地質技術在綜采工作面過斷層的應用與探索

吳瑞林

重慶南桐礦業有限責任公司南桐煤礦

地質技術在綜采工作面過斷層的應用與探索

吳瑞林

重慶南桐礦業有限責任公司南桐煤礦

通過地質技術在我礦三個綜采工作面過斷層的應用與探索,制定了相應的過斷層的回采方案，摸索了一套提前摸清斷層、消化處理斷層的經驗。為礦合理化部署提前作好準備提供了依據,為綜采工作面過斷層贏得了大量的時間,提高了工作效率,提高了在生產過程中的安全系數，達到了安全生產。

綜采工作面過斷層；提前摸清斷層；消化處理斷層；合理化部署；安全回采

1 我礦地質構造概況

南桐煤礦礦井地質構造極為復雜,對煤層破壞嚴重，對煤層開采影響程度大，主要褶曲有烏龜山背斜，伴生有次級褶皺廟頂背斜，平土向斜和王家壩向斜；斷層有F1A、F1B、F1C、F8B、F8C、F5、F7等主要斷層和眾多次要斷層，列舉F1A、F1B、F5、F7斷層。

F1A斷層逆斷層，走向N8oW～N10oW，傾向東，傾角49o～65o，地層斷距25.0m～50.0m，對采區劃分、工作面布置等影響大。

F1B斷層逆斷層，走向N1oE，傾向東，傾角50o，落差18.0m，對采區劃分、工作面布置等影響大，切割煤層長度達1700m，對礦井安全有一定影響，影響標高達到-600m左右。

f5斷層逆斷層，發育于3#～4#勘探線之間，與F1A斷層呈雁行排列，走向N10oE～20oE，傾向東，傾角40o，落差5.0m～8.0m，切割煤層長度達1300m，破壞-325～-600m標高之間的煤層，對工作面布置、開采等影響大。

F7斷層逆斷層，發育于6#勘探線附近，走向N100oE，傾向東，傾角59o，落差5.0～14.0m，切割煤層長度達500m，破壞-120m～-300m標高之間的煤層，對工作面布置、開采等影響大。

2 礦井綜采基本情況

隨著煤礦開采技術的進步，大傾角、薄煤層、高瓦斯條件的長壁機械化開采技術也取得了長足的進步。目前國內煤層傾角在25o～30o時，機械化采煤設備的選型配備較方便，開采過程中的技術與管理也較成熟。煤層傾角越大，開采技術條件越趨復雜，煤層頂、底板巖層的滑移，回采工作面設備下滑，給大傾角煤層綜采帶來極大困難。1998年華鎣山綠水洞煤礦（屬高瓦斯、有煤與瓦斯突出危險礦井）采用ZYJ2300/13/32大傾角支架（包括下端頭支護），從技術設備上較全面地解決了大傾角中厚煤層長壁綜采難題。

南桐煤礦經改擴建后，生產能力將達1.2Mt/a。根據礦井1.2Mt/a擴能設計,以及生產實際情況和開采經驗，并結合本礦井煤層賦存條件，確立了提高礦井機械化程度，以“三綜一高”的生產格局,采用走向長壁采煤法，全部陷落法管理頂板保持礦井生產能力達1.2Mt/a。

南桐煤礦煤層傾角一般為28o～45o，礦于2015年在北翼7509上段及7603上段分別布置了兩個大傾角（34o～45o）綜采工作面，但在兩個個綜采工作面回采時都遇到了性質不同的斷層,并且斷層的落差大（在2m～4.5m之間）。給綜采工作面回采帶來了較大的影響。

3 地質技術在過綜采工作面的應用與研究

由于在7509、7603兩個綜采工作面回采時都遇到了斷層,根據斷層的不同性質，我們選擇了7509綜采工作面過斷層的研究成果進行敘述:

該工作面位于烏龜山背斜東翼，該工作面位于烏龜山背斜東翼北翼井田，走長425m、傾斜長234m，平均煤厚1.0 m、平均傾角33度，該工作面煤層結構簡單，煤層賦存穩定。但該工作面構造復雜：主要是f218斷層（為一逆斷層，傾向105o、傾角∠42o、落差1.0m～4.5m）斜交該工作面，走向展布長度115m，斷層傾斜長275 m。風巷七石門以北150m處遇該斷層，腰巷七石門以北218m處遇該斷層，機巷七石門以北270m處遇該斷層，落差都在1.0m以上，風巷最大落差在4.5m，對機采影響也較大，機巷和腰巷落差較小，對機采影響相對較小。同時附近也有伴生構造，煤層復合層較多（有的地方有三層煤炭）頂板非常破碎，對整個工作面回采有較大的影響，底板管理極其困難。礦經過多次會商形成了相應的過斷層的最終方案。

該工作面風巷由南向北回采至該斷層時，在風巷走向上應破底板按8度的俯角預計掘20m的下沉巷道進入下盤煤層，傾向上上盤破底、下盤破頂按30度的仰角預計掘35m的巷道進入下盤煤層。在施工過程中由于是上盤煤層進入斷層的下盤煤層,為了便于現場操作,保證下沉角度準確進入下盤煤層,礦采取了走向上向前推進1m,高差降0.15m,（前進一排降0.12m），另外在煤壁的頂板下降0.12m牽線破煤層及底板的局部控制辦法解決了準確由上盤煤層進入斷層的下盤煤層的技術難題；傾向上過斷層局部在斷層面以下20m的位置按30度的仰角預計掘35m的巷道進入下盤煤層（詳見7509上段剖面示意圖）。按此方案連隊在回采過程中由于局部地方空頂高度達到1m～2m，綜采支架達不到高度,礦采用了錨桿、錨索的支護方式加強頂了板管理。從2015年6月到2017年2月共經歷了2年的開采,該工作面過斷層沒有發生安全事故,保證了該工作面的安全回采。

4、對礦井帶來的安全生產帶來指導意義

通過地質技術在我礦三個綜采工作面過斷層的應用與研究,制

4 對礦井帶來的安全生產帶來指導意義

通過地質技術在我礦兩個綜采工作面過斷層的應用與研究,制定了相應的過正斷層、逆斷層的回采方案，摸索了一套提前摸清斷層、消化處理斷層的經驗。為礦合理化部署提前作好準備提供了依據,為綜采工作面過斷層贏得了大量的時間,提高了工作效率,提高了在生產過程中的安全系數，達到了安全生產。

更重要的是有了綜采過正斷層、逆斷層的方案,為其他區域綜采工作面過斷層的安全回采提供了寶貴的經驗，為其它類似地質條件的采區布置起到了很好的借鑒作用，為礦井達到良好的經濟效益。