薄煤層綜采工作面過斷層研究

朱偉 段守文

【摘要】：工作面在回采過程中經(jīng)常遇到斷層，但薄煤層工作面回采時，由于采高較低，斷層對工作面回采制約較大，影響因素較多。重點對薄煤層綜采工作面過斷層進(jìn)行研究，針對性地提出了一些應(yīng)用策略，旨在為薄煤層綜采工作面過斷層的處理提供指導(dǎo)，以確保煤層開采工作的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵字】：薄煤層;綜采工作面;過斷層

煤礦開采工作進(jìn)行的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，環(huán)境也較為惡劣，對于技術(shù)的應(yīng)用有著較高的要求。斷層是一種較為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，很大程度上增大了煤礦開采的難度，不僅使得開采的效率不高，也帶來了較大的安全隱患。尤其是在薄煤層的開采中，存在較大的限制。因此，加強對薄煤層綜采工作面過斷層的研究具有很大的現(xiàn)實意義，可進(jìn)行針對性的指導(dǎo)，改善當(dāng)前煤礦開采困難問題，更好地挖掘煤炭資源，滿足社會發(fā)展的需求。

一、 煤礦概述

新建煤礦位于七臺河礦區(qū)西北部，礦址距七臺河火車站約2.5公里，東南距七臺河市市中心約15公里。行政區(qū)劃屬黑龍江省七臺河市新興區(qū)管轄。地理坐標(biāo)：東經(jīng)130°48′18″～130°54′45，北緯45°45′31″～45°51′01″。礦區(qū)面積：49.1792平方公里。

新建煤礦開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量充足，截止至2019年3月末新建煤礦開拓煤量746.82萬噸，可采期7.7年;準(zhǔn)備煤量595.52萬噸，可采期73.70月;回采煤量88.60萬噸，可采期10.97月。

截止到2018年末，新建煤礦保有儲量4610.5萬噸，可采儲量2192.9萬噸。

新建煤礦共有三個生產(chǎn)采區(qū)，一個回收區(qū)，一個調(diào)整區(qū)、兩個開拓區(qū)。共有5組采煤隊，21組掘進(jìn)隊，采煤工藝均為4高檔普采、1個綜采。

礦井開拓方式為斜、立井多水平開拓。一水平標(biāo)高為-100m，已經(jīng)回采完畢;二水平標(biāo)高為-250m，為現(xiàn)主要生產(chǎn)活動區(qū)域。終止標(biāo)高為-800米。新建煤礦設(shè)計能力為120萬噸，核定能力為190萬噸/年。

二、 工程概述

新建煤礦40031工作面回采 90層煤，煤層厚度0.65m ～ 0.89m，平均厚度 0.75m，傾角 4°～11°，平均傾角 6°，工作面傾斜長度 189m，走向長度980m。整個煤層開采過程中，為提高采煤工作效率，使各項技術(shù)措施更為有效地發(fā)揮作用，預(yù)防煤礦安全事故發(fā)生，結(jié)合該煤礦基本情況，采用傾斜長壁后退式采煤法，并應(yīng)用全部垮落法對頂板進(jìn)行有效管理，落實綜采采煤工藝，確保采煤任務(wù)順利完成，提高采煤工作效率。同時，采煤需要經(jīng)過斷層、老巷，為保證施工效果，有必要創(chuàng)新思維，把握技術(shù)措施，實現(xiàn)對薄煤層綜采工作面效益的提升，為煤礦開采效益提升創(chuàng)造良好條件。

三、 方案對比分析

方案一：將綜采工作面整體撤面搬家，使用炮采工藝過斷層。該方案能避免工作面過斷層，減少材料消耗量，提高采煤安全水平。但撤面搬家和安裝綜采面需要 1.5 個月時間，期間工作面沒有產(chǎn)量。撤面后斷層區(qū)間采用炮采、調(diào)采，頂板管理困難，采煤量會受到嚴(yán)重影響。炮采工作面存在反向運輸，輸送環(huán)節(jié)多等問題，通風(fēng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，不利于通風(fēng)管理，并且需要施工炮采補切眼。

