淺談綜采工作面過斷層技術實踐

楊陽

（汾西礦業(yè) 兩渡煤業(yè)，山西 靈石 031302）

1 工作面概況

雙柳煤礦33（4）13工作面位于三采區(qū)前進方向的南翼，東鄰33（4）01工作面、西鄰33（4）15工作面，南部為聚財塔大斷層。工作面所采4（3+4）#煤層為山西組下段頂部煤層，該煤層區(qū)內(nèi)穩(wěn)定，結(jié)構中等至復雜，含2～3層厚為0.2 m左右的灰—黑灰色泥巖。該區(qū)平均煤層厚度為3.65 m，煤層傾角0°～12°，平均6°。4（3+4）#煤層之上為灰黑色砂質(zhì)泥巖，厚約14.37 m，含砂不均，夾粉砂巖條帶，含植物化石，水平層理較發(fā)育，之上為灰色及深灰色細粒砂巖，堅硬，層面含云母及炭屑，局部節(jié)理、裂隙發(fā)育。煤層頂板局部有一層厚度大約0.3 m的泥巖偽頂。工作面所采3#、4#煤層的煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為38%～40.9%；自燃傾向性等級為Ⅲ類，不易自燃。工作面采用走向長壁后退式一次采全高綜合機械化采煤法，由MG400/940-WD型采煤機落煤、裝煤，SGZ-880/800型刮板運輸機運煤，ZZ6000-20/42型液壓支架支護頂板，采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。

2 斷層概況

33（4）13運巷A55點北80.3 m處揭露（東側(cè)幫）斷層，影響范圍約7.5 m，A55點北79.5 m處揭露（西側(cè)幫）斷層，影響范圍約7.5 m，頂板比較破碎，以泥巖為主，底板巖性以砂質(zhì)泥巖為主。材巷東側(cè)幫在A36點南10.8 m處和西側(cè)幫在A36點南11.6 m揭露斷層，影響范圍約8.6 m，對巷道的施工影響比較大。該斷層巷道揭露范圍以砂巖為主，硬度較大，頂板完好。該正斷層產(chǎn)狀要素為：運巷N173°∠50°H=1.3 m； 材巷：N169°∠68°H=1.7 m，隨工作面推進，工作面由該斷層的上盤逐漸推進至下盤，斷層上盤煤層傾角材、運兩巷約為6°上山。

3 過斷層方案

3.1 施工前準備工作

（1）為減小工作面推進時斷層揭露范圍，根據(jù)斷層產(chǎn)狀工作面設計推過斷層時以運巷超材巷7 m的狀態(tài)推過該斷層，則工作面每向前推進一刀揭露斷層面約為3 m（2架/刀），工作面最大揭露斷層面約為48 m（32架），故根據(jù)目前工作面實際需提前調(diào)整工作面兩巷推進度至運巷超材巷7 m。

（2）待材、運兩巷頂部開始揭露斷層面時，巷道超前支護內(nèi)頂部鐵餅不進行回收，兩巷距斷層面前后各5 m范圍內(nèi)頂板錨索托盤不進行回收。

3.2 施工方案

方案一：工作面采用挑頂留底降低采高硬過的方式推過該斷層，割煤時嚴格沿頂留底割煤，沿頂割煤時以材運兩巷巷道頂板為基準，沿材運兩巷巷道頂板坡度推進，約為6°為確保斷層段仰斜推進時工作面能夠順利過渡，在距運巷揭露斷層面10～12 m范圍時，工作面采用留底降采高的方式逐步向前推進，（工作面推進時每刀提高約71mm），工作面最小采高不得底于3.2 m（頂板破碎段最大采高不得超過3.8 m），保證斷層段支架接頂嚴密，支護有效。當巖石堅硬不易截割時，要縮小煤機截割深度與截割高度，采用多次截割方式通過斷層巖石段，避免損壞煤機截齒、電機及其它設備。當斷層范圍擴大，巖石變硬煤機難以截割時，采取放震動炮配合煤機截割的方式通過,炮眼間距1.5 m，炮眼深度1.8～2.0 m，炮眼仰斜呈6°布置于煤壁巖層上部，裝藥量每眼不得超過0.6 kg，頂眼眼底距離頂板間距不小于300mm，炮土封滿填實，必須使用正向裝藥方式，放炮堅持使用水炮泥，封口長度不得小于0.5 m。爆破時炮眼采用分組裝藥一次起爆，且每次起爆炮眼數(shù)量不超過8個。

