放頂煤工作面過(guò)特大斷層綜合管理技術(shù)措施的研究與應(yīng)用

摘 要：徐莊煤礦7331綜采放頂煤工作面為我礦第二生產(chǎn)水平Ⅱ3采區(qū)首采工作面，工作面內(nèi)有落差大于15米的特大正斷層，斷層破碎帶發(fā)育明顯，回采初期受該特大斷層的影響工作面推進(jìn)困難，經(jīng)一段時(shí)間的實(shí)踐摸索，采取了多種管理措施，有力保障了7331工作面安全高效的順利回采，通過(guò)該工作面的順利回采，積累了寶貴的綜放工作面過(guò)特大落差斷層的層位控制及頂板管理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了工作面安全高效回采，具有較高的推廣意義。

關(guān)鍵詞：特大斷層；破碎帶；綜合措施；安全高效

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.080

斷層是巖層或巖體破裂后斷裂兩側(cè)的巖層或巖體有顯著位移的斷裂構(gòu)造[1]，是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要地質(zhì)構(gòu)造之一，它對(duì)井下工作面生產(chǎn)的影響具有普遍性，在煤礦生產(chǎn)中較為常見(jiàn)，雖然落差較大的斷層在設(shè)計(jì)中多數(shù)被處理，但是由于斷層構(gòu)造發(fā)育情況復(fù)雜且變化較快，某些特殊情況下工作面布置無(wú)法規(guī)避，造成工作面回采必須過(guò)斷層[2]。

1 工作面概況

7331綜采放頂煤工作面為我礦第二生產(chǎn)水平Ⅱ3采區(qū)首采工作面，該工作面位于井田東部。工作面走向長(zhǎng)度705m，傾向長(zhǎng)度210m，煤層平均厚度5.34m，機(jī)采采高2.5m，平均傾角18°，工作面儲(chǔ)量107.3萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量91.2萬(wàn)噸。工作面地質(zhì)條件較復(fù)雜，掘進(jìn)期間共揭露落差大于1.0 m的斷層共計(jì)13條，皆為正斷層，其中F113斷層落差大于15米，斜交穿過(guò)工作面兩道，工作面兩道揭露情況顯示該斷層破碎帶發(fā)育較為明顯，巷道掘進(jìn)期間多次發(fā)生局部漏冒型冒頂。

2 工作面過(guò)特大斷層綜合管理技術(shù)措施

在工作面溜子道推進(jìn)至282m時(shí)，工作面從機(jī)頭開(kāi)始揭露F113正斷層，此斷層在揭露初期開(kāi)始就對(duì)工作面影響較大，由于斷層處頂板破碎經(jīng)常出現(xiàn)片幫漏頂?shù)痊F(xiàn)象，隨著工作面的推進(jìn)斷層面逐漸向工作面上部延伸，斷層面向上延伸的同時(shí)斷層也逐漸在變化，落差逐漸加大，全巖段逐漸增多，從最開(kāi)始的幾架延長(zhǎng)至20架左右，破矸范圍達(dá)到了50余架。根據(jù)該斷層在不同時(shí)期揭露產(chǎn)狀，我們分別采取了針對(duì)性的措施，確保安全順利回采。

溜子道肩窩破碎頂板的超前支護(hù)。工作面回采初期F113斷層在溜子道揭露時(shí)，受斷層破碎帶影響，溜子道肩窩處的頂板破碎嚴(yán)重，破碎帶延展較長(zhǎng)，支護(hù)困難。通過(guò)研究分析結(jié)合該類問(wèn)題的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用撕幫并做超前支護(hù)以提前維護(hù)工作面機(jī)頭肩窩破碎頂板，溜子道撕幫超前支護(hù)圖見(jiàn)圖1，具體操作布置如下：

