常順煤業9105綜采工作面過構造分析

朱銀柱

(山西煤炭運銷集團陽泉有限公司，山西 陽泉 045100)

引 言

兼并重組礦井有其自身特點，主要為井田面積小、兼并包內礦井數量多、可采儲量較少等一系列問題[1-2]。當綜采工作面構造較為復雜時，可供選擇的綜采工作面過構造方法不多[3-4]，多為直接通過。以常順煤業9105綜采工作面作為研究對象，對9105工作面概況和頂板控制管理方式進行分析，針對由陷落柱造成的無煤區這一地質構造，提出工作面過無煤區的技術措施和進風順槽超前支護方式，為工作面過構造工作提供技術支持。

1 9105工作面概況

9105工作面位于井田南部一采區中部，北鄰膠帶上山，東為9104工作面，南至構造保護煤柱，西鄰9106工作面。9105工作面標高1 050 m～1 080 m，工作面走向長度880 m，工作面長度196 m，回采面積162 680 m2。煤層厚度2.5 m～2.9 m，平均厚度為2.7 m，煤層傾角為3°～12°。9#煤層賦存較穩定，硬度系數小于3，貧瘦煤，煤層結構簡單，黑色，半光亮型，工作面內全區穩定可采，局部有構造。

9105工作面煤層直接頂為泥巖，厚度為7.2 m～13.2 m；直接底為粗粒砂巖，厚度為12.5 m～18.3 m。工作面液壓支架為133架ZF5400/20/42掩護式支架，過渡支架為ZFG5600/20/38掩護式支架。端頭支護，工作溜機頭上方采用5 m的π型梁支護，一對兩梁，交錯邁步前移，一梁五柱；機頭、機尾靠落山側切頂柱采用雙排密集柱切頂，當工作面周期來壓時，密集柱迎山側增加戧柱；沿切頂線支設密集柱兩排，第一排密集柱不大于250 mm，第二排密集柱為500 mm。超前支護，進風順槽超前支護不得少于20 m，進風端頭靠工作面煤壁側支設兩排超前支護，靠近實體煤側支設一排，一梁四柱；回風順槽超前支護不得少于20 m，回風端頭靠工作面煤壁側支設兩排超前支護，靠近煤柱側支設兩排，一梁四柱；機頭、機尾超前支護單體柱支設必須成直線，拴防倒繩，安全出口凈高不低于1.8 m；π型梁錯距為0.4 m，進風順槽壓力增大時，需加強支護，破碎機機頭至工作溜機頭段保證一梁不少于四柱；破碎機機頭段一梁兩柱，π型梁使用直徑不小于12#鐵絲與頂網捆綁，且單體柱必須使用防倒繩，不得出現卸液。

2 9105工作面過構造分析

2.1 9105工作面地質構造

根據掘進時揭露情況，9105進風順槽371 m處和9105回風順槽335 m處分別揭露斷層構造，結合兩巷道揭露情況綜合分析，該斷層為F4正斷層，工作面內走向為E16°S，傾向為∠WS75°，斷距為1.5 m～4.5 m。

9105回風順槽100 m～165 m處揭露一陷落柱，長軸約為60 m，短軸約為16 m。

9105工作面南部為F5正斷層，走向為E21°S，傾向為∠SW75°，斷距為1.5 m～3 m。該斷層距9105工作面切巷最近處為132 m，最遠處為162 m；9105回風順槽880 m～1 015 m處揭露一陷落柱，長軸約為135 m，短軸約為79 m。

9105工作面存在四個異常區。其中，異常區E1位于測點起始線90 m～220 m范圍內，分析認定異常區由預測陷落柱X1影響所致，預計該陷落柱長軸為66 m左右；異常區E2位于測點起始線310 m～470 m范圍內，分析認定異常區由預測其他地質構造或斷層F2影響所致；異常區E3位于測點起始線530 m～620 m范圍內，分析認定異常區由預測陷落柱X2影響所致，預計該陷落柱長軸為60 m左右；異常區E4位于測點起始線740 m～870 m范圍內，分析認定異常區由預測陷落柱X3影響所致，預計該陷落柱長軸為48 m左右；根據9105工作面本煤層鉆孔驗證情況及鉆探驗證情況分析，工作面內構造暫無導水性。