方案二：工作面采用留底降低采高的方式沿上盤頂板向前推進，工作面最小采高不得底于2.6 m，隨工作面推進若斷層面被揭露時，從揭露斷層面開始向機尾延伸24個支架提前進行注漿加固下盤三角區(qū)煤壁，注漿加固煤壁時注漿眼間距為9 m，仰斜角度根據(jù)現(xiàn)場揭露斷層面傾角進行調(diào)整，保證注漿加固范圍為下盤三角區(qū)煤壁，依次類推隨工作面推進逐漸將煤壁加固范圍延伸至機尾推過斷層影響范圍。

注漿操作方法：

（1）在33(4)13工作面空頂支架附近間選擇頂板完好地段每9 m注一個孔（布孔位置根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整），注漿材料采用煤礦用高分子加固材料。施工鉆孔角度及方位可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。本次注漿以加固工作面煤壁為主。

（2）注漿時要保證壓力大于0.4 MPa以上。

（3）注漿孔采用錨桿鉆機打眼，眼深7 m，然后使用風鉆將鉆孔外2 m的孔徑掏至不小于46mm（先用錨桿鉆機打眼至7 m，再用錨頭鉆眼2 m）。

（4）注漿時，注漿孔的前方及其附近嚴禁站人，以防傷人。

（5）現(xiàn)場作業(yè)人員要采取個體防護措施，并佩戴專用手套和眼鏡。

（6）工藝流程：打眼→安放設備→接通氣源→埋設注漿管與封口器→用高壓管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入A組分（淡黃色液體）和B組分（深褐色液體）→開泵注漿→注漿壓力(由廠家現(xiàn)場指導)→停泵拆注射槍→沖洗機具→拆卸混合槍和管路。

（7）注漿孔位置及參數(shù)根據(jù)頂幫裂隙及實際注漿效果可適當進行調(diào)整，嚴禁浪費注漿料。

（8）每孔注漿量根據(jù)注漿壓力確定，施工時必須嚴格控制注漿壓力，當出現(xiàn)大面積漏漿（漏漿量=泵的注入量）時，即可換孔注漿或停止注漿。

3.3 方案對比

方案一優(yōu)點是工作面推進平緩，直接以兩巷道頂板為基準，工作面容易割通，端頭處不會留下臺階式頂板，但是缺點是工作面需截割頂板的砂巖，對于機電設備維護工作加大，設備容易損壞，截齒消耗量增大，截割進度緩慢；二方案二的優(yōu)點是工作面沿上盤頂板推進，截割層位好確定，且不用截割頂板砂巖，設備的維護量小，配件消耗量小，同時工作面沿煤層截割，煤炭損失量小，缺點是工作面由上盤推進至下盤時，由于斷面線附近下盤三角區(qū)頂板受斷層影響，破碎不穩(wěn)定容易冒落，但是可以通過注漿方式進行加固。

根據(jù)上述兩方案比較后，33（4）13綜采工作面選擇方案二采用沿上盤頂板降低采高通過斷層的方案。

4 結(jié)語

33（4）13工作面通過采用留底降低采高的方式沿上盤頂板向前推進，工作面利用4天時間通過該斷層，在過斷層期間，工作面頂板支護良好，沒有發(fā)生頂板事故。證實了該工作面采用的過斷層方案安全、合理。