大采高工作面過斷層技術實踐

邊俊奇，田慧強，謝明亮

(山西西山煤電股份有限公司鎮城底礦，山西 古交 030203)

·技術經驗·

大采高工作面過斷層技術實踐

邊俊奇，田慧強，謝明亮

(山西西山煤電股份有限公司鎮城底礦，山西 古交 030203)

鎮城底礦地質條件較為復雜，構造多，大采高采煤工藝應用較廣泛，但大采高綜采工作面由于采高大，在過較大斷層時問題突出，操作不當會出現支架實際工作阻力降低、支架傾倒、冒頂等情況，尤其當斷層斷距較大時，會加大工作面通過的難度。為保證大采高工作面順利過斷層，在準確計算過斷層最小采高、坡度的前提下，制定相應的安全技術保障措施，才能實現大采高工作面安全、高效、快速通過斷層。本文對該礦大采高工作面在過斷層時的相關技術措施進行了闡述，可為同類礦井提供參考。

大采高;過斷層技術;支護

西山煤電股份有限公司鎮城底礦南六采區22606工作面，所采煤層為2.3#煤，綜合機械化一次采全厚采煤法開采，頂板情況:偽頂為0～0.4 m泥巖;直接頂為1.69 m厚細砂巖，老頂為3.50 m厚中砂巖;直接頂為1.31 m粉砂巖，老頂為4.44 m粉砂巖。工作面在回采90 m后，遇到一落差為H=3.0 m的正斷層，隨著工作面的推進，該斷層落差逐漸增大，回采400 m后落差為H=5.1 m，給安全生產帶來極大不便，分割為3個工作面，需重新補巷，且每個工作面也需重新布置，為此選擇硬過斷層的方法回采。

1 工作面概況

22606 大采高工作面沿頂板掘進，煤層平均厚度2.68 m，煤層整體呈復式向斜構造，傾角7°，該工作面走向長2 215 m，傾斜長249 m，采用走向長壁后退式采煤法。當工作面推進至90 m時，遇FS123正斷層，至400 m時，另一斷層 FS124擴大至5.1 m，FS123、FS124斷層位置示意圖見圖1。

2 工作面過斷層技術要求

1)工作面過斷層采取上盤挑頂，下盤拉底相結合的方法，減少破巖量。

圖1 FS123、FS124斷層位置示意圖

2)工作面過斷層破巖，根據斷層落差大小和巖石軟硬確定采煤機截割或爆破。爆破時采用打眼防震動炮，采機掃巖的方法進行。

3)設備允許的最小采高:該礦使用MGTY250/600－1.1D 采煤機，滾筒直徑為 1.8 m，機身高度1.24 m;所用支架為ZZ4000/17/35支撐掩護式液壓支架，支架高度為1.7～3.5 m，工作面過斷層影響區域范圍時，采高過低易造成死架，且影響采機通行，所以增加500 mm安全高度，最小采高確定為2.2 m，所以，將最小采高控制在2.2 m。

4)工作面過斷層時，溜子的拉運方向坡度控制在10°以下，使溜子平緩過渡，坡度過大采機運行困難，同時工作面凸起處溜子底板不易拉下去，造成坡度越來越陡而運行困難。

5)工作面過斷層，受斷層影響區域內的仰、俯情況，視未受斷層影響其它段的頂板變化而定，前后要協調一致，否則，會造成過量拉底或挑頂，增加破巖工作量。

6)工作面過斷層區域內支架要充分接頂，并達到初撐力。否則，會造成頂板下沉而冒頂。

7)當斷層帶頂板破碎易發生冒頂事故時，割煤放炮前，在煤壁掛鐵絲網、架設梯子梁、打錨桿錨索，進行聯合支護。

8)工作面發生冒頂事故時，采用“井”字型小木垛進行構頂支護，嚴禁空頂作業。

9)工作面斷層處打眼放炮前要提前拉支架，使主梁梁頭緊靠煤壁。

10)工作面斷層處的炮眼布置為:打眼時根據巖厚確定炮眼布置方式，破巖厚度小于0.8 m時為單排炮眼，破巖厚度在1.5 m以上時，為雙排炮眼。上盤頂眼距頂0.2 m，下盤底眼距底0.2 m，炮眼間水平距0.8 m，垂距0.8 m，炮眼口均向機頭或機尾擺10°。

