)送，嚴(yán)禁采用工作面溜子運(yùn)送。

② 在施工地點(diǎn)采用錨索機(jī)配1.0 m 接長(zhǎng)式鉆釬濕式打眼。打眼時(shí)，定好眼位，開孔眼位選取范圍為距頂板1.5～2 m，孔深6 m，夾角不小于20°～35°，穿透頂板不小于1.5 m。

③ 開孔合格后，在孔內(nèi)安設(shè)注射管，長(zhǎng)度3～4 m，并采用套筒連接牢固。氣動(dòng)注漿泵與注射管連接好，對(duì)施工人員進(jìn)行責(zé)任分工，開始對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行注射高分子加固材料。

④ 若斷層處因頂板破碎、壓力大發(fā)生漏頂、片幫嚴(yán)重時(shí)，必須及時(shí)停機(jī)、停溜，待頂板穩(wěn)定后，采用專用長(zhǎng)把工具進(jìn)行敲幫問頂，摘除危巖懸矸，并仔細(xì)觀察頂板和支架情況。施工人員要先對(duì)漏頂周圍的支架進(jìn)行加固，控制其范圍擴(kuò)展。

（2）頂板錨桿施工安全措施

① 施工前，首先進(jìn)行安全檢查，檢查工作面頂板及支護(hù)情況，并必須停機(jī)停溜子，在施工地點(diǎn)以上5 m 處打好全封閉遮擋。

② 施工過程中，必須由現(xiàn)場(chǎng)的班組長(zhǎng)和安監(jiān)員隨時(shí)執(zhí)行好敲幫問頂制度，隨時(shí)摘掉危巖懸矸和松動(dòng)的煤幫。

③ 施工人員必須在牢固的臨時(shí)支護(hù)或永久支護(hù)下進(jìn)行施工，并由有經(jīng)驗(yàn)的老工人專門進(jìn)行安全檢查和監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

④ 打眼前，要先敲幫問頂，仔細(xì)檢查頂幫圍巖情況，摘掉危巖懸矸，確認(rèn)安全后方可開始工作。采用錨桿鉆機(jī)配B19 中空六棱接長(zhǎng)式鉆桿和直徑Ф32 mm 柱齒型鉆頭濕式打眼，保證錨桿眼的角度與頂板的夾角70°～75°，錨桿眼深度應(yīng)與錨桿長(zhǎng)度相匹配。打眼時(shí)應(yīng)在釬子上做好標(biāo)記。錨桿眼打好后，應(yīng)將眼內(nèi)的巖渣、積水清理干凈。

（3）封幫錨桿打眼安全措施

① 打眼工要躲開眼口方向，站在風(fēng)鉆側(cè)面，兩腿前后錯(cuò)開，腳蹬實(shí)底，禁止踩空或騎在氣腿上打眼，禁止風(fēng)鉆前方或鉆桿下方站人。

WindML的圖形界面基于像素，用顏色匹配表說明位圖中的顏色。首先在顏色匹配表上設(shè)置一種顏色的紅、綠、藍(lán)亮度值，然后用位圖陣列中的每個(gè)像素值索引值代表該點(diǎn)在顏色匹配表中的顏色。

② 正常打眼時(shí)，打眼工一手扶住風(fēng)鉆的把柄，一手調(diào)節(jié)操縱閥和鉆架調(diào)節(jié)閥，并根據(jù)鉆進(jìn)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)水量。

③ 鉆眼中，發(fā)現(xiàn)鉆頭合金片脫落，鉆桿彎曲或中心孔不導(dǎo)水時(shí)，必須及時(shí)更換鉆頭或鉆桿；發(fā)現(xiàn)鉆眼機(jī)具的零部件、設(shè)施等出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須停鉆處理。打眼時(shí)采用濕式打眼，嚴(yán)禁干打眼。

4.2 支架起底座撇底安全措施

（1）工作面撇底期間需要吊墊溜子時(shí)，必須停機(jī)停溜，煤機(jī)距離吊墊點(diǎn)不得小于20 m，一次吊墊高度不得超過0.4 m。

（2）起吊裝置安裝完畢，人員全部撤出機(jī)道，確保安全后方可進(jìn)行起吊。人員需進(jìn)入機(jī)道時(shí)，嚴(yán)格按照人員進(jìn)入機(jī)道管理制度執(zhí)行。

（3）施工結(jié)束后，施工所用的支護(hù)材料、工具及雜物等必須及時(shí)清理干凈，嚴(yán)禁存放在工作面，防止拉架移溜擠崩傷人。

5 效果分析

（2）通過超前對(duì)易片幫及工作面兩端頭煤壁側(cè)（5 m 范圍）超前注高分子加固材料，使已破碎的煤、巖層形成一個(gè)整體，加大煤壁側(cè)的完整性，減少煤壁片幫及頂板事故的發(fā)生。

（3）臨近斷層隨推采隨掛金屬菱形網(wǎng)，防止支架頂梁老塘側(cè)頂板冒落，煤壁側(cè)破碎嚴(yán)重段采用木料維護(hù)頂板并配合高分子材料超前加固聯(lián)合支護(hù)頂板方式控制頂板冒落范圍，從而減少了頂板大范圍的冒落，使工作面安全穩(wěn)定由下盤過渡上盤煤層。

6 結(jié)論

（1）6198 工作面過斷層期間通過采用測(cè)量控制高差提前起坡、頂板鋪網(wǎng)打錨桿、煤壁加固、超前注漿等措施，安全快速采過了落差4.5 m 左右的逆斷層，緩解了綜采工作面接替緊張的現(xiàn)象。

（2）通過一系列安全技術(shù)措施，提高了工作面過斷層速度，避免了由于推采過斷層較慢引起的自然發(fā)火等隱患，保證了工作面安全開采。