綜采工作面過斷層施工工藝及安全措施研究

李啟鋒

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概況

霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦202工作面位于830水平三采區左翼，工作面東為井田邊界，西為830南翼系統大巷，南為9-204工作面（未采），北為9-210工作面采空區，設計走向長度為1744 m，傾向長度為220 m，截至目前工作面已回采690 m。

202工作面回采煤層為石炭系9#煤層，煤層平均厚度為3.1 m，煤層頂板無偽頂，直接頂主要以細粉砂巖及泥巖混合層為主，平均厚度為3.0 m，巖石硬度為3.0～4.0，巖石膠結穩定性差；基本頂主要以粗砂巖為主，平均厚度為5.9 m。

根據店坪煤礦地測科提供資料顯示，工作面回采期間共揭露兩條正斷層，分別為450 m處的F1斷層和730 m處的F0斷層。其中F1斷層與工作面斜交角度為12°，貫穿整個工作面，斷層落差為1.2～1.5 m，傾角為55°；F0斷層與工作面斜交角度為9°，貫穿整個工作面，斷層落差為2.0 m，傾角為52°，如圖1所示。兩斷層對工作面回采影響較大。

202工作面在過F1斷層時采用俯斜法，提前20 m留頂煤，降低采高并以7°斜坡下山回采，當工作面過斷層后找見斷層上盤煤層頂板時，及時調整采高及回采角度，沿上盤煤層頂底板近水平回采。但是采用該方法需預留頂煤，煤柱損失量大，回采速度低，頂煤控制難度大，而且頂煤遺留到采空區內，會加大采空區瓦斯量，在過F1斷層期間經常出現瓦斯超限現象。

圖1 店坪煤礦202工作面F0斷層剖面示意圖

2 過F0斷層施工方法及安全措施

為了提高工作面回采效率，加快回采速度，保證回采施工安全，店坪煤礦通過研究，決定采用松動爆破法過F0斷層。

2.1 松動爆破施工方法

（1）由于F0斷層與工作面斜交角度為9°且貫穿整個工作面，斷層從尾巷處預先揭露，所以當工作面尾巷揭露斷層時，頭巷距斷層35 m，此時機尾段炮眼垂直工作面布置，進行松動爆破法，機頭段繼續采煤機割煤。

（2）機尾段共布置兩排松動爆破眼，炮眼間距為1.0m，排距為1.2m，炮眼深度為0.8m，第一排炮孔距頂板間距為0.3m。

（3）每個炮孔填裝一支長度為0.3 m，裝藥量為300g礦用乳化炸藥及一支毫秒延期電雷管，采用正向裝藥方式，孔口處采用水炮泥封堵，封堵長度不得低于0.5m。

（4）每次爆破炮孔數量為6個，爆破進度控制在0.5m左右，當工作面上方巖層爆破后，及時移架將支架前探梁支護爆破空頂處，下方煤層采用采煤機割煤。

（5）隨著工作面推進，F0斷層從機尾向機頭處逐漸實見，當斷層每實見長度達2.0 m時及時補打松動爆破孔。

（6）當工作面頭巷揭露斷層時及時采用下山松動爆破法，炮孔與工作面成10°俯角布置，炮孔深度及間、排距不變，當工作面下山松動爆破12 m后揭露斷層上盤煤層，此時及時調整工作面回采角度沿9#煤層頂底板近水平回采。

2.2 安全技術措施

（1）由于F0斷層落差較大，工作面在揭露斷層前受構造應力影響，工作面頂板會出現破碎、局部冒頂現象，所以工作面在揭露斷層前10 m處應減小單刀割煤進度，控制在0.5 m左右，割煤后應先移架后推溜，確保頂板能夠及時支護。

（2）工作面在揭露斷層時斷層面處煤體穩定性差，會出現大面積片幫現象，所以在揭露斷層時應做好防片幫措施，可采用工作面煤壁掛網、支設單體柱等方法進行片幫控制，若片幫特別嚴重時可采用注漿支護進行控制。

（3）工作面炮眼布置后，在裝藥前及爆破前必須對炮眼附近有害氣體進行檢查，發現瓦斯濃度超過0.8%時嚴禁爆破施工；同時為防止爆破產生火花，每個爆破孔裝藥后必須進行水炮泥封堵，封堵長度及質量必須合格。

（4）工作面爆破前應采用廢舊皮帶對支架液管、采煤機電纜以及輸送機電機等易損部件進行包裹，防止爆破損壞；爆破前應在可能進入工作面所有入口攔人設警戒，警戒距離不得低于120 m，爆破時嚴格執行“一炮三檢、三人聯鎖”放炮制度。

（5）工作面在下山爆破時，需預留頂巖，由于頂巖為混合巖層，膠結性、致密性相對較差，所以為防止頂巖垮落，爆破后可對下山處頂巖施工撞楔超前支護進行控制維護。

（6）工作面在下山回采期間必須采用帶壓擦頂移架，爆破后頂板不平整處確定無法保證支架初撐力時，可在每三架支架頂梁上平鋪兩根走向鋼梁，鋼梁間距為2.0 m。

3 結語

與傳統俯斜法相比，采用松動爆破法過F0斷層時無需留頂煤，減少了工作面頂板維護費用，提高工作面頂板穩定性，加快了工作面過斷層期間推進速度，頂板未出現破碎、冒頂現象，平均回采速度達4.2 m/d。采用松動爆破法，可多回收6000 t原煤，降低了采空區瓦斯量，防止了采空區遺煤自燃現象。