11)工作面打眼使用FT－170型鉆機，1.5 m長的六菱形空心鉆桿，炮眼垂深0.8 m，打一茬眼，割一刀煤，嚴禁打滿桿，以防控頂面積大而造成冒頂。

12)工作面炮眼裝藥量為每眼1卷，正向裝藥結構，放炮時間盡量減少采空區拋渣，影響拉架和損壞支架。

13)工作面放炮時，炮眼口均朝機頭(尾)時，放炮順序應從機尾(頭)向機頭(尾)逐段進行。

14)放炮時，每3 m為一段，放炮后及時伸出防片幫板，控制好頂板，防片幫板伸出后端間距≥340 mm時，要及時帶壓擦頂移架。

15)放炮后頂板不平時，采機割煤時應將頂板掃平，不能造成低頭架。

16)放炮前要對支架采取防護措施，同時應停止乳化液泵供液，待放炮后，檢查支架閥組手把是否被炮崩出的巖石打到升降位置，若有，及時回0后，方可通知供液支護，避免在放炮后造成支架自動降架而漏頂。

3 斷層帶頂板破碎時的加強支護

其施工工藝:

1)鋪網。

a)鋪網時，先將支架防片幫板收回，將其長邊沿工作面傾向展開，并與循環網搭接100 mm，隔一孔聯一扣，網的短邊搭接100 mm、孔孔相聯、聯網絲為300 mm長的14#鐵絲，聯網時網絲雙股擰結，每扣3匝，網的規格為0.7×10 m2的12#菱形金屬網。

b)鋪第一道網時，先將支架防片幫板收回，將網的長邊沿工作面傾向展開，吊掛在前梁梁頭，并拉回吊起。網鋪好后，兩人分別架住板梁的兩端，架在金屬網下，一人操作支架，將支架防片幫板打出，挑住板梁，然后人員迅速撤離煤幫進入支架內，將板梁下支架防片幫板全部打出，如此逐架進行，將網壓住。板梁使用d20 cm×3.0 m圓木從中一分為二，制成厚度不小于110 mm，板梁與鐵絲網間用8#鐵絲雙股捆綁每根木梁捆兩道鐵絲。鋪網、上板梁作業時，必須逐架逐段進行。

2)上梯子梁、打錨桿錨索。

a)在網下先沿工作面傾向布置梯子梁，相鄰兩架梯子梁必須對接，使錨孔重合，并由錨桿托盤壓死。

b)錨桿的布置及安裝。

(1)打錨桿眼前，先按設計要求進行定位、標記、同時在錨桿上也做一標記，以保證打眼深度，錨桿傾向煤幫 45°，間距1.0 m。

(2)采用MQT－120型錨桿鉆機，長1.5 m的六角中空鉆桿，使用d27 mmY型鉆頭打眼，眼深1.5 m。施工時，必須保證錨桿孔徑和藥卷直徑相匹配、匹配系數4～6 mm、藥卷直徑23 mm。

(3)錨桿眼打好后，取下鉆桿，將 MSCK2355、MSZ2355型各一卷藥放進錨桿眼內(MSCK2355型在眼底)，然后用預先上好連接頭的錨桿體將錨固劑送到眼底。外露0.3 m時開始攪拌，邊攪拌邊推進，攪拌時間為30 s，保持推力1 min，然后取下攪拌機具，3 min后將錨桿尾部螺母擰緊，使預緊螺母扭矩達到200 N·m，達不到時重新補打，錨桿錨固力為90 kN。

