綜采工作面過斷層技術實踐

和正華

（西山煤電集團公司東曲煤礦，山西 古交 030200）

東曲煤礦斷層等地質構造多，影響了礦井的高效生產，本文以東曲煤礦14218工作面為對象，研究快速過斷層采煤技術。

1 工程概況

根據勘探資料和已施工的巷道資料：14218工作面即將回采過F13斷層，F13在14218皮帶順槽、軌道順槽、輔助運輸機巷、回風措施巷實際揭露為正斷層，與工作面夾角18°，影響區域867m；過F13之后，推進30m左右在工作面中上部揭露F12斷層，F12為14218回風措施巷實際揭露正斷層，與工作面夾角75°，預計F12延伸到14218工作面中上部，影響區域30m，見表1。

2 工作面過斷層前加固方案

為確保14218大采高工作面安全回采過F12與F13斷層影響區，對14218工作面輔助運輸機巷受F13正斷層影響區和14218工作面回風措施巷受F13與F12正斷層影響區注射馬麗散加固頂底板。注射位置如下：14218輔助運輸機巷受正斷層F13影響區30m（1979～2009m）范圍內的頂板注射馬麗散加固頂板，如圖1所示；14218回風措施巷受正斷層F13影響區42m（1201～1243m）與F12影響區12m（1139～1151m）范圍的頂板注射馬麗散加固頂板，如圖2所示；14218輔助運輸機巷受正斷層F13影響區30m（2106～2136m）范圍內從巷道上幫距底板200mm向工作面注射馬麗散加固3#～6#支架底板，防止支架鉆底。

表1 斷層情況表

2.1 馬麗散注射孔要求

2.1.1 輔助運輸機巷頂板注射孔要求

注射馬麗散鉆孔傾向孔距為4m，走向孔距為6m，每排兩個，施工時可根據現場情況適當調整。靠輔助運輸機巷上幫一排鉆孔距煤幫300mm，孔深5200mm，與輔助運輸機巷頂板夾角50°，鉆孔直徑Ф=42mm；靠輔助運輸機巷下幫一排鉆孔距煤幫l100mm，孔深4000mm，垂直巷道頂板，鉆孔直徑Ф=42mm。

圖1 14218輔助運輸機巷注射馬麗散鉆孔布置圖板

2.1.2 回風措施巷頂板注射孔要求

注射馬麗散鉆孔傾向孔距為3.2m，走向孔距為6m，每排兩個，施工時可根據現場情況適當調整。靠回風措施巷下幫一排鉆孔距煤幫300mm，孔深5200mm，與回風措施巷頂板夾角50°，鉆孔直徑Ф=42mm；靠回風措施巷上幫一排鉆孔距煤幫1100mm，孔深4000mm.垂直巷道頂板，鉆孔直徑Ф=42mm。如圖2所示。

2.1.3 輔助運輸機巷上幫注射孔要求

注射馬麗散鉆孔走向孔距為6m，鉆孔距底板200mm，水平偏下10°施工，注射孔深2500mm。由于工作面直接底為碳質泥巖與粉砂巖互層，可根據現場實際情況靈活確定注射孔位置。

2.2 施工工序

施工工藝：敲幫問頂→用錨桿機向頂板打注射孔→埋設注漿管→安裝封口器→用高壓膠管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入裝有馬麗散樹脂和催化劑的桶內→開泵注漿→停泵→拆卸注射槍。

2.3 施工步驟

（1）孔位設計：孔位設計詳細情況見圖1和圖2所示。① 打孔：要求鉆孔直徑42mm，使用錨桿機配套Ф20mm的管進行打孔。② 打孔注漿由工作面方向巷口方向順序進行，打完3組眼后開始注漿，此后打孔與注漿平行作業，注漿時把兩根吸料管分別插入馬麗散樹脂和催化劑桶中，原料經過活塞進入輸送管，輸送到注射槍里，通過注射槍注入煤巖層。

圖2 14218回風措施巷注射馬麗散鉆孔布置圖

（2）加強斷層區風、機兩巷頂底板的管理，除在風、機兩巷F12、F13斷層影響區注射馬麗散技術處，還采取以下措施：① 將回風措施巷三排帶帽點柱變為“一梁三柱”；② 工作面膠帶巷出現片幫時，必須支設點柱進行背幫處理，防止因片幫出現漏頂，背幫柱柱距1m，背幫使用小桿，規格=1200mm×60mm×10mm；③ 工作面過斷層期間膠帶巷必須備有50根DW45/110單體支柱、30根D225/100單體支柱、5m3木板梁和小桿、30片菱形金屬網、100根道木（150mm×150mm×1200mm）等備用支護材料。

3 工作面過斷層的方案

3.1 施工方案

F12正斷層落差2.3m，F13正斷層落差5m，全部采用正常硬過斷層法。具體措施為適當降低采高、調整開采層位破斷層下盤底板的方法進行平推通過斷層。

工作面開采層位的確定主要是根據施工現場的實際工況結合地質資料。

（1）層位調整原則：上盤按作業規程要求進行回采，當工作面破底量超過1.0m時采用爆破的方法對巖石進行預松動，工作面斷層面向機頭方向5個支架底煤不超過1.0m。

（2）工作面破巖段可通過適當抬高底板的方法減少破巖量，但抬底段最大傾角不能超過12°（工作面傾角9°）且與工作面平緩過渡。

（3）調整開采層位時原則上每隔一刀挑頂或臥底一次，每一刀挑頂或臥底量不得超過100mm。

（4）工作面過斷層期間必須保證工作面“三機”平直。

3.2 安全技術措施

（1）過斷層期間，備齊Фl60mm×1500mm撞楔、金屬網、單體液壓支柱、鍬鎬等處理冒頂所需的各種工具和材料。

（2）超前支護的單體液壓支柱必須有足夠的初撐力，保證迎山有勁。單體液壓支柱必須穿好鞋，確保支柱初撐力符合要求。

（3）刮板輸送機的機頭、機尾三角區處在過斷層期間提前處理好三角區頂板。過斷層期間，上、下端頭尾巷回撤前必須檢查好后路單體液壓支柱的初撐力，初撐力不足時，進行二次注液，確保尾巷回撤地點后路的安全。

（4）超前支護嚴格按作業規程中的規定進行操作，每班必須檢查超前支護的單體液壓支柱，發現失效單體液壓支柱等要及時注液、更換，以保證超前支護的完整性和支護強度。

（5）采煤機割煤通過斷層破碎帶時必須控制行走速度。采煤機司機的操作必須在液壓支架前柱內進行，防止滾落矸石、煤傷人。

（6）過斷層期間，當人員進入機道作業時，采煤機停止割煤，手把打零位，摘開滾筒離合器，將采機隔離開關閉鎖。需要爆破時，必須用廢舊膠帶保護液壓支架立柱及各種管線。

4 結語

通過采取過斷層的綜合技術方案，14218工作面順利推過F12和F13斷層，不再重新開切眼、搬家倒面，回收了斷層煤柱附近的資源，取得了較好的經濟效益。