地質(zhì)技術(shù)在綜采工作面過斷層的應(yīng)用與探索

吳瑞林

重慶南桐礦業(yè)有限責(zé)任公司南桐煤礦

地質(zhì)技術(shù)在綜采工作面過斷層的應(yīng)用與探索

吳瑞林

重慶南桐礦業(yè)有限責(zé)任公司南桐煤礦

通過地質(zhì)技術(shù)在我礦三個綜采工作面過斷層的應(yīng)用與探索,制定了相應(yīng)的過斷層的回采方案，摸索了一套提前摸清斷層、消化處理斷層的經(jīng)驗(yàn)。為礦合理化部署提前作好準(zhǔn)備提供了依據(jù),為綜采工作面過斷層贏得了大量的時間,提高了工作效率,提高了在生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)，達(dá)到了安全生產(chǎn)。

綜采工作面過斷層；提前摸清斷層；消化處理斷層；合理化部署；安全回采

1 我礦地質(zhì)構(gòu)造概況

南桐煤礦礦井地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜,對煤層破壞嚴(yán)重，對煤層開采影響程度大，主要褶曲有烏龜山背斜，伴生有次級褶皺廟頂背斜，平土向斜和王家壩向斜；斷層有F1A、F1B、F1C、F8B、F8C、F5、F7等主要斷層和眾多次要斷層，列舉F1A、F1B、F5、F7斷層。

F1A斷層逆斷層，走向N8oW～N10oW，傾向東，傾角49o～65o，地層斷距25.0m～50.0m，對采區(qū)劃分、工作面布置等影響大。

F1B斷層逆斷層，走向N1oE，傾向東，傾角50o，落差18.0m，對采區(qū)劃分、工作面布置等影響大，切割煤層長度達(dá)1700m，對礦井安全有一定影響，影響標(biāo)高達(dá)到-600m左右。

f5斷層逆斷層，發(fā)育于3#～4#勘探線之間，與F1A斷層呈雁行排列，走向N10oE～20oE，傾向東，傾角40o，落差5.0m～8.0m，切割煤層長度達(dá)1300m，破壞-325～-600m標(biāo)高之間的煤層，對工作面布置、開采等影響大。

F7斷層逆斷層，發(fā)育于6#勘探線附近，走向N100oE，傾向東，傾角59o，落差5.0～14.0m，切割煤層長度達(dá)500m，破壞-120m～-300m標(biāo)高之間的煤層，對工作面布置、開采等影響大。

2 礦井綜采基本情況

隨著煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步，大傾角、薄煤層、高瓦斯條件的長壁機(jī)械化開采技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步。目前國內(nèi)煤層傾角在25o～30o時，機(jī)械化采煤設(shè)備的選型配備較方便，開采過程中的技術(shù)與管理也較成熟。煤層傾角越大，開采技術(shù)條件越趨復(fù)雜，煤層頂、底板巖層的滑移，回采工作面設(shè)備下滑，給大傾角煤層綜采帶來極大困難。1998年華鎣山綠水洞煤礦（屬高瓦斯、有煤與瓦斯突出危險礦井）采用ZYJ2300/13/32大傾角支架（包括下端頭支護(hù)），從技術(shù)設(shè)備上較全面地解決了大傾角中厚煤層長壁綜采難題。

南桐煤礦經(jīng)改擴(kuò)建后，生產(chǎn)能力將達(dá)1.2Mt/a。根據(jù)礦井1.2Mt/a擴(kuò)能設(shè)計(jì),以及生產(chǎn)實(shí)際情況和開采經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本礦井煤層賦存條件，確立了提高礦井機(jī)械化程度，以“三綜一高”的生產(chǎn)格局,采用走向長壁采煤法，全部陷落法管理頂板保持礦井生產(chǎn)能力達(dá)1.2Mt/a。

南桐煤礦煤層傾角一般為28o～45o，礦于2015年在北翼7509上段及7603上段分別布置了兩個大傾角（34o～45o）綜采工作面，但在兩個個綜采工作面回采時都遇到了性質(zhì)不同的斷層,并且斷層的落差大（在2m～4.5m之間）。給綜采工作面回采帶來了較大的影響。

