淺析炮采工作面過斷層頂板管理的技術應用

張念偉

[摘要]結合淮北礦業集團朔里煤礦N334炮采工作面過斷層的問題，結合朔里煤礦采取的做法，分析探討過斷層方案及頂板管理措施。

[關鍵詞]炮采工作面 過斷層 頂板管理技術

中圖分類號：TD-0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110110-01

一、前言

淮北礦業集團朔里煤礦N334炮采工作面下鄰N336工作面（未準備），左靠北三采區上山，右為北四采區邊界，工作面走向長617－680m，平均長660m，傾斜長100－184m，平均長171m，煤層傾角13°－22°，平均17°。

N334工作面煤層平均厚度為2.0m，頂板為直接頂。巖性為細砂巖，平均厚度為3.22m，老頂為中細砂巖，平均厚度為4.03m。煤層直接底為深灰色塊狀泥巖，厚度1.94～6.65米，平均2.57米。煤層老底為深灰色塊狀粉砂巖，局部為砂質泥巖。厚度1.47～7.08米，平均2.16米。

F2正斷層與N334工作面斜交，斷層落差H=1.45－1.7m，F2斷層位于N334工作面風E點向下58m處，機10點向上61m，走向S590－1710E，傾向NE430－700，影響走向長度120m左右。受斷層的影響造成斷層影響區煤的厚度為0.1－0.5m，給安全生產、頂板管理帶來很大的困難。

二、過斷層方案確定

F2正斷層與工作面斜交、落差大、走向影響范圍廣，斷層周圍裂隙較發育，圍巖的完整性受到破壞，嚴重影響工作面的正常回采，給安全生產管理造成很大困難。若另開切眼繞過F2斷層回采，勢必造成采面搬家頻繁、時間長、投入費用大，采掘銜接緊張的局面。同時，對工作面的瓦斯、頂板、安全生產管理十分不利，損失煤炭資源近17132t。對于N334工作面能否順利通過F2斷層，礦領導非常慎重，多次組織工程技術人員召開專題會議，經過認真研究決定維持N334炮采面開采平推穿越F2斷層，才能減少生產費用的投人，保證礦井的正常生產。

三、過斷層頂板管理方法

N334工作面支護形式是一梁一柱三七后定位齊梁齊柱直線式走向基本棚。頂板管理為三一四峒管理，柱距550±50mm，排距1000±50mm。梁采用HDJA-1000型金屬鉸接頂梁，支柱選用DZ22-30/100型單體液壓支柱，鋪設塑料編織網過頂（其規格1.2m×2.0m）。

（一）工作面臨近斷層層位的確定

對于炮采工作面過斷層時，開采層位的確定不可輕視。采取的方法是根據斷層落差，首先工作面推進方向距斷層l0m開始逐漸起底200－300mm，留頂200－300mm，使工作面平緩進人斷層。工作面推進到斷層的上、下盤后，每個生產作業班必須班班采取：上盤破頂300－400mm、留底300－400mm，下盤留頂300－400mm、破底300－400mm的方法，使工作面盡快地恢復正常的開采層位，下盤起底的程度以保持工作面溜子平滑過渡為宜。

（二）工作面進入斷層方向的調整

采取將工作面沿走向上部調到超前5m、下部落后5m，斷層對工作面沿傾斜方向頂板影響范圍控制在10－15m之間。使斷層與工作面斜交，這樣減少了工作面每次推進時受斷層影響的長度。

（三）斷層處頂板管理方法

1．實行超前維護限制頂板下沉，在采用一梁一柱三七后定位齊梁齊柱直線式走向基本棚管理頂板的基礎上，增設特種支架，即在斷層面上部10m、下部10m煤壁支設背幫柱，背幫柱支設在靠煤壁每架前探梁梁頭上，柱距1.0m。為了減少斷層處頂板應力集中，在斷層面上、下接茬處基本柱中間分別采用2.2m×Φ0.18m半圓木型木梁架設一對一梁三柱走向挑棚加強支護；各生產作業班每循環作業時，斷層處在保質保量完成其它工序的情況下，分段提前回柱放頂，回收時為了防止推倒工作面，采用在切頂排每相隔2m支設一棵防推戧柱，戧角75°－80°。

2．采用加強打眼爆破第一道工序質量管理，在斷層處采取密打眼、少裝藥單聯單放，邊維護邊爆破，爆破崩倒支柱必須立即扶起支牢等有效辦法，控制斷層處頂板冒落。

3．斷層處剛推進斷層上、下盤時，針對斷層的落差大小，適當降低采高的方法，將斷層處采高控制在1.4－1.6m范圍內，為此選用DZ16-30/100型單體液壓支柱。盡量減少破頂、破底程度，采取留頂臥底的方法，減少工作面斷層處留底煤范圍。

（四）主要安全技術措施

1.爆破后堅持敲幫問頂制度、及時拉網、及時維護移梁，最大限度地減少斷層處頂板的裸露時間。2.過斷層時，實行超前維護限制頂板下沉。3.斷層處嚴禁使用失效支柱，以防支柱自動卸載，影響支護效果。4.斷層處支柱時，必須堅持支一棵捆綁一棵，用鍍鋅鐵絲一頭綁在柱頭上，另一頭綁在頂梁上，捆綁牢固安全可靠，防止倒柱傷人。5.斷層處上盤留底煤皮段所有支柱穿鐵鞋（規格￠300mm），保證支架支設牢固安全可靠。6.斷層處所支設的支柱必須保證迎山角度（30－50）合適，所有支柱必須進行二次補液，保證支柱初撐力達到90kN以上，使棚梁支設有力牢固可靠。7.斷層處棚梁必須架設牢固可靠，頂板不平整處必須用木料背頂，使棚梁接實頂板。8.加強斷層處支護質量驗收，斷層處不得缺梁少柱，保證支架架設合格，杜絕棚梁架設不穩的現象。9.斷層處工作面溜子不平時，必須用板梁或浮石填平，防止造成機械事故。

四、效益分析

N334炮采工作面進人斷層帶歷時43天，共采出原煤42914t，直接經濟效益為42914t×105（噸煤單價）=450.6（萬元），平均月產29940t，采面循環率98%，回采工效7．65t/工。N334炮采工作面過斷層期間，工作面做到了無漏、冒頂事故的好成績，采面工程質量優良品率100%，機電設備完好率達到92%，杜絕了輕傷以上事故，實現了安全生產，取得了較好的社會效益。

五、結論

1.N334工作面過斷層取得的成功經驗是及時支護斷層帶的頂板，嚴格加強斷層帶支護質量驗收，采用對梁支護管理方法，對斷層帶頂板十分有利。2.實踐證明，只有正確地認識斷層并采取一定的技術措施（仰采或俯采），就可減少斷層破碎帶內煤層弱變區的影響，有利于控制斷層處頂板，確保采面安全、順利迅速地穿越斷層帶。3.過斷層時，必須嚴抓打眼爆破第一道工序質量管理，每個生產作業班必須堅持班班臥底、留頂，使采面盡快地恢復正常開采層位，提高采面煤炭回收率。4.加強斷層處礦山壓力觀測，為礦井提供可靠的礦山壓力參數，分析斷層處壓力變化規律，為今后其它采面穿越斷層提供可靠的技術保證。

參考文獻：

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