(4)安裝錨桿時，要首先檢查錨桿眼的方向、位置、深度、角度是否符合要求。如發現不符合要求，不得在該眼中安裝錨桿，應重新補打。擰緊螺母桿尾螺紋部分外露長度不得小于20 mm，不得大于30 mm。

c)安裝錨索具體工藝。

(1)利用MQT－120型鉆機配合d19 mm可接六角中空鉆桿和d27 mmY型鉆頭鉆孔，孔深6.3 m，錨索傾向煤幫60°，間距1.5 m。

(2)安裝時，將MSCK2355、MSZ2355型藥卷各兩卷依次放入孔內，用錨索將藥卷推至孔底，上好錨索安裝器，將錨索與鉆機連接。

(3)開始時，鉆機低速度運轉，均勻用力將錨索往里推，當錨索外露1.0 m時，快速鉆動鉆機，最終外露0.2～0.3 m，保持鉆機平穩攪拌45 s后停止，在保持鉆機推力1 min，方可撤鉆機。

(4)安裝錨索2 h后，上好錨索托盤和鎖具，并用張拉千斤頂進行張拉承載，保證張拉壓力達到30 MPa。

4 勞動組織及效益

1)按規程要求正規施工，每割一刀煤需要打眼60個，3臺風鉆同時作業，每臺鉆需打眼20個，每打一個眼連裝炮需要5 min，打眼裝炮共需100 min，放炮時每3 m放一炮，一刀煤放炮10次，需80 min。打眼放炮總計180 min，開機割一刀煤3 h，完成一刀生產任務需6 h。

2)按兩班半出煤，半班檢修組織生產，生產班互創條件，每天兩個生產班割3.5刀煤，檢修班派足人員邊檢修邊打眼，割一刀煤，圓班完成4.5刀煤，約2 468 t，全月按生產 25 d的計算，共生產原煤61 711 t。

3)生產班要求所有人員全部參與打眼、放炮工作，割煤時才各有分工。

4)按照勞動組織崗位人員配置，每個圓班出勤63人，每日生產原煤2 468 t，完成工效約:39 t/工。

5 問題及建議

1)過斷層期間，要保證支架完好，不出現自動卸載現象，否則無法控制頂板。采煤機割過煤后，要及時拉架，滾筒過后防片幫板馬上伸出。

2)工作面刮板輸送機坡度要緩，不使刮板輸送機出現急彎，保證刮板輸送機正常使用。

3)對斷層帶頂板破碎段的鋪網、架設梯子梁、打錨桿錨索聯合支護非常必要，能有效地控制頂板和煤壁片幫，從而預防煤壁片幫以及因煤壁片幫而引發的冒頂事故，保證生產的正常進行。鋪網、架設梯子梁、打錨桿錨索聯合支護要及時，不能在片幫、冒頂后進行。

Practice on Passing through Fault Technology of Large Mining Height Working Face

Bian Jun － qi，Tian Hui－ qiang，Xie Ming － liang

The geological conditions of Zhenchengdi coal mine is more complex，the structure is more，large mining height process is adopted widely，but the fully mechanized working face because of large mining height，when passed through the fault the problems is prominent，improper operation will appear the actual resistance of support reduced，the support toppled over，roof fell and many other circumstances，especially when the fault displacement is larger will increase the difficulty of the face passing through.In order to ensure that the large mining height face pass through the fault successfully，under the premise which accurately calculate the minimum mining height of passing through the fault and slope，formulated corresponding security technology safeguard measures，can realize safely，efficiently and fastly passing through the fault.In this paper，when the large mining height face passed through the fault the related technical measures are expounded，can provide a reference for the similar mines.

Large mining height;Passing through fault technology;Support

TD353

A

1672－0652(2012)08－0026－03

2012－07－10

邊俊奇(1970—)，男，山西忻州人，1990年畢業于大同大學，工程師，主要從事煤礦生產及安全管理工作(E －mail)553720633@qq.com