方案二：采用強推硬過斷層，當(dāng)無法推采時，在適當(dāng)位置掘進(jìn)補充材料道作為工作面的出口，并將工作面與材料道聯(lián)通，貫通后撤除工作面補充材料道，并且工作面繼續(xù)推進(jìn)，讓采煤工作順利進(jìn)行。該方法可以避免整體搬家撤面，對產(chǎn)量影響很小，具有良好的經(jīng)濟效益，同時運輸系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)比較簡單。但工作面推進(jìn)過程中，需要補充運輸巷和材料道，需要掘進(jìn)材料149m，斷層處頂板管理也比較困難。綜合對比兩個方案的技術(shù)性與經(jīng)濟性，結(jié)合該采煤工程的現(xiàn)場基本情況，決定采用方案二進(jìn)行煤礦開采。

四、 薄煤層綜采工作面過斷層、過老巷技術(shù)對策

1、 爆破及空頂距縮短煤礦開采中，首先對運輸巷提前進(jìn)行臥底，完成后安排工作面刮板輸送機入場，做好頂板支護(hù)工作。整個采煤作業(yè)面利用采煤機截割比較困難，針對這種情況，采用放松動炮的方式進(jìn)行處理，并且爆破后及時進(jìn)行回采，減少空頂時間。適當(dāng)縮短空頂距離，壓巖地段和頂板破碎處，采煤機截割前后及時將支架移至煤幫，這樣有利于縮短空頂距，實現(xiàn)對頂板的有效保護(hù)。

2、 工作面冒頂處理技術(shù)

工作面過老巷期間，與老巷交叉處頂板冒頂，在補充運輸巷內(nèi)利于廢舊軌道和工字鋼造假頂?shù)拇胧?，有效?guī)避冒頂風(fēng)險。通過補充材料道時，用料墊住刮板運輸機，使其起伏平緩，滿足采煤機運行需要。

3、破碎帶處理技術(shù)

工作面與老巷交叉處及斷層處，對于這些地方出現(xiàn)的頂板破碎帶，在頂板需要打設(shè)錨桿，從而增強頂板的穩(wěn)固性與可靠性。錨桿間距 1.0m，排距 1.2m，錨桿長度 1.7m，錨固力不低于 50k N。采取這些措施處理之后，有利于確保頂板牢固可靠，避免出現(xiàn)安全事故。

4、機電設(shè)備管理技術(shù)

重視機電設(shè)備管理，做好設(shè)備調(diào)試工作，確保機電設(shè)備綜合性能良好，有效滿足采煤需要。對于機電設(shè)備要加強養(yǎng)護(hù)維修，及時處理存在的故障，有效提升機電設(shè)備綜合性能。加強用電管理，保證機電設(shè)備的用電能夠得到有效滿足，進(jìn)而為采煤工作現(xiàn)場施工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

5、頂板管理技術(shù)

提高對頂板管理的思想重視程度，尤其是工作面斷層處壓巖地段的頂板，更應(yīng)該加強管理。確保頂板安裝順序合理，位置準(zhǔn)確。應(yīng)該從冒頂?shù)囟危瑑啥隧敯逋暾牡囟蜗蛎绊數(shù)囟我萍?，進(jìn)而對頂板實現(xiàn)有效控制，防止冒頂區(qū)域出現(xiàn)進(jìn)一步擴大等問題發(fā)生，為采煤工作順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

6、 施工現(xiàn)場安全管理技術(shù)

完善施工現(xiàn)場安全管理制度，提高工作人員的安全管理意識。臥底時要嚴(yán)格控制底板的起伏和工作面采高，確保臥底深度合理，保證接頂質(zhì)量，減小空頂面積。要保障接頂工作人員安全，避免人為操作失誤而帶來安全隱患。確保支架安全可靠，高度合適，冒頂移架應(yīng)該遵循步驟進(jìn)行，防止安全事故發(fā)生。支架支護(hù)應(yīng)該整齊可靠，確保施工作業(yè)人員安全，并加強用電管理，按要求敷設(shè)電纜，實現(xiàn)對安全事故的有效預(yù)防。

四、結(jié)束語：

為提高采煤工作效率，防止安全事故發(fā)生，降低不必要損失，落實薄煤層綜采工作面過斷層、過老巷技術(shù)是必要的。應(yīng)該做好采煤工作面基本情況的調(diào)查工作，對比不同方案的技術(shù)性與經(jīng)濟性，然后采取有效的技術(shù)措施，并按要求施工，確保各項技術(shù)落實到位，使煤礦開采取得更好的綜合效益。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]高擎，陳偉. 煤礦綜采工作面支護(hù)技術(shù)問題研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（07）：69.

[2] 張義彬. 薄煤層采煤工作面過斷層實踐[J].山東煤炭科技，2010，（02）.

[3] 程二小，王禹. 薄煤層工作面過斷層的研究[J] .科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2012（02）.