高架綜采過較大落差斷層方法探索

摘 要：闡述斷層帶區域地質構造及冒落原因，并通過介紹該礦21105工作面如何嘗試了一種新的高架綜采過大落差斷層方法，探討綜采工作面如何優化過斷層工藝，以資借鑒。

關鍵詞：高架綜采；過斷層；大落差；技術方法

引言

冀中能源股份公司東龐礦已生產了三十多年，隨著綜采工作面向深部布置，斷層數量也越來越多，落差也在加大，頂板與煤體的完整程度受嚴重破壞，高架綜采工作面遭遇斷層會對整個礦井的安全生產和經濟效益產生非常嚴重的影響。如何安全、快速通過斷層可以在保證工作面采掘作業的連續性的同時，提高作業安全水平，有效避免事故發生。

1 工作面概況

21105綜采工作面為東龐煤礦11采區第五個回采面，走向長平均1411m，傾向長平均84m；直接頂為粉砂巖，層厚約2.1m，無偽頂，煤厚平均4.89m，煤層傾角平均0°；工作面水文地質條件相對較簡單。根據巖性、含水介質特征及地下水類型，充水形式以淋水、滴水為主，補給條件不良，主要為靜儲量。

切眼初次安裝35架ZY5000-25/50型液壓支架，支架高度2500mm～5000mm，工作阻力5000kN。工作面推進323m范圍內，續架至73架；經過第二次調采，過拐點后撤架至50架；經補切眼對接，增加至105架；然后隨工作面推進逐漸撤架，至停采線工作面剩余支架23架。工作面使用MG500/1130-WD采煤機落煤，總功率1130kw，截深700mm；配套SGZ800/2×525雙中心鏈刮板運輸機運煤，輸送能力1500t/h。

在工作面對接前，北F309斷層從上巷進入工作面，北F309斷層327°<70°落差5～6米。根據三維勘探提供資料及實際揭露資料，北F309、SYF49斷層經分析應同屬一條斷層延展，后在回采過程中得到驗證，同屬于一條傾向斷層。如圖1所示。

2 過斷層方案

（1）此斷層為傾向正斷層，工作面在推進方向上是從斷層上盤推到斷層下盤，工作面底板由較低處抬高到較高處，過斷層需采取“起”的方式，確定好距離后即通過采煤機挑頂、撇底，截割圍巖強行通過斷層。

（2）針對斷層落差和傾角進行計算，確定挑頂距離后，平均每刀挑頂量控制在150～200mm之間，避免因挑頂不及時，斷層面揭露后支架大面積托頂煤、支架跟不上頂板導致冒頂。

（3）由于斷層落差（5～6m）大于煤厚和采高，在挑頂過程中煤層撇至支架底面以下，工作面全巖可達到5架左右，為使工作面保持平順，挑頂長度在15～20架，巖層松軟時可直接通過采煤機截割圍巖，巖層堅硬時宜采用放松動炮后采煤機截割推進。

（4）優化過斷層工藝，在保證工作面運輸機能夠正常使用的前提下，最大限度的保證少破巖石。當所破巖石堅硬時，為了少破巖石，減少放炮對工作面支架和設備的破壞，鑒于本工作面為俯采煤壁不易片幫的情況下，我們對斷層下盤適當進行托頂煤，從而加快了推進速度。

3 技術措施

（1）加強支護：支護是煤礦生產中重中之重，在綜采工作面過斷尾時，其一就是要保證斷層附近20～30架的支架完好率，從而使支架有良好的支護狀態和初撐力；其二要對斷層附近的破碎頂板進行維護，維護方式主要有打錨桿、錨索和用木頭背頂等方式；其三對頂板破碎并片幫嚴重地區采用加單體輔助拉架，使支架帶壓移架，這樣不僅最大限度的減少頂板破壞，還可以使支架立柱前傾，減少空頂面積；其四就是在斷層與工作面機頭機尾加打單體、打錨桿、錨索等多種方式維護頂板。

（2）加強設備檢修和保護：過此類大斷層，無論是采煤機直接截割煤巖，還是通過放振動炮，大量的矸石容易造成工作面運輸機的嚴重磨損，會導致斷鏈、損壞溜槽、燒電機等機電事故，而放振動炮會對支架造成一定的破壞，而采煤機長期割碴對機組截齒、滾筒、等都是嚴峻的考驗，因此在首先必須加強過斷層期間的設備檢修，并且在放炮前對工作面支架做好保護工作，另外工作面應多準備破矸用的風錘，及時破碎大塊矸石；另外，在不經常使用采煤機的情況下，采煤機可盡量放置在工作面上半部，防止矸石卡在采煤機與運輸槽之間造成堵塞、難以處理還會造成絆斷刮板鏈。

（3）合理保持工作面斷層處采高，對于斷層挑頂區域的采高要最大程度的降低，因為此區域的采高越大，出碴量越大；而且也為打炮眼、裝藥造成了極大的安全隱患，因此在保證采煤機正常通過的前提下盡量降低采高。

（4）挑頂、起刮板輸送機保持同步：在上、下巷要求挑頂處提前標記好位置，工作面到達既定位置后即進行挑頂、起刮板輸送機、支架。執行過程中各班跟班和班長、采煤機司機根據巷道頂、底板坡度變化和斷層順工作面移動的速度調整挑頂、起刮板輸送機，特殊情況時可采用放炮挑頂、使用千斤頂起吊刮板輸送機等方式，始終保持挑頂和起刮板輸送機同步，確保采高不超高，有利于煤壁區頂板管理。

（5）必須保證工作面工程質量，確保工作面刮板輸送機的平、直、順，并與轉載機保持良好搭接狀態，防止拉循環煤。支架的支護狀態與初撐力必須保持良好和合格。對于損壞的管路、千斤頂、片閥等及時進行更換。

4 結束語

東龐煤礦21105工作面過北F309、SYF49斷層具有代表性，通過超前合理的決策，確定采用挑頂留頂煤法強行過斷層的方法，配套一系列合理科學的組織和技術措施，保證了過大落差斷層的成功實施，實現安全回采，取得較好的技術經濟效益，對其他煤礦綜采工作面過大落差斷層具有借鑒意義。

作者簡介：盧須芬（1967-），男，河北石家莊人，1990年畢業于開灤職工大學采礦工程專業，冀中能源股份公司東龐礦綜采二隊副區長，采煤工程師。