懸移支架過平行斷層開采技術與實踐

摘 要：某衰老礦井綜采下馬，為提高回采工效，引進炮采懸移支架工藝，針對6126工作面內平行斷層，為提高懸移支架使用效率，減輕職工勞動強度，節省開采成本，采用懸移支架過平行斷層開采技術，通過采取一系列的技術措施，保障了懸移支架順利通過平行斷層，實現了懸移支架過平行斷層開采，避免了工作面的搬遷挪移跳壓開采，取得了巨大經濟效益，為類似條件礦井工作面提供了借鑒。

關鍵詞：懸移支架；平行斷層；技術措施；效益

引言

百善礦隸屬皖北煤電集團公司，位于安徽省淮北市濉溪縣境內，初步設計生產能力為45萬噸/年，礦井于1977年7月投產，投產后經過1982年和1985年兩期技術改造，礦井生產能力已經突破百萬，礦井開拓方式為立井單水平上下山開拓，水平標高為-195米，經過30多年的高強度開采，現礦井已進入衰老期，開采技術條件逐年惡化，礦井主要回收礦井邊角煤柱、斷層及各類采區煤柱，全部為炮采工藝回采，單產較低，開采成本增大，礦井效益基本維持在不虧損狀態，2011年開始引進懸移支架開采工藝技術，2013年計劃產能58萬噸。

1 工作面基本情況

2.1 煤層賦存情況

工作面范圍內煤層賦存穩定，煤層底板賦存標高-117.0～-131.5m。煤層厚度2.4～3.0m，平均煤厚2.7m。煤層呈黑色，光亮型，以碎塊狀及碎屑狀為主，質硬、性脆，具內生裂隙，質較好。煤層傾角2～14°，平均傾角8°。淺部靠近風氧化帶，煤質稍差，光澤變暗，局部含鐵銹。煤厚變異系數6%，煤層可采性指數1。

2.2 煤層頂板巖性

基本頂：粉砂巖、炭質泥巖，3.38～10.55m，灰黃色～灰色粉砂巖，局部夾薄層炭質泥巖，含大量植物化石；直接頂：細砂巖2.8～4.45m，以灰黃色～褐紅色細砂巖，砂粒主要由石英，長石構成，底部顆粒較細，多以粉砂巖為主。偽頂：泥巖0.2～0.5m，灰～深灰色泥巖偽頂，質軟，易掉落。直接底：泥巖0.5～3.85m灰～深灰色泥巖，層理不明顯，塊狀構造，巖石呈弱風化狀，含少量植物化石。

3 開采方案設計

6126工作面為提高上限開采工作面，該工作面走向長約650m，傾斜寬45～115m，平均煤厚2.7m，可采儲量21.5萬t。工作面切眼前方為一平行斷層，落差1.7～2.1米。工作面采用炮采懸移支架工藝回采，由于懸移支架安裝拆除較為困難，懸移支架安裝拆除工期長，安全威脅大，如若工作面采用跳壓開采，懸移支架安裝拆除將對工作面開采造成停產影響，同時增大了工作面的安裝拆除費用，增大了作業安全風險，不利經濟效益提高和保障礦井安全生產，經研究決定，對6126工作面實施懸移支架硬過平行斷層開采技術，減少支架安裝拆除工序及安裝拆除，減少回采影響時間，提高懸移支架回采利用效率，提高回采效率，提升礦井經濟效益。（如圖1：過斷層技術方案示意圖）。

4 實施措施

4.1 6126工作面內斷層與工作面正交，斷層在工作面內部長近80米，橫穿整個工作面內部，工作面回采過斷層前現對機尾進行甩采，機尾部超前，機頭部滯后，將工作面與斷層走向形成一小角度夾角，將平行工作面斷層變為小角度斜交斷層，有利減小斷層暴露面積，有利于頂板管理，有利防止頂板抽冒。

4.2 斷層沿工作面推進方向向上抬升，為防止工作面在斷層破碎帶內留煤頂開采，造成頂板大面冒頂，增大頂板控制難度，工作面在推進到斷層面前需及時破頂抬升懸移支架，如圖2所示。

