綜采工作面過構造技術與應用

摘 要：總結薛湖煤礦2109綜采工作面過構造的經驗，并陳述了該工作面過構造期間所采取的主要技術工藝，提出了綜采工作面過構造時所需解決的關鍵問題，為將來工作面過構造積累了實踐經驗。

關鍵詞：綜采工作面；冒頂；過構造

1 綜采工作面過構造技術

綜采工作面過構造的兩個關鍵參數：首先是構造（或斷層）上、下盤之間的煤層厚度，其次是綜采設備所允許的最小煤層厚度。

一般來說，過構造（或斷層）的難易程度與煤層厚度的關系較大，煤層越厚斷層越容易過，相反則越困難。而綜采設備所允許的最小煤層厚度越小斷層越容易過，相反則越困難。

1.1 綜采工作面過構造的主要步驟

1.1.1 確定構造（或斷層）的產狀

根據地質物探資料和工作面風、機巷掘進期間構造（或斷層）實際揭露的數據資料，提前預測和掌握構造（或斷層）的產狀及其延展情況， 并結合工作面過斷層時的實際揭露情況及時預測和修訂構造（或斷層）的產狀及其延展方向，是安全快速過構造（或斷層）的前提條件。

1.1.2 選擇過構造（或斷層）的最優方案

綜采工作面過構造（或斷層）方法有很多， 常采用的方法有以下兩種：

（1）調整工作面采高法。即當構造（或斷層）上、下盤間的煤層厚度大于綜采設備所允許的最小煤層厚度時，可采取超前留頂煤或留底煤的方法降低采高，通常每刀留煤厚度為：100～150mm，過構造（或斷層）后逐步見頂見底，恢復正常采高。

（2）挑頂起底法或留頂臥底法。當構造（或斷層）上、下盤間的煤層高度小于綜采設備所允許的最小煤層厚度時，當圍巖較軟時，可直接割巖通過；當圍巖較硬時，采取放松動炮的方法先破碎圍巖，再慢速截割通過。

總之，無論選用哪種方式過構造（或斷層），關鍵是切眼與構造（或斷層）面的夾角和層位的控制。關鍵因素有：

（1）盡可能減小工作面破碎頂板的暴露范圍；

（2）無論是挑頂起底法或者是留頂臥底法，均要保證頂板處于良好的支護狀態，防止漏頂事故發生；

（3）防止綜采工作面內刮板輸送機出現陡坡，減少采煤機爬坡的困難，避免出現液壓支架歪斜或者頂梁錯茬咬架的現象。

1.1.3 煤壁片幫和頂板破碎的控制

在回采過程中，若對工作面地質資料預測不準確或者方案不當，很容易出現之家接頂不實的現象，造成液壓支架的頂梁和梁端上方出現頂板離層而破碎，若此時支架在不及時維護，極可能引起端面冒頂事故。煤壁片幫后往往出現梁端距增大的情況，此時極易引起破碎的頂板沿著梁端面滑落下來造成端面及頂部冒頂。因此，綜采工作面過構造（或斷層）期間煤壁片幫和頂板破碎的控制方案十分關鍵。

常用的控頂方法如下：

（1）及時支護。煤機割煤后先移支架，后移刮板輸送機，移架后及時打開護幫板，防止煤壁片幫。

（2）超前移架。當采面局部片幫達0.8m及以上時，可采取超前移架，防止漏頂。

（3）帶壓擦頂移架。為了防止冒頂事故的發生，移架時應讓立柱有一定的支撐力，保證頂梁緊貼頂板向前移動。移架時要先試探，不能強行移架，防止支架受損。

1.1.4 控制頂、幫的方法

（1）工作面割煤后，在短時間內新暴露的頂板不發生冒落，而在支架卸壓移架時可能發生冒落時，常常采用工作面平行挑梁護頂措施。實際操作如下：首先移頂板完整處的支架，同時需在支架的前梁上方，沿煤壁方向敷設1～2根2～4m的半圓木梁，用來支撐附近易冒落的頂板，穩定后再移頂板破碎處的支架。如若頂板破碎較嚴重控頂困難時，可在半圓木梁上方鋪設金屬網或木板等。

（2）當工作面頂板隨采隨落且其冒落面積較大時，又來不及采用以上支護方案時，可以在鄰近支架間超前架設垂直于煤壁的半圓木梁護頂。移架時，用半圓木梁將破碎的頂板與采場隔離，減少漏石量。

（3）當煤壁片幫較嚴重，護幫板難以護幫時，可緊貼煤壁增設一組貼幫半圓木梁支護。

總之，割煤時應堅持少割煤、多移架、快移架，盡量減少采場空頂時間；處理漏頂時，應堅持先控制冒落區兩端再處理冒落區中間的原則，必要時可打破正規循環；煤機應停在矸石量大的煤流上方，確保刮板輸送機的彎曲度在允許范圍內，液壓支架的初撐力、架間距、歪斜度、仰俯角等滿足要求。

2 技術實踐應用

2.1 綜采工作面的地質條件

2109工作面煤層厚2.0～2.6m，平均2.4m，煤層結構簡單，煤層傾角-4～4°，平均2°，走向長138m，傾斜長780m，面積107640m2，工作面范圍內煤層賦存穩定，屬簡單結構中厚穩定煤層。

地質構造較簡單，2109工作面及風、機巷共發育8條斷層，在風巷B3點前30m范圍內距離切眼124.4米處，發育兩條落差0.8m和2.5m的正斷層，在機巷J14點前20m范圍內距離切眼114.4米處，揭露有一落差2.1m正斷層。

2.2 實踐過程

2109綜采工作面過落差0.8～2.5m的正斷層時，超前8～12m時就開始挑頂，超前抬刮板輸送機和液壓支架底座，這樣技能保證到斷層面時可降低斷層落差1～2m，便于通過斷層破碎帶。挑頂前需將支架采高控制在2.4～2.8m之間，盡量減少煤機滾筒的挖底量，緩慢抬高刮板輸送機。

因風巷斷層處巷道較低， 常常造成機尾支架不能正常移架， 影響了工作面的推進度， 因此采用了挑頂的方法增加巷道高度， 為快速通過構造（或斷層）創造了良好條件。后期工作面中部揭露出新的斷層，落差2～3m，煤層上移，斷層揭露處幾乎全巖并有向上、下延展的趨勢，使得工作面內全巖段逐步增多。

過斷層過程中，因受地質沉積條件的影響，斷層走向不一致，且傾角、落差變化大， 給措施制定增加了難度。只能根據現場的實際情況，及時補充完善措施方案，及時調整過構造（或斷層）的施工工藝，確保爆破松動效果。工程技術部門每天安排專人測繪工作面最新素描圖并打探眼探明煤層產狀，將分析結果及時反饋給區隊。

3 實踐應用效果

綜合運用了上述過構造（或斷層）技術，共回采56m，期間成功控制了頂板，杜絕了過構造（或斷層）期間漏頂和冒頂事故的發生，既保證了綜采工作面的安全生產和回采進度，又降低了支護材料的消耗。

參考文獻

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作者簡介：肖兆欣（1984，11-），男，河南省永城市人，現任神火集團薛湖煤礦副科長。