地質構造復雜地區發展綜采技術的經驗和做法

徐文海

(龍煤集團七臺河分公司 龍湖煤礦五采區二井，黑龍江 七臺河154600)

1 簡介

綜采采煤工藝是我國井工煤礦開采技術的發展方向，它具有高產高效、安全、勞動強度小、工作環境好的優點。我局塘內煤礦、保群煤礦率先使用了綜采采煤工藝，使用膠帶輸送機運輸，綜合掘進機掘進，實現了礦井采掘運機械化、安全監控信息化、井下作業現場安全質量標準化，創造了在廣西地質構造極其復雜的煤層地質條件下使用綜采工藝的奇跡，填補了我局在綜采開采技術領域的空白，使我局產量產能大幅度提升，經濟效益穩步提高，有效遏制了跑車、大面積冒頂等重大安全生產事故的發生。 礦井位于百色煤田向斜南翼中段的中部及東部，井田內地質構造比較復雜，薄及中厚煤層，煤層變化大，斷層多，頂底板松軟，多為泥巖或炭質泥巖，屬軟弱巖石，移架推進即垮落，且巷道底板遇水極易膨脹、底鼓。

2 受斷層影響時綜采工作面的布置及技術措施

2.1 合理布置和選擇綜采工作面的傾斜長度、走向長度及回采工藝

2.1.1 由于工作面開采范圍內地質構造復雜、斷層發育，且斷層多屬東西走向的正斷層，對已經探明或揭露的斷層，綜采工作面走向盡可能沿著斷層走向布置， 且斷層保護留設煤柱要適當增加50～60 米，一般情況下留設70～80 米斷層保護煤柱，以避免因斷層走向偏移而影響整個工作面的布置，增加了綜采工作面開采的難度。 為避免浪費煤炭資源，斷層邊界所留設的煤柱以及三角煤柱再布置高檔普采工作面進行回收煤炭資源。

2.1.2 根據礦井井型及運輸設備（主要是刮板運輸機）的運輸能力以及礦井地質條件的因素，合理選擇綜采工作面的長度，對提高綜采工作面單產， 避開斷層的影響具有重要意義。 我局的煤層厚度大都在1.3～3.0 米之間，平均厚度1.8 米，綜采工作面傾斜長度取120～180 米之間，才能夠發揮采煤機械化的機械效率，并能夠降低巷道的掘進率；若工作面傾斜長度過長，設備能力不配套會適得其反，而且工作面越長，工作面內出現小斷層小褶曲的可能性也增多，也會使月推進度下降， 推采進度下降會導致采面老頂周期來壓更加明顯或壓力超前，對綜采工作面的頂板支護和液壓支架維護越加困難。因此根據現有的運輸設備條件和地質條件，我局的綜采工作面傾斜寬度普遍選擇150 米的寬度，走向長度則根據井田一翼的走向長度以及是否受大斷層大構造的影響，一般在1000～2000 米較優，以減少工作面搬家的次數，提高工作面單產及經濟效益。

2.1.3 對傾斜寬度小于100 米的工作面或者三角煤柱的開采，考慮到綜采工作面的頻繁搬家和安裝，不利于出煤的連續性，礦井采用單體液壓支柱進行支護高檔普采方式進行回采，高檔普采工作面對地質構造復雜的煤層地質條件適應能力更強，工作面傾斜長度可以根據地質條件加大或者縮短，也可以采用旋轉式開采法（有計劃地使刮板輸送機機頭超前或者刮板輸送機機尾滯后推進等），適應性很強，所以在開采邊角煤柱時常常采用高檔普采工藝。

2.2 綜采工作面內遇到小斷層的技術措施

往往我們在掘進準備巷道過程中并未揭露遇到小斷層、 小構造，但在綜采工作面推進過程中會突然出現一些斷層或褶曲， 保群煤礦1201 綜采工作面中間所揭露的斷層有3 條， 落差在0.8 米、1.5 米、2米，斷層走向長度在30 米～80 米不等，而且是斜交于工作面走向，因為巖層較軟巖，這種斜交于工作面的小斷層對采煤機的切割和正常推進沒有多大影響，但對綜采面的煤質管理及頂板管理非常不利。

2.2.1 首先在南方這種構造復雜的礦井，在采煤機選型時要考慮采用功率大、破巖能力強的采煤機，我局在用的是MG375－AW 型采煤機，基本能夠滿足要求。

2.2.2 如果斷層落差較小，小于3 米的，可以強行通過，適當降低采高，減少矸石采出量，以利于煤質的管理。 但采高要保持一定的高度（1.5～1.6 米，根據液壓支架的伸縮量），不能過低，過低有可能會壓死支架。 若斷層落差達到5 米以上，采用強行通過，則采煤機配件損壞多，維修費用高，而且推采進度很慢，百色礦務局東懷煤礦一綜采工作面因為碰到落差達9 米的斷層， 利用將近3 個月時間才能強行通過，所以落差較大時（大于5 米）應考慮另開切眼，重新安裝綜采面。

2.2.3 也可采用輔助爆破破巖，以減少巖石對采煤機截齒的磨損。 為了確保放炮安全，需制定工作面過斷層破巖段爆破管理制度，在放炮后，必須在現場進行查看，最后確認無瞎炮或瞎炮處理好后，方可開始采用采煤機割巖；要求現場交接班，必須由兩個班的放炮員及班組長在現場將炮眼數量、位置及放炮情況共同進行清點，并在交接班記錄上一一記錄清楚。 另外爆破極易損壞液壓支架的電液控制屏和電磁閥。 為此，在放炮時除了在煤幫吊掛廢舊皮帶或鋼板遮擋住飛出的矸石，防止損壞支架。

2.3 綜采工作面遇到斷層煤層傾角變大時支架的防倒技術措施

2.3.1 防倒措施

由于井田內煤層傾角變化較大，需附加專用防倒裝置主要用于機頭排頭支架，可利用斜拉式防倒裝置、即將防倒千斤頂用圓環鏈和連接卡連接于排頭第一架支架頂梁和第二支架底座之間，在工作面中部支架間隔一定步距也設斜拉式防倒裝置。

2.3.2 防滑

工作面支架防滑的關鍵在機頭排頭支架，工作面機頭排頭支架的防滑裝置是主要防滑，中部支架的防滑裝置是輔助防滑裝置。

1）機頭排頭支架的防滑裝置

前調千斤頂設于第一架和第二架、第二架和第三架支架底座的前部，利用千斤頂的拉力或推力調架，防止底座前部下滑，后調千斤頂安設在第一架支架底座的下側， 連接千斤頂活塞的圓環鏈通過轉向90°的導鏈筒引到第三架底座后部連接底座，收縮后調千斤頂（第一架卸載時），便可將第一架支架向傾斜上方調整。

2）當煤層傾角大于20°，加設工作面中部支架的防滑裝置，工作面中部支架容易下滑的是支架底座后部，因此在每架支架底座的后側安設底調千斤頂，但為防止底調千斤頂在移架時蹩壞，要求液壓控制系統在移架的同時自動收回底調千斤頂。