地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)發(fā)展綜采技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和做法

徐文海

(龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司 龍湖煤礦五采區(qū)二井，黑龍江 七臺(tái)河154600)

1 簡(jiǎn)介

綜采采煤工藝是我國(guó)井工煤礦開采技術(shù)的發(fā)展方向，它具有高產(chǎn)高效、安全、勞動(dòng)強(qiáng)度小、工作環(huán)境好的優(yōu)點(diǎn)。我局塘內(nèi)煤礦、保群煤礦率先使用了綜采采煤工藝，使用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，綜合掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了礦井采掘運(yùn)機(jī)械化、安全監(jiān)控信息化、井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，創(chuàng)造了在廣西地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜的煤層地質(zhì)條件下使用綜采工藝的奇跡，填補(bǔ)了我局在綜采開采技術(shù)領(lǐng)域的空白，使我局產(chǎn)量產(chǎn)能大幅度提升，經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提高，有效遏制了跑車、大面積冒頂?shù)戎卮蟀踩a(chǎn)事故的發(fā)生。 礦井位于百色煤田向斜南翼中段的中部及東部，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，薄及中厚煤層，煤層變化大，斷層多，頂?shù)装逅绍洠酁槟鄮r或炭質(zhì)泥巖，屬軟弱巖石，移架推進(jìn)即垮落，且巷道底板遇水極易膨脹、底鼓。

2 受斷層影響時(shí)綜采工作面的布置及技術(shù)措施

2.1 合理布置和選擇綜采工作面的傾斜長(zhǎng)度、走向長(zhǎng)度及回采工藝

2.1.1 由于工作面開采范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育，且斷層多屬東西走向的正斷層，對(duì)已經(jīng)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(hù)留設(shè)煤柱要適當(dāng)增加50～60 米，一般情況下留設(shè)70～80 米斷層保護(hù)煤柱，以避免因斷層走向偏移而影響整個(gè)工作面的布置，增加了綜采工作面開采的難度。 為避免浪費(fèi)煤炭資源，斷層邊界所留設(shè)的煤柱以及三角煤柱再布置高檔普采工作面進(jìn)行回收煤炭資源。

2.1.2 根據(jù)礦井井型及運(yùn)輸設(shè)備（主要是刮板運(yùn)輸機(jī)）的運(yùn)輸能力以及礦井地質(zhì)條件的因素，合理選擇綜采工作面的長(zhǎng)度，對(duì)提高綜采工作面單產(chǎn)， 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(zhǎng)度取120～180 米之間，才能夠發(fā)揮采煤機(jī)械化的機(jī)械效率，并能夠降低巷道的掘進(jìn)率；若工作面傾斜長(zhǎng)度過長(zhǎng)，設(shè)備能力不配套會(huì)適得其反，而且工作面越長(zhǎng)，工作面內(nèi)出現(xiàn)小斷層小褶曲的可能性也增多，也會(huì)使月推進(jìn)度下降， 推采進(jìn)度下降會(huì)導(dǎo)致采面老頂周期來壓更加明顯或壓力超前，對(duì)綜采工作面的頂板支護(hù)和液壓支架維護(hù)越加困難。因此根據(jù)現(xiàn)有的運(yùn)輸設(shè)備條件和地質(zhì)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(zhǎng)度則根據(jù)井田一翼的走向長(zhǎng)度以及是否受大斷層大構(gòu)造的影響，一般在1000～2000 米較優(yōu)，以減少工作面搬家的次數(shù)，提高工作面單產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.3 對(duì)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(xù)性，礦井采用單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)高檔普采方式進(jìn)行回采，高檔普采工作面對(duì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的煤層地質(zhì)條件適應(yīng)能力更強(qiáng)，工作面傾斜長(zhǎng)度可以根據(jù)地質(zhì)條件加大或者縮短，也可以采用旋轉(zhuǎn)式開采法（有計(jì)劃地使刮板輸送機(jī)機(jī)頭超前或者刮板輸送機(jī)機(jī)尾滯后推進(jìn)等），適應(yīng)性很強(qiáng)，所以在開采邊角煤柱時(shí)常常采用高檔普采工藝。

2.2 綜采工作面內(nèi)遇到小斷層的技術(shù)措施

往往我們?cè)诰蜻M(jìn)準(zhǔn)備巷道過程中并未揭露遇到小斷層、 小構(gòu)造，但在綜采工作面推進(jìn)過程中會(huì)突然出現(xiàn)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(zhǎng)度在30 米～80 米不等，而且是斜交于工作面走向，因?yàn)閹r層較軟巖，這種斜交于工作面的小斷層對(duì)采煤機(jī)的切割和正常推進(jìn)沒有多大影響，但對(duì)綜采面的煤質(zhì)管理及頂板管理非常不利。

2.2.1 首先在南方這種構(gòu)造復(fù)雜的礦井，在采煤機(jī)選型時(shí)要考慮采用功率大、破巖能力強(qiáng)的采煤機(jī)，我局在用的是MG375－AW 型采煤機(jī)，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(qiáng)行通過，適當(dāng)降低采高，減少矸石采出量，以利于煤質(zhì)的管理。 但采高要保持一定的高度（1.5～1.6 米，根據(jù)液壓支架的伸縮量），不能過低，過低有可能會(huì)壓死支架。 若斷層落差達(dá)到5 米以上，采用強(qiáng)行通過，則采煤機(jī)配件損壞多，維修費(fèi)用高，而且推采進(jìn)度很慢，百色礦務(wù)局東懷煤礦一綜采工作面因?yàn)榕龅铰洳钸_(dá)9 米的斷層， 利用將近3 個(gè)月時(shí)間才能強(qiáng)行通過，所以落差較大時(shí)（大于5 米）應(yīng)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(duì)采煤機(jī)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(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，最后確認(rèn)無瞎炮或瞎炮處理好后，方可開始采用采煤機(jī)割巖；要求現(xiàn)場(chǎng)交接班，必須由兩個(gè)班的放炮員及班組長(zhǎng)在現(xiàn)場(chǎng)將炮眼數(shù)量、位置及放炮情況共同進(jìn)行清點(diǎn)，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(shí)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(shí)支架的防倒技術(shù)措施

2.3.1 防倒措施

由于井田內(nèi)煤層傾角變化較大，需附加專用防倒裝置主要用于機(jī)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(huán)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(shè)斜拉式防倒裝置。

2.3.2 防滑

工作面支架防滑的關(guān)鍵在機(jī)頭排頭支架，工作面機(jī)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(jī)頭排頭支架的防滑裝置

前調(diào)千斤頂設(shè)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?shù)睦蛲屏φ{(diào)架，防止底座前部下滑，后調(diào)千斤頂安設(shè)在第一架支架底座的下側(cè)， 連接千斤頂活塞的圓環(huán)鏈通過轉(zhuǎn)向90°的導(dǎo)鏈筒引到第三架底座后部連接底座，收縮后調(diào)千斤頂（第一架卸載時(shí)），便可將第一架支架向傾斜上方調(diào)整。

2）當(dāng)煤層傾角大于20°，加設(shè)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(cè)安設(shè)底調(diào)千斤頂，但為防止底調(diào)千斤頂在移架時(shí)蹩壞，要求液壓控制系統(tǒng)在移架的同時(shí)自動(dòng)收回底調(diào)千斤頂。