燕子山礦石炭系復雜構造煤層條件下綜采工作面過地質構造探討

摘要：文章介紹了在某礦石炭系復雜地質條件下綜采工作面過地質構造的特殊方法，保證了工作面單產的前提下既提前為工作面調整做出了指導，又保證了安全高效，對全礦類似工作面的過地質構造、工作面調整及坡度控制等問題提供了參考，顯著提高了工作面效率，對實現礦井的安全生產和高產高效具有重大意義。

關鍵詞：礦石炭系復雜地質條件；綜采工作面；過地質構造；不穩定煤層；工作面調整 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD163 文章編號：1009-2374（2015）09-0161-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0837

某礦位于大同煤田西北邊緣，地跨大同礦區、左云縣，東距大同市區27km，西距左云縣15km。由于侏羅系資源枯竭，某礦2010年6月份進入石炭系和侏羅系兩系煤層接替階段。該礦石炭系煤層處于大同煤田邊緣地帶，屬于不穩定煤層，地質構造復雜程度為復雜構造，在特殊的地質狀況下，煤層受褶皺、斷層群、陷落柱及沖刷構造影響嚴重，掘進及開采過程經常遇到構造，大量割巖的情況時常出現，給生產和安全帶來隱患，針對以上問題，總結出了一套過構造的特殊方法。

1 工作面概況

某礦石炭系5#層302盤區8201工作面，位于石炭系5#層302盤區，東部為石炭系5#層2m煤層等厚線，南部為8203回采工作面，西部為302軌道巷，北部為8200設計工作面。工作面距上覆侏羅系14-3#層已采煤層間距為130～160m，深埋321～440/380m，傾向長度120m，可采走向長度1490m，可采儲量100萬噸，從2013年10月18日開采到2014年4月29日停采。

1.1 地質條件

該工作面煤層賦存結構復雜，厚度不穩定，煤頂節理發育，煤厚為1.88～6.27/4.08m，有2～8層0.10～0.97m的夾石。上部普遍存在0.8～1.5m煤巖互層，極易垮落。煤層整體賦存形式為背、向斜組成的褶曲構造，煤層轉折處局部坡度達13°～18°。煤層大致走向東西，傾向南，煤層傾角1°～10°，平均6°。頭、尾巷道起伏不平，平均坡度在5°～7°，呈連續向背斜交替變化狀態，局部節點坡度14°～18°，頭、尾巷實測煤層底板標高高差最大26.42m。

2201巷在掘進過程中揭露8條落差為0.5～3.0m斷層，其中采位876～926m處受沖刷影響工作面側揭露50m巖巷，880～910m處為30m全巖段。

5201巷掘進過程中揭露8條落差為0.3～4.0m斷層，其中采位1022～1040m受H=4m正斷層影響工作面側揭露長18m、高2.70m的巖巷，均對回采影響較大。

1.2 工作面配套設備

該工作面設備選用MG400/930-WD型雙滾筒采煤機、ZF10000/23/35型四柱掩護式支架、SGZ-800/2×400型刮板輸送機兩部、SZZ-1000/525型轉載機、PCM400錘式破碎機、BRW-400/31.5型乳化液泵2臺以及SSJ-1200/2×200型可伸縮帶式輸送機。

2 構造賦存情況

掘進期間在876m處見陷落柱邊緣，由于煤層受牽引坡度大，在16°以上，掘進機適應坡度針對頭巷采位876～926m處的沖刷，此處頭巷最低點標高+949m，尾巷標高+955m，平均坡度2.8°，工作面傾向屬于水平，通過打探孔的方法，來判斷此處工作面煤層的賦存情況。

2.1 探孔方法

由地質隊利用探孔法確定沖刷傾入工作面的范圍，共施工4個鉆孔，1#孔開孔在頭巷890m處巷道底板，-45°開孔，1.2m見煤，可以確定煤層頂板距巷道底板0.8m，2#孔在895m距底板0.4m以-2°探測，巖石侵入工作面16m，3#孔在890m距底板0.4m以-3.5°探測，巖石侵入工作面14m，4#孔在890m距底板0.4m以+3°探測，巖石侵入工作面25m。

