綜采工作面過斷層安全技術措施分析

陳 鵬 尚培久

（1.朔州職業技術學院，山西 朔州 036002；2.山西山陰芍藥花煤業，山西 朔州 036900）

煤礦斷層分布廣，形態、類型繁多，規模大小不一。斷層改變了煤巖層的埋藏條件，使煤巖層發生錯斷并發生顯著位移。在煤礦采煤過程中經常會遇到斷層 ,嚴重影響采煤工作面的正常生產和安全，造成煤炭資源的損失。根據斷層的形態，制訂符合礦井生產實際的過斷層方案[1-5]，確保采煤工作面順利通過斷層具有現實意義。

1 概況

山西山陰芍藥花煤業有限公司采用綜合機械化采煤工藝，正在回采6 號煤層，厚度1.89～5.66 m，平均3.77 m，傾角2～4°，煤層結構簡單。煤層基本頂為10.36 m 厚的粗砂巖，直接底為1.08 m 的泥巖。該面整體形態為單斜（近水平）構造，經工作面巷道實際揭露，小構造欠發育，發育有F1（落差3.5 m）、F2（落差2.5 m）、F3（落差2 m）斷層。

6109 工作面回采期間機頭處揭露的F1 斷層，該斷層為正斷層，斷層影響范圍：走向20 m，傾角85°，對工作面回采影響較大。為了初采及正常回采期間安全、順利完成過斷層作業，需制訂過斷層施工方案。

2 施工方案

2.1 施工方法

（1）根據6109 工作面斷層揭露的地質資料，采取挑頂飄底直接推過的方法過斷層。在煤層部分采煤機回采割煤；巖體部分采取松動爆破后，煤機再割煤。過斷層期間，嚴格控制采高，實煤區采高2.8～3. 0 m，矸石區采高2.4～2.6 m。煤機過斷層時，應放慢速度，牽引速度嚴格控制在1.0 m/min 以內。煤機在溜尾方向割煤至矸石處后退采煤機，從溜尾側向溜頭方向放震動炮。

（2）炮眼一次全部施工完成，每10 m 進行分段爆破，爆破20 m 距離時進行煤機掃矸，退回采煤機繼續進行分段爆破。斷層的上盤和下盤相襯平，即斷層帶要割平、割齊，禁止留臺階、傘檐，每割一刀緩慢抬底100～150 mm 左右，減少采矸量，確保回采后全部進入實煤區，控制抬底、剎底量，工作面內刮板運輸機控制傾角≯10°。

（3）加強煤質管理，爆破后大塊矸石使用風鎬或大錘進行破碎再進入轉載機或在溜頭移出刮板運輸機靠幫碼放。放炮期間采用擋皮快捷吊掛，在放炮區間支架前梁安裝掛鉤，放炮前擋皮放下，不用時平鋪掛在頂梁上。

2.2 頂板管理

（1）加強兩順槽超前支護和工作面液壓支架的二次注液，超前支護單體初撐力不小于6.5 MPa，端頭支護單體初撐力不小于11.5 MPa，液壓支架初撐力不小于24 MPa。工作面液壓支架距端頭支護棚的距離不大于0.5 m，頂板破碎時不大于0.3 m，工作面液壓支架與順槽支護棚要保持一致平，嚴禁出現落差。液壓支架排成一條線，其偏差不得超過50 mm，中心距偏差不得超過100 mm。液壓支架頂梁與頂板平行支設，其最大仰俯角7°。相鄰液壓支架不能有明顯錯差，液壓支架不擠、不咬，架間空隙不超過200 mm。

（2）斷層帶應拉移超前架，使液壓支架前梁抵到煤幫，并打出護幫板，保證端面距≤340 mm。液壓支架的側護板伸出，防止液壓支架間竄煤矸。斷層區域，放炮割煤后及時移超前架支護頂板。局部液壓支架護頂不嚴處應使用半圓木接頂，接頂要均勻，接嚴接實。工作面過斷層期間，斷層面漏頂時可在支架頂板鋪設金屬網，半圓木托頂支護。

（3）下出口從端頭支架前梁起往外布置。上出口從過渡支架前梁及切頂線往外各布置一排，超前煤壁5 m 范圍增加一排超前支護棚加強支護。兩順槽打設2 排走向棚， DW3.5-250/100X 單體液壓支柱配合HDJA-1000 鉸接梁支護頂板。超高巷道采用Ф200 mm×1500 mm 的半圓木接頂，其初撐力不小于6.5 MPa。DW3.5-250/100X單體液壓支柱配合“π”型或半圓木沿煤壁傾向打設支護棚，“一梁二柱”，或打設靠幫柱，棚梁間距不大于500 mm。

2.3 爆破施工

2.3.1 鉆眼設備

采用中空六棱合金鋼鉆桿，長度2.0 m。鉆頭尺寸為Φ42 mm，數量不少于12 個。7655 型風動鑿巖機鉆5 臺（其中2 臺備用）。

2.3.2 爆破器材

選用2 級煤礦許用乳化炸藥，炸藥型號為Φ32 mm×200 g。選用毫秒延期電雷管，最長延期時間不超過130 ms。選用MFB-200 型發爆器。爆破母線選用長不少于120 m 的雙芯阻燃專用放炮線。封孔材料使用水炮泥和黃泥，封孔時要求先封黃泥，再裝1 塊水泡泥，然后再用黃泥封實，無封泥、封泥不足或封泥不實的炮眼嚴禁爆破，嚴禁用煤粉、塊狀材料及其他可燃性材料作封孔材料。

2.3.3 炮眼布置及爆破參數技術要求

（1）炮眼布置方式可以根據現場實際情況采用單排眼或五花眼布置。炮眼布置圖如圖1、圖2。炮眼說明見表1。

圖1 單排眼布置圖

圖2 五花眼布置圖

表1 炮眼說明表

（2）采用正向裝藥方式，每眼一個煤礦許用電雷管。采用串聯聯線方式，一次裝藥一次起爆。最小抵抗線不得小于0.3 m。每次放炮距離不超過10 m，最大裝藥量為27 kg，炮眼眼距、裝藥量根據現場實際情況調整，但必須符合6109 工作面供風量1260 m3/min，根據“風量不小于一次起爆炸藥質量（單位：kg）的25 倍”等綜合考慮，一次起爆炸藥質量不超過30 kg。

（3）爆破前將巷道內人員全部撤到警戒線以外，警戒線為爆破地點向外轉彎巷道75 m，直線巷道100 m，安排專人在有安全掩體的安全地點設置警戒線，除警戒人員外，其他人員在進風巷躲避。

3 結語

通過上述分析研究，6019 綜采工作面過斷層時，采取了挑頂飄底直接推進過斷層的方式，并從加強煤質管理、加強支護、爆破施工等方面制定了詳細的技術措施，保證了綜采工作面安全、平穩有序通過斷層，降低了生產成本，減少了危險事故的發生。