輕放工作面過較大地質構造的研究

輕型綜采放頂煤作為一種在厚煤層中的綜采工藝，對地質構造具有輕便、靈活的優越性。但較大的地質變化仍然對這種工藝有相當的制約，本文以東榮三礦為例，對輕放工作面過較大地質構造的方法進行初步研究。

東榮三礦施工的東八四片工作面是一個地質條件極其復雜的工作面，具體情況如下：

東八左四片工作面位于東八采區中下部，上臨DF91斷層，落差3-6米，下臨DF41斷層，落差0～47米，兩個斷層間距138米，該工作面長118米，走向長1040米，沿走向整個工作面為兩道背斜構造，上下巷共揭露落差1.5米以上斷層21道，兩巷為全巖狀況巷道4處，累計137米，半煤巖巷道3處，累計97米；經實際揭露，工作面長期賦存2N3道上下巷均未揭露的隱性走向斷層，并賦存有底鼓、基底不平等其它災害性地質構造，全國綜采開采史上也是罕見的地質條件復雜的工作面。

本文僅對工作面中部的由5米落差和8米落差的斷層組成的走向地壘結構的施工方法作為典型案例進行研究分析，初步總結輕放工作面在地質條件復雜區域的施工方法和原則。

該地壘結構為工作面外部背斜的軸部構造，在上巷構成17米全巖巷道，周圍伴生1.5米以下斷層3道，對回采的制約極大。東榮三礦初步研究采取以下三套方案過該地質構造。

一、搬家、回撤、跳面通過該地質構造。優點施工技術可靠，頂板管理簡單；對綜采支架的損害小，煤質好。缺點：施工工期長，預計停產50天：儲量損失大，預計儲量損失4.6萬噸。

二、將工作面縮短35米后，沿走向推進78米后，再將工作面恢復原長度，繞過該地質構造。優點地質儲量損失較小，少回收1.85萬噸煤；頂板管理簡單：對綜采支架的損害小；煤質好。缺點需補送的掘進巷道長，預計110米，地質條件不確定，該地壘構造沿傾向侵入工作面長度不祥；施工復雜，施工工期較長，預計停產30天。

三、提前對地壘的部分巖石通過鉆爆施工掏槽后，工作面直接通過該地質構造。優點地質儲量損失率為0：停產時間為0，無需補送掘進施工巷道。缺點：頂板管理困難；對支架損害大：沒有成熟的技術和施工組織方式；原煤含矸率高；地質條件變化對施工的影響程度不確定。

經濟指標比較：

方案一：跳眼施工預計費用支出50萬元，少回采4.6噸煤，估計減少收入460萬元。

方案二：縮面施工預計費用支出25萬元，少回采1.85萬噸煤，估計減少收入185萬元。

方案三：掏槽增加施工費用8.5萬元。

根據以上兩項比較可以看出方案三雖然在技術上可靠性差、地質條件不確定因素多，但是儲量損失少、停產時間短、經濟效益巨大，在東榮三礦三量關系嚴重緊張、年度生產計劃壓力極大的情況下，我們研究決定：采取第三套方案即掏槽施工方案直接通過。根據以上分析，針對第三套方案的缺陷，我們采取了以下措施：

1、提前送探巷，在該地壘中上部二次揭露兩道斷層，落差為3.8米、7.2米，根據斷層尖滅幅度推算地壘侵入工作面最大長度小于30米。

2、利用探巷向上巷送掏槽巷道5條，共計掏出巖石120米3，并在地壘最寬處為后來回采鉆爆施工提供了爆破自由面，初步減少了原煤含矸量。

3、制定嚴密的支架保護措施，用廢舊皮帶將鉆爆段支架活柱包裹嚴密，同時在支架立柱前用舊皮帶全程設置防爆擋皮，盡量減少鉆爆施工對支架的損害。

4、工作面50號支架以上部分隨煤層產狀變化盡量向高抬起(以運輸機形態允許為原則)，以減少巖石鉆爆工作量。

5、在工作面上巷鋪設4寸專用風管一趟，以確保工作面三臺鑿巖機同時作業有足夠的風量。

6、鉆爆施工段嚴格執行超前拉架，控制頂板。

7、下巷巷尾設置專用潛水泵將室區涌水直接排除，以控制原煤含水量。

8、確保地面風選系統在回采期間連續正常開車，將絕大部分矸石選出，確保煤質。

采取以上措施后，綜采一隊過該地壘構造時，平均原班推進速度達到了2.9米，17米全巖巷道6天施工完畢，回采期間礦外運煤炭灰分不大于20％、發熱量5300大卡以上，取得了較為優秀的施工效果。

與第套方案相比較，減少施工費用支出41.5萬元，由于儲量增加，增收460萬元，少停產50天，可多生產原煤7.5萬噸，增加經濟效益300萬元，該套方案的實施為東榮三礦創效801.5萬元。同時摸索出一條輕放支架過復雜地質構造的新方法，又一次證明輕放支架在適應復雜地質條件方面具有無與倫比的優越性，是一次大膽的嘗試和成功的范例。