4.3 工作面過斷層段采用金屬網過頂，金屬網壓茬100mm，加強頂板管理控制，破碎地段可采用撞楔超前支護。

4.4 過斷層期間加強放炮管理，淺打眼，少裝藥，放小炮，減少爆破對頂板的影響。

4.5 懸移支架移架采用帶壓移架操作，采用單體對懸移支架組合梁進行加固，減少移架對頂板的影響。

4.6 為提高煤炭質量，工作面斷層期間采用煤矸分裝分運措施，集中出煤，人工撿矸等措施。

4.7 加強礦壓檢測，及時補液，做到支柱支護有勁，支架受力均勻，提高支護質量。

4.8 合理優化勞動組合，減少設備及系統影響，加快推進速度，避開應力集中，減少礦壓顯現對回采的影響。

5 開采情況

6126工作面2013年6月15日開始回采，7月2日回采至平行斷層位置，7月12工作面成功過完平行斷層，過斷層客服了諸多困難，成功實現懸移支架過平行斷層，避免了工作面懸移支架拆除和安裝一套工序，節省了各項費用投入，回采期間未發生一例工傷事故，實現了安全高效開采。

6 效益分析

經濟效益：6126工作面采用懸移支架過平行斷層開采技術實現了安全高效生產，避免了懸移支架拆除、安裝一套工藝過程及費用投入，產生了巨大的經濟效益：一是減少了近85米的巷道掘進，如果不采懸移支架過平行斷層開采技術，將施工跳壓切眼避開斷層構造帶，現掘進巷道單價7000元/米計算，節省巷道施工費用近59.5萬元，節省工作面懸移支架跳壓拆除、安裝費用，我礦拆除、安裝工作任務由采四完成，采煤四區人員90人，拆除和安裝工作面長各近80米，拆除安裝懸移支架各80架，按每天完成4架進度計算，需40天完成該項條壓開采拆除安裝任務，按人均年工資6.7萬計算，可節省人工工資67萬元，節省材料費用：拆除、安裝工作面過程中需投入過頂材料、坑木消耗近20萬元；多回收煤炭資源：若采用跳壓開采，收作線與跳壓開采之間需留設近20米煤柱，以避開應力集中區，方便懸移支架拆除、安裝，該煤柱可采量近7000噸，按噸煤效益300噸計算，提高效益210萬元。6126懸移支架過平行斷層開采技術共創效近356.5萬元。

社會效益：6126工作面懸移支架過平行斷層開采技術實現了工作面安全高效生產，為類似條件礦井工作面提高了借鑒與參考。

7 結束語

7.1 懸移支架過平行斷層開采技術避免了工作面拆除安裝工作量，節省了輔助工作時間，有利于工作面單產提高。

7.2 懸移支架過平行斷層頂板管理難度比一般炮采工作面難度大，移架期間頂板容易發生離層掉頂，需加強頂板管理。

7.3 過斷層期間煤質影響較大，可采取煤矸分裝分運技術措施，先集中出矸，后集中出煤分次爆破的管理方法，皮帶機巷設截矸裝置，提高出矸效率，提高煤質和回采功效。

7.4 過斷層前需提前設計好過斷層方案，并嚴格按方案要求進行現場施工，避免出現失誤，達不到最佳過斷層效果。

7.5 過斷層期間應優化放炮設計管理，減少對頂板的破壞，利于頂板管理。

參考文獻

[1]楊曉東.綜采工作面過斷層的分析方法經驗介紹[J].山東煤炭科技.2013（2）：12-13.

[2]趙川川.懸移支架在復雜條件下的應用[J].時代報告：學術版.2012（10）：229.

作者簡介：王福清（1966-），男，1989年畢業于淮南礦業學院，研究生學歷，高級工程師，從事煤礦技術管理工作。

汪令蕤（1962，9-），男，安徽安慶人，高級工程師，1983年畢業于淮南煤炭學校，從事煤炭地下開采技術管理工作。