荊各莊礦1122DF綜采工作面過地質構造的探討

摘 要：荊各莊礦有四個可采煤層，煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。1122DF工作面位于四個煤層的最下伏的煤12-2，煤厚5.0m，煤層較穩定，由于該工作面靠近礦井東翼F3斷層防水煤柱，小區域內地質構造發育，且受其上覆煤層采動礦壓及采空區影響，煤層頂底板不穩定，對安全生產造成了一定的影響，因此，不斷的在實踐中研究地質構造發育的特點和規律，根據其特點和規律制定開采應對措施，更好的解決開采難題，確保安全生產。

關鍵詞：綜采工作面；地質構造；探討

中圖分類號：TD823.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0160-01

荊各莊礦有四個可采煤層，煤9、煤11、煤12-1、煤12-2。1122DF工作面位于四個煤層的最下伏的煤12-2，煤厚5.0m，煤層較穩定，1122DF工作面在回采110m左右時，連續遇到地質構造，對生產造成了一定的影響，其中在回采至125m開始過向斜構造，回采至200m時開始過斷裂構造F24正斷層，此次遇到的構造影響范圍之大，在荊各莊礦實屬少見。1122DF工作面是該礦一水平東翼F3斷層煤柱儲量挖潛的最后一個工作面，也是生產主力工作面。該工作面走向長704m，平均傾向長123m，可采儲量60.8萬t。采面局部上覆1122BF采空區，并且由于靠近邊界F3斷層，受其影響煤層頂底板不穩定，小區域內地質構造發育，加之受上覆煤層采動礦壓影響，不能正常放煤，導致產量和回采進度受挫。

工作面開始試采時，按照銜接計劃，綜采設備選用MG200/500-AWD采煤機、SGZ-730/400刮板輸送機、ZY3200-13/32液壓支架等設備。回采初期進展順利，當回采至110m時，遇一向斜構造，該向斜軸兩翼傾角為不對稱，其中北翼傾角8～12°，南翼傾角21～32°，由此造成過向斜軸部后，煤層上傾角度增大，出現采面割底破巖現象，一度出現近20m的全巖，對回采進度及煤質造成了較大的影響。在有關職能部門的指導下，根據煤層傾角調整架腳及刮板輸送機角度，加大了上行追煤力度，最大角度達到32°，由于采取措施得力且上覆煤層采動壓力不明顯，煤層較穩定，經過一周的高強度開采通過了該向斜構造。隨后經過短暫的正常回采后，進入正斷層F24（落差2.4～2.0m）影響范圍區，該區域上覆1122BF采空區，受采動影響較大，且F24斷層走向與采面傾向交角較小，斷層影響范圍貫穿風道至運道。依據地質預報，為了順利的通過F24斷層，生產單位事先制定了過斷層的安全技術措施，即通過該斷層時適當調整偽斜，減少工作面揭露斷層范圍，工作面推采至距斷層10m時，采面末10組支架范圍以每刀100～150mm及時上飄，減少過斷層的破底量，揭露斷層后機頭側5組支架范圍提前上飄。但在實際回采過程中出現了采面片幫冒頂現象，由于頂板壓力較大，片幫嚴重，支架上挺高度不足，采面空間較小，局部機頭無法通過的現象頻出，為了控制片幫冒頂，生產單位采取了上頂背板、煤壁打幫柱的措施，采煤機雖勉強通過，但煤層片冒現象時常發生，加之上行回采角度不大破底巖石較多，遲滯了回采進度，造成了生產的被動局面。

縱觀此次工作面過構造情況，有許多值得反思的地方：①地質預報要準確及時，要向精細地質轉變，從定性預報向定量預報轉變，工作面設計之初，地質技術人員要根據已有的地質資料定性的分析其區域內的地質條件，完成工作面掘進后，要對圈定的工作面進行物探并對其探測的異常區進行鉆探驗證，要基本查清該區域內的地質條件，在回采階段地質技術人員要隨時修正揭露構造的產狀要素，及時向生產單位反饋工作面的構造情況，如傾角變化、煤厚變化、構造產狀變化等情況，還要根據掌握的地質資料，分析預測預報前方煤層產狀、賦存條件并提出調整上行開采角度等建議，為生產單位提供地質保障；②制定的過構造安全技術措施要考慮全面，在推進到斷層附近時，工作面要調斜前進，調斜程度要適當，從而減少斷層在工作面內的暴露范圍，對待冒頂片幫的處理，除了采取常用的打托板和幫柱的方法，還可以考慮采用向斷層破碎帶預注化學漿（學名馬麗散）工藝，達到固化頂板破碎區域的目的，以及采用樹脂木錨桿防片幫技術；③過斷層帶時，要充分考慮其復雜性，割煤、移架等工序應由有經驗的員工完成，由于頂底板不平整及上覆采空區影響，易造成支架歪斜使支架的實際支護能力降低，支架上方及煤壁常會造成不同程度的冒頂片幫，又由于頂板提前斷裂，在接近斷層帶時，頂板會發生回轉來壓，如果處理不及時，可出現壓死支架的事故。在此狀態下，可采取帶壓移架，且不得降柱過多，另外要縮小割煤與移架的間距，采用追機移架，以減少空頂面積和時間；要保證泵站壓力和初撐力達到標準，對超前和端頭的單體液壓支柱，保證其初撐力達到要求，對工作面需要撤下的支柱要及時進行補支；④要保證綜采設備使用的可靠性。在此次過1122DF斷層期間，綜采設備曾出現過故障，影響了正常推采，加劇了冒頂片幫現象的發生。在綜采設備選型上，要淘汰落后陳舊的設備，優選先進的支架工作阻力大、大柱安全閥壓力大的設備，避免因大柱安全閥壓力不足自動泄壓，將采面壓死的現象發生。鑒于該礦設備老化嚴重，在維護方面要重點加強，綜機設備要做到日常保養與檢修到位；⑤要制定必要的應急預案，諸如在過斷層前備足處理冒頂片幫的材料，如托板、方木、單體液壓支架等，在人員管理上要有可支配的預備隊，以便在關鍵時刻能及時補位。此外，要提高制定安全技術措施的針對性，并在組織實施中加以不斷完善。

目前荊各莊礦已進入關井閉坑階段，回采區域逐漸收縮，井田內大的地質構造雖已基本查清，但局部挖潛區域內還存在許多隱伏的小構造，對今后的生產依然會造成影響，為此，及時總結反思1122DF工作面過構造的經驗教訓，可以為今后的煤炭開采提供有益的借鑒，同時也為對外托管礦井回采時遇到類似的問題時積累經驗。

參考文獻

[1]楊孟達，等.煤礦地質學[M].北京：煤炭工業出版社，2007.

[2]徐永圻.采礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003.

收稿日期：2018-4-15

作者簡介：李劍平（1962-），男，河北唐山人，任副總工程師。