某礦綜放工作面過斷層技術研究

史之印

兗礦集團東灘煤礦綜采工區

某礦綜放工作面過斷層技術研究

史之印

兗礦集團東灘煤礦綜采工區

復雜的地質條件嚴重制約著煤礦綜放工作面實現高產高效，通過優化層位控制和支架操作，使工作面過斷層期間頂板始終處于受控狀態。該礦地質構造復雜，現場條件惡劣，每個工作面都要揭露幾十條以上的斷層，最大落差超過十幾米，頂板控制難度極大，對安全生產形成嚴重制約。

綜放工作面； 過斷層技術研究

引言

通過對深部大傾角輕放開采關鍵技術的綜合研究，確保回采巷道和工作面支架與圍巖體系的有效控制，防止沖擊礦壓、瓦斯、自然發火等對工作面的影響，確保該條件下工作面的安全生產和高產高效。為礦區和我國類似條件下煤層的開采提供借鑒。

1 技術方案

1.1 現場實測調研及基礎資料分析。

1.2 數值計算、物理模擬、理論分析。

1.3 制定技術方案并現場實施。

1.4 現場實測、控制、分析、總結不斷修改技術方案。

1.5 通過現場試驗研究開發出深部大傾角綜放開采技術。具體技術內容如下:

2 深部綜放條件下巷道和工作面礦壓顯現規律

通過現場鉆孔應力計和電磁輻射儀實測，獲得綜放條件下巷道制成壓力的分布規律:工作面頂煤越軟，煤體內的塑性區范圍越大，支承壓力影響范圍也就越大。

3 深部大傾角綜放工作面高產高效開采關鍵技術

針對礦井煤層傾角大的特點，采用偽斜技術控制溜子、支架上竄下滑，省去了使用防倒防滑千斤頂，具有操作簡單，節省時間，技術簡單，控制溜子、支架上竄下滑可靠等特點。

綜采放頂煤工作面回采率的高低是降低采煤成本，取得安全技術經濟效益的關鍵。通過強化現場管理，制定回收率考核辦法，加強放頂煤工藝現場管理，減少工作面上下端頭放煤損失，減少工作面過斷層放煤損失，減少工作面初采煤炭損失，放煤要控制矸石不要竄入架后阻擋煤炭放出等措施有效地提高了綜放工作面的煤炭回采率，降低了煤炭開采成本，減少了掘進巷道，取得了很好的經濟效益。

4 工作面沖擊礦壓預測預報技術

對于工作面的沖擊礦壓危險，需要采用早期沖擊礦壓危險程度評定、及時預測預報和綜合治理及解危等相結合的方法進行。

5 沖擊礦壓、瓦斯、自然發火綜合防治

工作面存在著沖擊礦壓、瓦斯、自然發火等多種災害事故危險，因此需要研究和探討大采深水旱交接、多巷道、多煤柱條件下，發生沖擊礦壓、瓦斯涌出以及煤自燃等三種災害發生的機理及監測預報治理措施。

通過對沖擊礦壓，瓦斯事故以及煤層自燃等三種災害影響因素的分析，建立了工作面自然災害危險性評價的模型，并對工作面的自然災害進行了評價。工作面屬于自然災害較危險的工作面。而對沖擊礦壓、瓦斯和煤層自燃三種自然災害防治最有效的方法是向采空區注漿和護巷煤柱煤體注水相結合的措施。

6 創新點

6.1 采用偽斜技術控制溜子、支架上竄下滑，省去了使用防倒防滑千斤頂，具有操作簡單，節省時間，技術簡單，控制溜子、支架上竄下滑可靠等特點。

6.2 深部大傾角輕放工作面巷道支護技術實現了工作面兩道、切眼錨網支護，降低了工人勞動強度，降低了巷道材料費用，適用深部礦壓大的采煤工作面巷道支護，加快了掘進速度。

6.3 深部工作面防治煤炭自燃技術向采空區注漿或壓注阻化劑、加強工作面上隅角防火檢查、工作面兩道每隔10米設一道高分子材料墻。該技術操作簡單，技術可靠，投資少，避免了采空區煤炭自燃，實現了安全生產。

6.4 深部大傾角開采瓦斯防治技術包括工作面上隅角安裝壓入式風機、抽出式風機和安裝壓風管，在壓風管上鉆上小孔排出壓風釋放瓦斯；工作面機巷老塘側刮風帳。該技術操作簡單，技術可靠，投資少，避免了瓦斯積聚，實現了安全生產。

6.5 礦井深部采用大傾角工作面沖擊地壓防治技術采用磁輻射儀和鉆屑法對工作面沖擊地壓預測預報，防治沖擊地壓技術，有效避免了深部綜放面發生沖擊地壓，實現了安全生產，實現了高產高效，實現了工作面穩產高產。

7 應用情況

該項目已在礦井深部煤層綜放工作面應用深部大傾角綜放開采關鍵技術并在其礦推廣應用。

該礦地質條件復雜，斷層多，煤層傾，多種自然災害并存（包括沖擊地壓、瓦斯、自燃發火、火區等），開采難度大，采用該技術項目后，近四年共采出煤炭400多萬，比高檔放頂煤每月多采出2萬多噸煤，每月創造經濟效益400多萬元。提高了煤炭產量，節約了大量的材料費用，提高了煤炭回收率，少掘進巷道，減輕工人勞動強度，降低噸煤成本。

7.1 采用大傾角綜采復雜技術后，材料道減小了變形量，避免了因修復材料道造成的材料、工資浪費；工作面上下兩道不用回棚，減少了鋼材丟失率；

7.2 采用大傾角綜采復雜技術后，工作面上下兩道不用回棚，每班少用3人；

7.3 采用大傾角綜采復雜技術后，避免了輕放綜采工作面沖擊地壓、瓦斯、煤層自燃等事故的發生，有明顯的安全經濟效益；

7.4 減輕了巷修工作量。采用大傾角復雜綜采技術后，巷道支護技術先進，減少了巷道變形量，改善了工作面的環境，從而減少了對工作面的維護工作，減少了大量的維護人力、材料的投入，每年可節省材料、維護費用20多萬元；

7.5 采用窄煤柱，減少了煤炭丟失，一般情況下，小煤柱或沿空掘巷可使巷道掘進率降低5%～10%，可降低噸煤成本12～40元。

該項目既可在上海大屯能源股份有限公司直接應用，也可在國內類似賦存條件下的綜放工作面開采提供技術指導，豐富綜放開采技術理論。

該項技術成果通過鑒定后，必將有更廣泛的市場和遠大的推廣前景。該技術向國內同類型煤礦推廣后，將解決煤礦深部煤層開采技術難題，解決斷層多、巷道地壓顯現大、有沖擊地壓、瓦斯危害等自然災害礦并存的開采技術，經濟效益顯著，社會效益明顯。

[1]李慎舉，郭偉勇，馬震，阮飛雄.綜采面直接過斷層技術研究[J].煤炭科技,2010年01期

[2]李國雄,陳少璞,王濱,孫江.大柳塔煤礦12309綜采面過斷層技術[J].煤,2011年01期

[3]楊建國,劉維新,高潔.4305(北)綜采工作面精細化過斷層技術研究[J].山東國土資源,2010年11期

[4]張效春.綜采工作面過斷層、過沖刷技術及有關參數的確定[J].山西煤炭,2005年04期

[5]張克學.周期來壓、過斷層對綜采放頂煤工作面的頂板管理影響的探討[A].山東煤炭學會2004年度優秀學術論文集[C],2004年

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.029