3 地質(zhì)技術(shù)在過綜采工作面的應(yīng)用與研究

由于在7509、7603兩個綜采工作面回采時都遇到了斷層,根據(jù)斷層的不同性質(zhì)，我們選擇了7509綜采工作面過斷層的研究成果進(jìn)行敘述:

該工作面位于烏龜山背斜東翼，該工作面位于烏龜山背斜東翼北翼井田，走長425m、傾斜長234m，平均煤厚1.0 m、平均傾角33度，該工作面煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層賦存穩(wěn)定。但該工作面構(gòu)造復(fù)雜：主要是f218斷層（為一逆斷層，傾向105o、傾角∠42o、落差1.0m～4.5m）斜交該工作面，走向展布長度115m，斷層傾斜長275 m。風(fēng)巷七石門以北150m處遇該斷層，腰巷七石門以北218m處遇該斷層，機(jī)巷七石門以北270m處遇該斷層，落差都在1.0m以上，風(fēng)巷最大落差在4.5m，對機(jī)采影響也較大，機(jī)巷和腰巷落差較小，對機(jī)采影響相對較小。同時附近也有伴生構(gòu)造，煤層復(fù)合層較多（有的地方有三層煤炭）頂板非常破碎，對整個工作面回采有較大的影響，底板管理極其困難。礦經(jīng)過多次會商形成了相應(yīng)的過斷層的最終方案。

該工作面風(fēng)巷由南向北回采至該斷層時，在風(fēng)巷走向上應(yīng)破底板按8度的俯角預(yù)計(jì)掘20m的下沉巷道進(jìn)入下盤煤層，傾向上上盤破底、下盤破頂按30度的仰角預(yù)計(jì)掘35m的巷道進(jìn)入下盤煤層。在施工過程中由于是上盤煤層進(jìn)入斷層的下盤煤層,為了便于現(xiàn)場操作,保證下沉角度準(zhǔn)確進(jìn)入下盤煤層,礦采取了走向上向前推進(jìn)1m,高差降0.15m,（前進(jìn)一排降0.12m），另外在煤壁的頂板下降0.12m牽線破煤層及底板的局部控制辦法解決了準(zhǔn)確由上盤煤層進(jìn)入斷層的下盤煤層的技術(shù)難題；傾向上過斷層局部在斷層面以下20m的位置按30度的仰角預(yù)計(jì)掘35m的巷道進(jìn)入下盤煤層（詳見7509上段剖面示意圖）。按此方案連隊(duì)在回采過程中由于局部地方空頂高度達(dá)到1m～2m，綜采支架達(dá)不到高度,礦采用了錨桿、錨索的支護(hù)方式加強(qiáng)頂了板管理。從2015年6月到2017年2月共經(jīng)歷了2年的開采,該工作面過斷層沒有發(fā)生安全事故,保證了該工作面的安全回采。

4、對礦井帶來的安全生產(chǎn)帶來指導(dǎo)意義

通過地質(zhì)技術(shù)在我礦三個綜采工作面過斷層的應(yīng)用與研究,制

4 對礦井帶來的安全生產(chǎn)帶來指導(dǎo)意義

通過地質(zhì)技術(shù)在我礦兩個綜采工作面過斷層的應(yīng)用與研究,制定了相應(yīng)的過正斷層、逆斷層的回采方案，摸索了一套提前摸清斷層、消化處理斷層的經(jīng)驗(yàn)。為礦合理化部署提前作好準(zhǔn)備提供了依據(jù),為綜采工作面過斷層贏得了大量的時間,提高了工作效率,提高了在生產(chǎn)過程中的安全系數(shù)，達(dá)到了安全生產(chǎn)。

更重要的是有了綜采過正斷層、逆斷層的方案,為其他區(qū)域綜采工作面過斷層的安全回采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為其它類似地質(zhì)條件的采區(qū)布置起到了很好的借鑒作用，為礦井達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。