大采高綜采工作面過斷層技術實踐

杜軍平

（西山煤電馬蘭礦，山西 古交 030200）

目前針對厚煤層開采主要采用一次采全高的開采方式，大采高開采具有開采效率高、開采設備布置簡單等優勢，近年來該開采方法在我國厚煤層為主的礦區得到了廣泛應用[1-3]，且一次采全高的高度也越來越大，但大采高開采由于開采高度大導致頂板圍巖沉降變形及應力也較大，工作面頂板控制亟需加強，尤其遇到斷層時，需特別注意對頂板的管理，同時也需采取一定的回采技術順利安全通過斷層破碎帶[4-5]。本文結合馬蘭礦10-201回采工作面過F19斷層的實際條件，提出了具體的過斷層技術措施及安全措施，保證了10-201工作面過斷層時的安全。

1 工作面概況

10-201回采工作面位于井下+850水平下組煤南翼,其南側為實體煤,東側為實體煤,西側為實體煤,北側為下組煤膠輪車輔助運輸巷。工作面范圍上部有上組煤三采區 2-317、2-319、2-310、2-312 采空區。工作面與上組煤采空區層間距80～100米，煤層平均厚度5.6m，采用一次采全高采煤方法和全部垮落法處理頂板，10-201回采工作面平面布置圖如圖1所示。

10-201工作面范圍內有F18、F19兩個斷層，目前，工作面53#支架至57#支架段揭露F19斷層，該斷層走向：N24。E、傾向：NW、傾角 25。，巖性為砂質泥巖、較硬。為保護工作面人員及設備順利通過F19斷層，采取了下文所述的施工方法及安全措施。

圖1 10201工作面平面布置圖

圖2 10201工作面地質剖面圖

2 工作面過斷層技術措施

2.1 調整采高

大采高工作面開采高度大，頂板圍巖控制困難，尤其在遇到斷層破碎帶時應對采高進行調整，以保證頂板圍巖的安全及減少對矸石的開采，一般來說工作面過斷層時，應根據工作面的實際地質條件，確定工作面過斷層的開采路線，工作面在距斷層一定距離時，便應開始起坡，考慮到10-201綜采工作面的設備性能，要求本次起坡傾角不得超過13°，起坡距離按下式進行計算：

式中：β為總仰角，≤12°;α為煤層傾角，(°);H為斷層落差，m;L為起坡距，m。

圖3 工作面過斷層起坡示意圖

根據10-201工作面實際地質條件，確定起坡距離為20m，為控制頂板安全及減少截割矸石，同時，又能最大限度的提高回采率，開采高度在起坡前調整為4m，工作面揭露F19斷層時采高要求小于4m，以安全通過斷層破碎帶，起坡時采用留底挑頂方式開采，工作面初過斷層時采高仍控制為4m，逐漸減小推進仰角，恢復正常采高。

2.2 回采工藝

為保證施工效率及安全性，施工時采用的方法為：當工作面巖性較軟時,采用采煤機直接截割的方式進行通過,當工作面巖性較硬時,采用先放震動炮,后用采煤機截割的方法通過。炮眼使用風動氣腿式鑿巖機配合六棱中空鉆桿進行施工，放震動炮過巖性較硬的部位時，施工工序如下：

巖性較硬時工序：交接班檢查排除隱患→敲幫問頂支架接頂嚴實→打眼→灑水滅塵→瓦檢→裝藥→瓦檢→加固放炮地點前后10m范圍支護→放炮→瓦檢→灑水滅塵→加固放炮地點前后10m范圍支護→割煤→移架→推溜→灑水降塵→清煤。

2.3 松動爆破

對于巖質較硬的部位，需要采用松動爆破方法通過，10-201工作面炮眼布置平面圖及炮眼參數如圖4及表1，布置炮眼及裝藥時的技術參數及需要注意的施工措施如下：

1）放炮員根據爆破說明書及炮眼布置圖,結合現場實際情況確定需要裝藥的炮眼個數。153#支架處炮眼距工作面副巷煤壁間距不得小于500mm，

2）根據工作面現場情況確定裝配起爆藥卷及水炮泥數量。

3）裝配起爆藥卷地點與炸藥存放地點距離不得小于5m。每次裝配起爆藥卷數量不得超過一次爆破的用量?；鸸て啡〕龊笠皶r更改管理牌板數據。

4）采用水炮泥裝藥時，炮眼深度在2.5m以上時,每眼不少于3個。

5）工作面生產期間放炮母線隨用隨掛、用后盤收,嚴禁使用固定的放炮母線。

6）裝藥過程,可由當班班組長及熟練工在放炮員監督下分組進行,同時裝藥組數不得超過兩組,每組人數不得超過3人,其他人員撤出裝藥地點10m以外。

7）裝藥必須使用專用炮棍,炮棍長度不得小于2m。

8）裝藥完畢,未使用的炸藥、雷管要及時入箱上鎖,放回安全地點,并更改管理牌板數據。

9）放炮結束后,放炮員必須對殘藥、殘管進行收集,并將收集起的殘藥、殘管清點后入箱保管,殘管收集完畢之前,放炮員不得離開工作面。

圖4 工作面炮眼布置圖

表1 工作面炮眼參數

3 安全措施

3.1 頂板安全

大采高綜放工作面過斷層時要特別注意對頂板的管理，本次施工過程中采取的頂板安全管理措施有：

1）放炮前要對支架閥組手把、立柱及支架壓力表等設備進行可靠的保護。

2）放炮后要對放炮地點的頂板加強支護,對失效損壞的立柱及閥組等設備及時修理或更換。

3）放炮前后開機時,刮板輸送機司機先點兩下刮板輸送機,確認無人員在煤壁側或刮板輸送機完好后方可運行。

4）施工期間,每班安排專人對支架立柱進行補液,并建立支架補液臺賬,保證支架初撐力達標。

5）放炮時需采取鋪網構頂措施進行臨時支護,待放炮結束后撤除臨時支護。

3.2 機電安全

為保障工作面機電設備的安全，制定以下安全措施：

1）采煤機停放處頂板必須完好,頂板破碎時,要采取護頂、護幫的措施。

2）零件和較大的組件在更換時,應小心地固定在起吊設備上,確保安全后進行更換。

3.3 避災路線

當發生水災事故時，直接處于災區的人員應根據自己所處的位置，迅速撤到出水地點的巷道高處并設有退路的安全地點（不得進入盲巷），然后撤離危險區，避災路線圖如圖5所示。

圖5 避災路線圖

10-2011巷側撤退路線：10-201工作面→10-2011巷→下組煤皮帶巷→運輸聯巷→下組煤膠輪車輔助運輸巷→2600信號站→大巷→地面

10-2012巷側撤退路線：10-201工作面→10-2012巷→下組煤膠輪車輔助運輸巷→2600信號站→大巷→地面

4 結 論

1）根據馬蘭礦10-201大采高工作面的地質條件，提出了10-201工作面過F19斷層時的的的技術措施，包括調整采高和改變回采工藝；

2）結合過斷層的具體技術措施，從頂板安全，防水等方面制定了施工安全措施，并制定了避災路線，保障了10-201大采高工作面過斷層的安全性。