（1）肩窩頂幫破碎且支護(hù)困難是造成冒頂?shù)闹饕颍瑸榱擞行У乜刂祈敯澹瑢?duì)肩窩破碎煤體提前撕幫剝離。（2）使用Ф30mm×3000mm的鐵剎桿沿肩窩頂板以15°仰角打入煤體。 （3）使用2.6m的半圓木配合相應(yīng)高度的單體液壓支柱將剎桿末端整體托住，形成超前支護(hù)效果，加強(qiáng)支護(hù)。（4）使用木錨桿對(duì)擴(kuò)幫后的新的煤壁進(jìn)行錨幫。

3 工作面過(guò)斷層區(qū)域綜合管理措施

3.1 工作面層位控制管理措施

工作面過(guò)斷層初期，斷層距機(jī)頭較近處時(shí)的層位調(diào)整空間小，在保證煤機(jī)正常通過(guò)的情況下，盡量少坡底矸，過(guò)斷層區(qū)域破矸厚度大于1.5m時(shí)，采用打眼放震動(dòng)炮松動(dòng)巖體，炮眼采取兩排三花眼布置方式[3]，避免煤機(jī)直接截割，以保護(hù)綜機(jī)設(shè)備。

地質(zhì)測(cè)量科每周繪制2張工作面實(shí)測(cè)剖面圖，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)斷層實(shí)際產(chǎn)狀，生產(chǎn)技術(shù)部門認(rèn)真研究、大膽部署，本著合理管控頂板、竭力減少破矸的原則，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)破矸范圍進(jìn)行大幅度抬刀，極力減少斷層下盤破矸量，減少設(shè)備損壞影響生產(chǎn)。層位調(diào)整后，局部實(shí)現(xiàn)-8°左右反傾回采，工作面破全巖范圍被控制在6-10架，破矸范圍減少12架左右。

3.2 工作面頂幫控制管理措施

（1）頂煤破碎、片幫較嚴(yán)重區(qū)域，堅(jiān)持移超前支架，及時(shí)伸出伸縮梁支護(hù)頂板。如果煤壁片幫范圍較大，采用1.6m木錨桿錨幫防止片幫。

（2）工作面回采期間斷層破碎帶區(qū)域易發(fā)生漏冒性冒頂，冒頂區(qū)域于工作面上肩窩處施工φ20×3000mm樹(shù)脂錨桿錨固肩窩，錨桿正對(duì)煤壁支架前梁向上傾斜60°，錨桿間距1.0m，在相鄰錨桿間用φ30×3500mm的圓鋼做為超前剎桿，每架兩根，在剎桿末端外露400-500mm上再棚上大板，支架前梁托起剎桿和大板形成超前支護(hù)。

3.3 材料道下肩窩高冒區(qū)的超前支護(hù)

受特大斷層影響7331材料道出現(xiàn)高冒區(qū)域，經(jīng)研究分析在材料道下肩窩處提前施工超前鋼管剎桿以提高頂板穩(wěn)定性，防止了工作面推進(jìn)至該處時(shí)的肩窩漏冒事故。

4 總結(jié)

7331綜采放頂煤工作面受F113特大斷層影響，回采初期推進(jìn)困難，通過(guò)工程技術(shù)人員研究分析及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不同時(shí)期斷層對(duì)工作面的影響因地制宜的采取了多項(xiàng)管理措施，有效減少了斷層對(duì)工作面回采的影響，特別是兩端頭肩窩及工作面冒頂片幫區(qū)域采取的超前支護(hù)措施，確保了工作面安全高效回采，為我礦工作面過(guò)大斷層提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭守泉.綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)綜述[J].煤礦開(kāi)采，2008（04）：9-12.

[2]左照全.淺談綜放工作面過(guò)斷層破碎帶[J].山西焦煤科技，2013（11）：17-19.

[3]郭壹貴.綜放工作面過(guò)斷層技術(shù)實(shí)踐[J].中州煤炭，2013（07）：22-25.

作者簡(jiǎn)介：彭龍現(xiàn)（1980-），男，江蘇沛縣人，工程師，現(xiàn)為中煤大屯公司徐莊煤礦采煤二隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)。