復雜地質構造薄煤層工作面安全高效開采技術實踐

【摘 要】本文對地質構造較復雜、斷裂構造發育煤層，總結了薄煤層高檔普采工藝的經驗教訓，實現了安全高效開采。

【關鍵詞】回采工藝；斷層；轉采；兩面合一

1 工作面基本情況

我礦7煤賦存穩定，全層可采，煤層結構較復雜。含夾石1～2層，平均厚0.15m，巖性為粘土巖。煤層厚度1.3，煤層傾角15～19°，平均17°。工作面頂底板情況：老頂為二灰厚度3.18m；直接頂為粉砂巖厚13.19m，深灰色粉砂巖。

2 7014工作面巷道布置

工作面送料道、運中巷均沿煤層頂板走向布置，梯形斷面，采用2.0m開口的11#礦工字鋼棚梁配合長2.2m頂端焊護板的11#礦工字鋼棚腿架棚支護頂板，棚距1.0m。送料道沿F40斷層防水煤柱線布置，運中巷沿7014送料布置（與7104送料道留設4.0m煤柱）。巷道布置經濟合理，采用架棚支護有利于工作面上下出口和兩巷的頂板管理，對回采也有較好的效果。

3 工作面回采工藝

采用走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板，高檔普采，回采工藝流程為：上行割頂部煤→跟機掛梁支設臨時柱→下行割底部煤→跟機支貼幫柱（改支臨時柱）移輸送機→支柱→回柱放頂。

3.1 落裝煤

工作面由DY—150型單滾筒采煤機落煤，采煤機上行割頂部煤，下行割底煤，往返一次進一個循環。采煤機割下的煤借助弧形擋板自行裝入工作面SGB—150C型刮板輸送機，余煤由人工裝入輸送機循環進度1.0m，機道寬度1.2m。采煤機采用端頭直接進機窩的進刀方式。

3.2 掛梁

采煤機通過后，及時停止采煤機、輸送機，背料掛頂梁。作業時要2～3人協同作業，一人遞梁、遞料、插銷；一人掛梁剎頂。頂梁引掛平直，圓銷、扁銷緊固到位。頂梁之間相互平行，垂直煤壁，兩肩壓實。每隔兩架頂梁支設一棵臨時柱并拴繩防倒，頂板破碎時，每隔2～3個頂梁檔套支一架3.2mπ鋼 梁，一梁不少于兩柱，初撐力不低于90KN。

3.3 移輸送機

沿工作面每隔6m安設一臺YQ-100C/1100型移溜器，機頭、溜尾各設一臺，下機窩處設2臺，推移采煤機時2臺移溜器要同時啟動，松機過程中及時支設貼幫柱2m一棵拴繩防倒并及時移溜。輸送機彎曲段長度保持在12～15m之間，溜槽間扒口不得大于3cm。移溜前，應在移溜器壓座上使用DZ16-30/100型單體柱打牢切向老塘方向的斜撐柱，與底板夾角700，頂板較好時，柱頂戴帽直接打在頂板上，頂板破碎時，柱頂加墊木打在頂梁上，支柱初撐力不低于90KN，輸送機移到位后，回掉斜撐柱作為循環支柱，打在放頂線頂梁檔內，亦可支設正規柱。同時將移溜器活塞桿全部收回，注液嘴轉向底板，移溜進度為1.0m。

3.4 支柱

工作面上每隔10m安設一支注液槍。使用DZ16-30/100型支柱，支柱前清凈浮煤。（DZ16-30/100型活柱為595mm，允許最大伸出長度為495mm），局部采高較大處可換支DZ18-30/100型或DZ20-30/100型支柱，防止支柱超高。煤層變薄區及時換支DZ14-30/100型支柱。輸送機移到位后，即在頂梁下支柱。支柱后爪卡在頂梁后端2～3個牙口上，支柱由下而上，支柱拴繩支一棵拴一棵。

3.5 回柱

采用全部垮落法管理頂板，頂板不全部垮處采用人工強制放頂的方法管理頂板。

4 回采過程中遇到的問題及處理方法

4.1 工作面回采中過斷層

該面地質構造較復雜，斷裂構造十分發育，根據掘進時所揭露的斷層資料該面共揭露斷層25條，F17～F25對回采無影響。而實際該工作面在回采中共揭露33條斷層（其中包括面內揭露7條隱伏斷層）落差為0.4m—6.0m，斷層性質均為正斷層，F1、F4、F8、F9、F10、F11、F12、F13、F14、F15、F16對回采影響較大，其中F1、F4斷層傾向相對在工作面中部組合成地塹形態，推采過程中影響走向約160m，傾向約10m對該面回采影響較大。工作面過斷層時，均按要求提前編制了專項安全技術措施，對于工作面內揭露隱伏斷層時及時進行分析研究并編制相應措施。過斷層期間通過對斷層上下盤合理順坡，縮小斷層影響范圍，由于煤層底板巖石較硬，破底困難，過斷層以破煤層頂板巖石為主。斷層影響范圍內套支3.2mπ鋼加強支護，面后支設戧棚，超前爆破處理機道巖石，控制機道頂板等手段保證了過斷層期間的安全。

4.2 工作面回采中調面及延長

該工作面由于送料道與運中巷不平行，回采中造成工作面兩頭延長頻繁、延縮工作面輸送機頻繁，為減少頻繁延縮輸送機，采用了“楔型”調面法，共計3次，將運中巷與工作面夾角進行了調整，減少了輸送機頻繁延縮。

4.3 工作面過新配送料道遇斷層新配一條送料道

工作面在掘進巷道布置完畢后考慮在工作面回采過程中過F24 H=2.5m及F17 H=4.0m兩條斷層難度較大，經過分析后在7100軌道小上山重新布置一條新配送料道避開斷層向外推采。在工作面推采至新配料道時根據現場斷層實際揭露情況并未為給工作面推采造成太大困難，同時考慮到資源回收，避免縮面，后經公司組織有關部門現場會診決定工作面繼續沿原送料道推采。由區隊編制了過新配料道及過斷層專項安全技術措施。

4.4 工作面轉采

工作面推采至7101C外工作面送料道時，經分析研究開采方案后決定利用原有運輸系統將該面與7101C外工作面兩面合一進行推采。7101C外工作面布置時因受斷層影響分上下兩個塊段，工作面沿煤層走向布置沿煤層傾向推采，即工作面俯采，俯采坡度大17度，兩面合一推采后改變7101C外工作面的推采方向，進行轉采。在工作面推采至7102料道門口前，在工作面運中巷與7100軌道小上山間新配了一條進風巷，避免了風流短路的問題，由原下行風改為上行風。兩面合一進行轉采減少了2次搬家撤面，節約人工，提高了效率，同時大大提高了煤炭回收率。

5 提高工作面采收率

工作面一次采全高，根據煤厚及時調整了采高，嚴禁丟頂底煤，每班加強工程質量驗收，面后浮煤清理干凈、徹底，加強資源回收，端頭爆破時使用好檔煤皮，減少面后浮煤，同時過斷層期間通過合理順坡，減小斷層影響范圍等保證了采收率。

6 結論

通過優化各項方案，正確的選擇安全可靠開采方案，采用機采，能實現安全高效生產。

[責任編輯：周娜]