通過分析，2#孔煤層頂板比巷道底板低0.2m，3#孔煤層頂板比巷道底板低0.45m，沖刷傾入工作面25m，如果按照工作面平均坡度開采，至少需要割17個支架的巖石，為了保證快速推過，需施工措施巷。

2.2 措施巷施工位置

在保證設備的適應能力又少割巖石的前提下，通過計算及現場確定，在采位880m和910m為半煤巖，沖刷牽引煤層坡度15°，在此范圍內，施工措施巷，斷面為3×3.5（高×寬）m，具體為A-B段施工長度9.5m，巷道坡度以-5°掘進，留6m煤柱后拐B-C段，地質隊給定腰線，必須保證B-C段巷道底板比2201巷底板低0.5m，向前掘進26.5m后，拐C-D段，和頭巷貫通后施工EF段，A-B段以910m為右幫進行施工，C-D段以880m為右幫進行施工，E-F段以890m為巷右幫進行施工，施工順序為A-B-C-D-E-F。

EF段為最低點，起底0.5m，開采時作為零時水倉，安裝37kW排沙泵，保證巷道及工作面積水能夠及時排出，防止水煤泥積聚影響巷道高度，保證轉載機和1#支架的順利前移。

另外在措施巷內按5m間隔，左右幫錯開打3×3×3m的橫硐，最大限度地掏出巖石。

3 開采組織方法及安全技術要求

3.1 開采組織方法

措施巷施工完畢后，提前對EF段施工爆破孔，以后在機組距措施巷30m以上，可在措施巷內向巷兩幫施工震動眼，實施淺孔預爆破。打孔位置為距離頂底板1m進行三花眼布置，排間距為1×0.5m，利用兩臺風動YT-29鑿巖機，打孔孔徑為42mm，炮眼深度為2.0m，裝藥量不超過500g，封泥長度不得低于500mm，放炮次數為10眼一茬炮。

結合局部補眼爆破，在巖石震動效果不好的位置以及有較大巖塊需要打眼放小炮破碎，眼深1.5m，藥量400克。

利用措施巷過構造，采煤工藝不受影響，從而保證了每天的推進度，產量有保證。

從推采過程看，原來常規開采要割17架全巖，通過措施巷調整，除去措施巷寬度，只割6個架全巖，7個架半煤巖，減少了割巖量，保證了生產進度。

3.2 安全技術要求

嚴格執行三人聯鎖放炮制度，放炮必須停工作面，保證人員安全。

加大機電檢修力度，保證設備正常運轉，特別是保證支架的阻力要達標，在措施巷附近要超前拉架。

加強對設備的保護，在17架范圍內對支架立柱進行包裹，同時在前探梁下再吊一塊皮帶，防止爆破巖石飛濺提高裝巖效果。

調整沖刷處工作面采高，保證機組最小通過高度及安全間隙為限，需要保證2.6m。

4 結語

（1）以前過類似構造都是采取強推硬過的辦法，推采進度慢，不但影響產量，巖石對機組及刮板輸送機有很大的磨損；（2）原來過構造需要檢修班打眼，夜班割2刀，后半班及早班前半班打眼割2刀，只能每天推進4刀3.2m，過50m巖巷至少需要15天，而且在工作面放震動炮極易造成設備打壞；（3）此次利用掏巷發過構造可以提前對巖石預爆破，不受時間影響，每天推進度和平時一樣，可以推8～10刀，僅用7天就過完了全巖段；（4）在生產形勢嚴峻的情況下，按施工措施巷的方法，比采取常規的在工作面放震動炮的方法，提前8天過完，為生產創造了有利的保障；綜采少割巖石約1300噸，大大降低了對設備的磨損。為將來過類似地質構造提供了一次有益的參照，積累了一定的經驗和

辦法。

參考文獻

[1] 裴暉.綜采工作面過地質構造的實踐與思考[J].科技視界，2013，（22）.

[2] 吳自立，陳長壽.采掘作業過地質構造帶的突出預測及防治方法[J].礦業安全與環保，2013，（3）.

作者簡介：方志剛（1980-），男，山西陽高人，山西省大同煤礦集團四老溝礦副總工程師，工程師，研究方向：采礦技術發展。

（責任編輯：蔣建華）endprint