綜采工作面過斷層安全技術措施應用

閆文杰

（山西煤炭進出口集團左云長春興煤業有限公司，山西 大同 037100）

山西煤炭進出口集團左云長春興煤業有限公司303工作面位于井田22號盤區，東部為礦井東盤區未開采區域，南部為礦井南部邊界，西部南盤區南延三條大巷，北部為211回采工作面。

303工作面設計走向長度為3 029 m，傾向長度為203m，工作面回采煤層為22號層，平均厚度為11m，平均傾角為4°，煤層結構復雜，有3~4層0.1~1.0 m的夾石，夾石總厚度為1.7 m，平均厚度為0.4 m。303工作面采用綜合機械化回采工藝，截止目前工作面已回采1 500 m。

根據店坪煤礦地測科提供的資料顯示，303工作面回采至1 515 m處將揭露一條貫穿工作面的F2斷層，斷層落差為2.4 m，傾角為54°，F2斷層平面布置如圖1所示。巷道掘進至1 495 m處進入斷層應力破碎區，破碎區長度預計為45 m，工作面進入破碎區后頂板破碎嚴重，局部有冒落現象，導致工作面液壓支架不接頂，斷面距加大等，嚴重制約著工作面的安全高效回采。

圖1 303工作面F2斷層平面布置示意圖

1 工作面過斷層破碎帶安全技術措施

1.1 過斷層措施

1）根據地址資料顯示，303工作面在過F2斷層期間，由于煤層頂板為粗砂巖，粗砂巖具有較強的硬度，工作面在回采過程中為了避免液壓支架及采煤機受到損害，主要采用'割底煤留頂煤'的工序向前推進。工作面在回采過程中要確保液壓支架的初撐力達到標準要求，因此對頂板支護完成后還需對巷幫進行支護。

2）工作面在通過斷層期間，還需結合巷道的煤質硬度、巷道坡度及落差等實際地質情況采用爆破法進行挑頂作業，且要保持0.5~1.1 m的挑頂高度。在挑頂作業時不僅需要考慮挑頂高度，以確保后期能夠準確及時的跟上煤層頂板，還需做好端頭的支護工作。

3）在采煤機滾筒通過巷道破碎帶后要及時移架并將支架的前探梁打開，及時對煤壁進行支護，工作人員在移動支架時還要確保支架與采煤機后滾筒保持5架的距離。若支架無法跟上采煤機的割煤速度，需將采煤機的割煤速度降低；若工作面煤壁出現較大片幫或空頂時要及時帶壓移架，確保對工作面煤壁、頂板及時進行支護。

4）采煤機司機在割煤時要準確掌握滾筒的割煤高度，避免工作面支架被壓死或空頂，確保工作面的一系列后續工序能夠順利開展。

5）若工作面在回采過程中出現頂板破碎的情況，在頂板破碎范圍內要及時帶壓超前移架，在冒頂比較嚴重的位置采用人工支設假頂的方式來確保頂板的平整。如工作中出現大塊較硬的矸石且阻礙采煤機通過時，可以采取爆破法來強行通過。

6）采取“跟底、破頂”的方式來通過工作面薄煤層，如發現工作面頂板巖石的硬度較大，不得強行使用滾筒對矸石進行切割，應采取爆破的方式來輔助。按照規程要求，每次爆破炮眼數量不得超過5個，裝藥量最大為300 g，炮眼深度根據巖石的大小而定，發現頂板出現空頂時需及時采取補頂措施。

7）當綜采工作面回采期間出現頂板大面積冒頂時，可通過人工注漿及撞楔超前支護的方式來確保頂板的穩定性。

1.2 過破碎帶措施

1）由于該工作面斷層帶存在以炭質泥巖為主的偽頂，這就會造成工作面在回采期間出現頂板垮落的情況，此時需采取帶壓移架的方式來確保工作面頂板不會冒落。

2）當綜采工作面有褶曲構造時，采煤機司機要按照褶曲堅硬頂煤的走向調整滾筒角度，通過降低高度及時移架并打開前探梁的方式來通過褶曲構造帶。

3）液壓支架在通過斷層區域時要確保每個支架的初撐力大于25 MPa，并確保泵站壓力大于32 MPa，嚴格控制工作面的采高。

4）若綜采工作面頂板煤質比較松軟時，可以采取帶壓移架來快速進行推進，對于頂板破碎嚴重且煤壁出現片幫的區域，除采取帶壓超前移架的方式外，還可采用半圓木、錨桿、木垛對頂板進行支護。

5）如采用半圓木、錨桿、木垛等方式已經無法維護頂板的穩定性時，還可采取撞楔超前支護的方式進行支護，在工作面破碎區域垂直工作面方向施工一排鋼針，之后在補打由工字鋼梁組成的吊棚，并用三根錨索將吊棚緊緊的固定在頂板上，用背板填充吊棚與頂板之間的間隙，如有漏頂導致吊棚與頂板接觸不嚴密時，還可采取注漿及鋪設人工假頂的方式。

1.3 支護措施

1）支架在帶壓移架時需根據實際情況適當降低頂梁高度，并確保相鄰兩個支架的側護板高度差小于2/3，避免支架發生倒架、咬架等情況。

2）工作面支架在快速跟進采煤機割煤速度時，還需對移架后的支架及時進行調整，確保相鄰支架的間隙在0.2 m內，并保持所有支架在一條直線上，采煤機的割煤速度要與支架的前移速度同步。

3）為了保障支架工的生命安全，液壓支架在前移時工作人員要站在架箱內，支架的前面、側面及相鄰支架之間嚴禁站人，液壓支架在移動后要及時將側護板打開，避免頂板煤塊掉落。

4）液壓支架移動后要對支架與頂板的接觸情況進行觀察，確保每個液壓支架與頂板接觸嚴密且達到要求的初撐力，及時檢查支架液壓系統的完好性。

5）一旦發現支架密封圈或高壓膠管有漏液的情況時，必須將高壓截止閥關閉并將操作閥打至零位后方可更換。

6）對于需要更換立柱的液壓支架需對其支架頂板進行觀察，在確保頂板完好的情況下使用單體支柱將頂梁支撐好后再降架。

7）如工作面斷層帶的煤壁出現較大片幫時，可以采取降低滾筒的高度并及時移架的方式推進。

8）綜采工作面的頭、尾端要采用單體支柱進行支護，具體的支護范圍從工作面切頂線至煤壁線往外100 m，并確保每個單體支柱的初撐力達到標準要求，如工作面兩個端口出現漏頂或破碎時，需采取人工架設工字鋼棚的方式對頂板進行支護，并用水泥背板填充鋼棚與煤壁的間隙。

2 結語

綜采工作面在正常回采期間如遇到頂板破碎的情況時，要采取合理有效的措施來避免工作面發生咬架、倒架、漏頂、采煤機無法推進等事故。302工作面在過F2斷層期間通過采取合理有效的技術措施后，工作面在后期過斷層期間未出現煤壁片幫、頂板破碎情況，頂板最大端面距控制在0.4 m以下，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著應用成效。