2.2 9105工作面過無煤區技術措施

9105綜采工作面57架～93架處全斷面賦存無煤區，為確保安全生產，保證工作面順利通過該無煤區，特制定如下安全技術措施。

爆破工藝，選用YT-28型風動鉆機與2.0 m六棱鉆桿打眼，采用濕式鉆眼爆破施工，濕式打眼，爆破采用正向爆破。放炮時采用5架為一組，分組裝藥、爆破。

炮眼布置，根據揭露巖石情況，厚度<0.5 m，布置一個炮眼，深度為2.0 m，間距為0.5 m，相鄰的炮眼布置深度為1 m，深度為1.5 m，交替布置；57架～93架炮眼布置呈單排眼(巖層厚度<1 m時)、三花眼(巖層厚度>1 m<1.5 m時)、五花眼(巖層厚度>1.5 m時)布置，底眼間距0.75 m、眼深2.0 m，2個/架，頂眼間距2.0 m，1個/架，中部巖石堅硬時布置2個炮眼，間距為0.5 m，眼深為1.5 m，裝藥量0.6 kg/眼。頂眼仰角30°，底眼距底板0.5 m、俯角53°；根據現場無炭柱厚度情況，適當增減炮眼數量。

裝藥要求，裝藥前用風管將炮眼內的煤粉或巖粉吹凈，將藥卷按序一次性放入炮眼中，再用炮棍輕輕將藥卷推至炮眼底，不得用力捅、搗藥卷，炮眼內藥卷必須彼此密接；根據要求炮眼長度超過1 m時，炮眼封泥長度不得小于0.5 m；炮眼封泥使用水泡泥，水泡泥外剩余的炮眼部分用粘土炮泥封實；裝藥后，必須把電雷管腳線扭結懸空，嚴禁電雷管腳線、爆破母線與運輸設備等導電體接觸。

爆破母線按標準連接，爆破母線和連接線、電雷管腳線和連接線、腳線之間的接頭相互扭緊并懸空，不得與軌道、金屬管、金屬網、鋼絲繩、刮板輸送機等導電體相接觸；綜采工作面爆破作業，爆破母線應掛在支架中部，不得掛在支架頂部或底部；只準采用絕緣母線單回路爆破；爆破母線不得有明接頭，如有破口應立即截斷或更換；爆破前，爆破母線必須扭結成短路。

2.3 9105進風順槽超前支護調整

9105進風順槽端頭、超前支護段，因巷道壓力大，巷道兩幫及頂板位移明顯，影響通風行人，為確保工作面的安全，將9105綜采工作面進風超前支護方式做出如下調整。

1) 將超前支護由原20 m增加至皮帶自移機尾處，共計35 m；

2) 用單體柱+柱帽(柱帽不小于規格300 mm×200 mm×160 mm)替換π型梁+單體柱的原支護，在替換前必須先將將點柱支設到位；

3) 將原π型梁南北支設，調整為東西支設且一梁不少于4柱，π型梁排距為0.6 m；

4) 巷道擴幫后每排不少于5柱；

5) 9105工作面切巷由工作面端向北2 m范圍內將π型梁替換為3 m(直徑不小于160 mm)的木梁支護，木梁間距0.3 m；

6) 隨著工作面的推進，靠近工作面附近的π型梁及時更換成木梁，保證工作面的正常推進。

3 結語

本文以常順煤業9105工作面作為研究對象，在對9105工作面布置情況、煤層情況、頂底板巖性和頂板控制方式分析的基礎上，針對9105工作面的地質構造，提出了9105工作面過無煤區的技術措施，并對9105工作面進風順槽的超前支護方式進行了調整，確保9105工作面正常推進和安全生產。