綜采工作面過斷層回采方案選擇應用

趙瀟越

（山西寧武榆樹坡煤業有限公司，山西 寧武 036700）

1 概 述

山西寧武榆樹坡煤業有限公司1201工作面設計走向長度1100m，傾向長度為220m，回采2#石炭系煤層，平均厚度4.0m。2#煤層局部存在偽頂，厚度在0.1～0.6m，巖性為灰色粉砂巖及炭質頁巖；直接頂主要以泥巖為主，平均厚度3.8m。1201工作面采用綜合機械化走向長壁后退式回采工藝，全部垮落法處理采空區，截至目前工作面已回采670m。

地測科提供資料顯示，1201工作面在回采至810m處揭露一條正斷層F7，斷層平均落差為1.8m，傾角為55°；F7斷層貫穿整個工作面，。由于F7斷層落差大，對工作面回采產生很大影響。

2 過F7斷層回采方案選擇

提出了三種過F7斷層回采方案：

方案一：首先在F7斷層前30m新開一條切巷，當工作面回采至810m揭露斷層停止繼續回采，對工作面進行搬家回撤，在過斷層30m處新開切巷并安裝設備進行回采。此方案需重新施工一條長度為220m切巷，施工周期長，預計過F7斷層需70d，而且跳采時煤柱回收率大大降低，采空區遺煤量大，容易造成采空區瓦斯超限、采空區自然發火等。

方案二：1201工作面回采至798m處時留頂煤開始以10°俯角下山回采，當工作面下山回采11m后揭露F7斷層上盤煤層頂底板時，及時調整回采角度，沿2#煤層頂底板近水平回采。此方法過F7斷層時需預留大量的三角頂煤，而2#煤層屬石炭二疊紀煤層，煤層穩定性差，易破碎，在留頂煤時需進行頂板維護，煤炭損失量大，且頂板維護成本費用高。

方案三：1201工作面頭尾完全揭露F7斷層后，適當降低采高以7°俯角下山回采，當工作面下山回采15m后揭露F7斷層上盤煤層頂底板時，及時調整回采角度，沿2#煤層頂底板近水平回采。該方法在回采時對采煤機切割部損壞嚴重，但是對工作面煤柱回收率高，過斷層速度快。

通過對以上三種回采方案對比分析，決定選擇方案三過F7斷層。

3 爆破法過F7斷層

由于F7斷層與工作面存在2°夾角，工作面回采至810m處時機尾處先揭露F7斷層，而機頭處與斷層間距為7m，若此時采用下山回采機頭段需留頂煤，所以為了避免因工作面偽斜回采，需旋轉調面，降低工作面回采效率，1201工作面過F7斷層時采用如下回采方法：

（1）回采至810m處時，機尾段92#～117#支架之間揭露斷層，斷層落差為1.8m，此時機尾段92#～117#支架之間采用直孔邁步式松動爆破法進行回采，117#～3#繼續采用采煤機回采。

（2）機尾段爆破時共布置兩排松動爆破孔，炮孔垂直工作面布置，第一排炮孔布置在距頂板0.8m處，第二排炮孔布置在距頂板2.0m處，炮孔間距為2.0m，深度為1.0m，兩排炮孔成邁步式布置，如圖1所示。

圖1 1201工作面過斷層期間松動爆破孔布置示意圖

（3）工作面爆破孔施工完后，在每個孔內依次填裝炸藥、雷管、水炮泥等，每孔裝藥量不得超過600g，采用正向裝藥，水炮泥封孔長度不得低于0.5m。炮孔間采用串聯邁步連接方式，工作面每次爆破炮眼數量不得超過6個。

（4）隨著工作面不斷推進，從92#支架至3#支架之間逐漸揭露F7斷層，工作面每揭露斷層長度達到2.0m時及時補一排爆破孔，并進行爆破破巖。

（5）當1201工作面機頭處完全揭露F7斷層時，機尾處已過斷層7m，此時整個工作面以7°俯角下山爆破法回采，當工作面下山回采15m揭露F7斷層上盤煤層頂底板時及時調整工作面回采方向，沿山4#煤層頂底板繼續采煤機割煤回采。

（6）在下山回采前8m，工作面共布置兩排邁步式斜角爆破孔，炮孔角度與工作面下山角度一致，其他爆破參數不變。隨著工作面不斷推進，F7斷層下盤頂巖石層厚度逐漸變小，當巖石層厚度低于1.0m時工作面布置一排爆破孔。

（7）由于F7斷層落差較大，受構造應力影響工作面回采至800m處時頂板出現破碎現象，此時應適當減小采煤機切割深度，控制在0.5m左右，同時割煤后及時帶壓擦頂移架。

（8）當工作面揭露斷層時，斷層處煤壁片幫嚴重，為了避免大面積片幫造成頂板空頂面積加大，可在片幫煤壁施工一排加長樹脂錨桿，錨桿長度為3.0m，錨桿施工在片幫煤壁處，錨桿間距為1.5m。

（9）1201工作面在下山回采時由于爆破后頂板巖石層不平整，為防止不平整巖層損壞支架頂梁，以及提高支架初撐力、工作阻力，在移架前支架頂梁上方鋪設兩根半圓木，半圓木平行工作面布置，支架頂梁緊貼半圓木帶壓移架。

4 應用效果

（1）1201工作面采用爆破法過F7斷層，共計用時5d，過斷層期間平均回采進度為4m/d，與留頂煤俯斜法回采相比縮短了回采周期，可多回采煤炭3萬t，減少了頂板三角煤柱維護費用21萬元。

（2）與新開切巷相比多回采煤炭資源達28萬t，降低了巷道開挖量，減少了巷道掘進、支護費用達47萬元。同時采用爆破法過斷層期間對煤壁片幫、頂板不平整采取了有效的應對措施，在過斷層期間未發生一起設備損壞、人員傷亡等事故，有效保證了過斷層回采期間施工安全。

（3）采用爆破法過F7斷層時，共計破巖量達3100m3，避免采煤機破巖過程中導致采煤機截齒損壞現象，降低了采煤機維修及配件成本費用。