綜采工作面過斷層破碎帶技術研究

郭龍龍

（西山煤電集團白家莊礦，山西 太原 030200）

1 工程概況

山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦位于魏家灘鎮斜溝村西，礦井建設規模15.0Mt/a，礦井設計服務年限為75.2a，井田地質構造簡單，總體為一走向近南北、傾向西的單斜構造，傾角一般為9～12°。井田內斷層多為小斷層，傾角均較小，未發現大斷層。主采煤層為6#、8#、13#三層。

16502綜采工作面位于6#煤層十五采區，工作面走向長度為2638m，傾向長度為175m，煤層平均厚度為1.7m，直接頂主要以灰黑色泥巖為主，巖層平均厚度為3.71m，巖石硬度低，易破碎。基本頂主要以灰白色的中粗粒砂巖為主，平均厚度為15.05m，巖石硬度大。16502工作面推進至750m處將揭露一條F1正斷層，斷層傾角為49°，落差為2.2m，對回采影響較大。16502綜采工作面采用MG250/560-WD采煤機、SGZ-764/400型中雙鏈刮板輸送機，ZY4800/12/26液壓支架。

2 走向前探梁吊棚+撞楔超前支護的應用

2.1 走向前探梁吊棚

（1）走向前探梁吊棚主要由前探梁、橫梁、吊掛裝置組成，前探梁伸縮長度范圍為2.0～4.0m，前探梁主要由兩節11#、13#槽鋼通過焊制的滑道及滑輪進行拉伸、收縮，11#及13#槽鋼長度均為2.0m，11#槽鋼安裝在13#槽鋼里可拉伸、收縮。

（2）橫梁長度為2.4m，采用11#槽鋼焊制而成，槽鋼每隔1.0m切割一個槽口，槽口寬度為130mm，共計四個槽口，橫梁兩端通過滑輪及鋼絲繩吊掛在液壓支架上，滑輪和鋼絲繩可控制橫梁上升、下降。相鄰兩架支架吊掛兩根橫梁，第一根吊掛在靠近支架后立柱位置，第二根橫梁吊掛在支架前立柱前方，兩根橫梁間距為2.0m。

（3）將前探梁13#槽鋼前后分別安裝在兩根橫梁同一位置的槽口上，并采用卡纜進行固定，每根橫梁上安裝四根前探梁。

（4）當16502綜采工作面過斷層破碎帶期間，割煤后移架前，頂板出現嚴重破碎時，及時將前探梁拉伸至工作面煤壁，并采用鋼絲繩及滑輪將橫梁上升至支架頂梁。若工作面頂板出現漏頂時及時在前探梁上方鋪設道木或半圓木與頂板接頂，防治頂板大面積垮落。

（5）在移架時通過前探梁自動收縮，實現移架全過程無空頂作業。即支架在移架時，探梁頂端頂住煤壁且隨著支架往前移動，前探梁也在逐漸收縮。當移架到位后再下一刀割煤前，為防止采煤機切割前探梁造成采煤機損壞，可將前探梁進行人工收縮。

2.2 撞楔超前支護

撞楔支護主要是預先在破碎帶頂板處，施工一排加長錨桿、鋼針或超長柔性支護材料等，從而有效控制破碎頂。

（1）16502綜采工作面撞楔超前支護采用長度為3.0m，Φ25mm鋼針，所有鋼針施工在工作面設計頂板位置，且與工作面割煤走向角度一致。

（2）首先采用型號為Y-28型鑿巖機及Φ32mm一字型鉆頭在工作面設計頂板位置施工鉆孔，鉆孔深度為3.0m，鉆孔垂直煤壁布置，鉆孔間距為1.2m。

（3）當鉆孔施工完后在鉆孔內填裝兩支型號為MSKC23/60樹脂藥，然后采用鉆機將鋼針注入鉆孔內，錨固時間不得低于1min。

（4）在工作面斷層破碎帶處，超前支護施工完后，開始下一循環割煤，在割煤時適當降低采高，防止采煤機滾筒切割鋼針造成滾筒切割部損壞。

（5）在工作面割煤長度達50m時停止割煤，進行移架。移架時必須采用帶壓擦頂移架方式，移架到位后再繼續割煤直至整個工作面割煤完成。

（6）當第一組鋼針施工完且工作面推進2.0m后，及時施工第二組鋼針，第二組鋼針與第一組鋼針交錯布置，且交錯鋼針長度為1.0m（鋼針長度3.0m，在回采過程中預留1.0m及時補打第二排），第二排與第一排撞楔超前支護施工工藝相同，直至整個工作面過斷層破碎帶后停止施工超前支護。

3 結語

16502綜采工作面過斷層破碎帶期間，采用走向前探梁吊棚及撞楔超前支護對工作面破碎頂板進行維護。實踐證明采用該方法基本解決了工作面過斷層破碎帶頂板維護困難等難題，加速了工作面過斷層期間回采速度，有效提高了破碎帶處頂板穩定性，取得了較好效果。