綜放工作面過斷層經驗方法的研究應用

馬 鵬

（淮北礦業股份有限公司渦北煤礦，安徽 渦陽 233600）

淮北礦業股份有限公司的綜放工作面，大多數地質條件復雜，斷層多，落差大，煤質松散軟，工作面傾角大，仰采俯采比例較高，存在的主要問題有：煤壁片幫漏頂、歪架倒架、運輸機難以控制、安全隱患較大。

針對綜放工作面存在的問題，渦北礦8202工作面在過CF3斷層前吸取了以往的經驗教訓，采取了合理措施，保證了8202工作面順利通過斷層，取得了較好的效果。

1 工作面概況

8202工作面設計走向長1144m，傾斜長135m，截至2018年3月底，剩余走向長450m。煤層平均厚度7m，煤層平均傾角25°，煤層硬度系數f=0.25。

8202工作面采取單一走向長壁后退式綜采放頂煤采煤法。2018年4月至5月，8202工作面受ⅡF65、ⅡF64、CF3斷層影響，其中CF3是落差4～8m的傾向斷層，傾角較大，平均達30°。風巷臨近3號聯巷，機巷沿空巷道，兩巷壓力較大。

2 以往過斷層出現的問題和具體原因分析

原渦北礦8201和8204工作面過大斷層出現嚴重歪架倒架現象，運輸機下滑嚴重，生產被動，并且8201工作面因為過斷層沒有跟對層位被迫提前收作，造成較大的經濟損失。經分析，原因如下：

（1）沿空布置巷道，兩巷壓力大，變形嚴重。

（2）工作面出現多處底鼓和斷層，提前預判不夠及時；周期來壓步距掌握不準，支架初撐力不足，準備工作不充分。

（3）地質條件復雜，工作面斷層多，落差大，角度大（最大43°），煤質松散軟（f=0.1～0.3），極易引起片幫漏頂，抽冒空頂嚴重，從而直接導致支架歪斜、擠咬等現象。

（4）由于工作面角度大，煤底多，同時支架等設備老化，導致支架著力不穩，拉架調架困難，從而引起支架歪斜不正規。

（5）環境較差，勞動強度加大。

3 改進后的安全技術措施

根據以往過斷層出現的問題和原因分析，吸取經驗教訓，擬采取以下具體措施：

（1）超前打探孔及時掌握工作面地質動態變化及層位，每周不低于3張剖面圖分析總結，做好預判工作。

（2）科學合理的設計起坡角度和起坡點。如圖1煤層斷層示意圖，起坡點確定方法如下。

圖1 煤層斷層示意圖

起坡距離確定：

式中：

h-斷層落差，m；

α-起坡角度，°；

L-起坡距離，m。

（3）加強初撐力管理。放煤前后必須進行再次補液升壓，特殊地點超前使棚，確保頂板的完整性，煤底地段采取墊木料措施，增加底板強度，確保支架初撐力。

（4）工作面傾角大，煤壁人員施工時，在前部運輸機上每10m加設一塊擋矸皮子（緩沖作用）和一個防竄網（攔截作用）聯合使用，并且在施工地點上方采用大板大笆等再次防護，做好應急后路準備工作。工作面采用單體輔助拉架，對單體進行編號管理、專人看管、喊號供液，以防誤操作傷人。

（5）認真研究放煤方法，做到及時準確的更換，由以前單輪順序放煤改為單輪間隔放煤，保證煤壁頂板穩定的同時提高采出率。

（6）嚴細支架管理，加強支架的維護和檢修，同時及時補液，要求支架初撐力滿足要求，確保支架動態達標。

（7）準確把控運輸機機頭超前機尾距離，控制前部運輸機，嚴防上竄下滑，必須準確掌握工作面傾角及落差，嚴格把握兩巷進尺。機頭超前機尾距離確定如圖2。

圖2 超前示意圖

超前距離的確定：

式中：

L-工作面斜長，m；

β-工作面偽傾角，°；

m-工作面偽傾斜后兩巷平距，m；

l-兩巷平距，m。

4 應用效果

渦北礦8202工作面過CF3斷層時，提前35m（取最大落差和最小落差平均值）左右開始以10°（據支架類型和工作面情況一般控制在8～12°）的起坡角度起坡，同時控制機頭超前機尾在8m上下，嚴格執行以上安全措施。

8202工作面實現了安全生產，工作面月度推進40m，單產完成75000t；工作面沒有出現歪架倒架現象，運輸機合理把控，沒有出現上竄下滑影響出煤現象。

5 結束語

綜采放頂煤工作面過斷層問題突出，困難多。通過對以前過斷層時遇到問題的原因分析總結，積極采取應對措施，在渦北礦8202工作面得到驗證，并取得了較好效果，該經驗方法對綜放工作面過斷層具有一定的指導意義。