N3-12綜放工作面過地質構造綜合技術研究

方 茜，侯林旺

(潞安環能股份公司 生產辦，山西 長治 046204)

1 工程概況

常村煤礦N3-12工作面位于N3采區，東接N3軌道巷，北臨宏旺公司保安煤柱，西臨太長高速保安煤柱，南臨太行路橋六分公司保護煤柱。工作面可采長度585 m，傾斜長度264.7 m，采用走向長壁后退式、低位放頂煤、全部垮落的綜合機械化采煤法。該工作面整體東北高、西南低，為單斜構造，平均煤厚5.92 m，局部發育兩層夾矸，平均厚度0.05/0.15 m，埋藏深度406.9～456 m。工作面采用ZF7000/19.5/38型普通液壓支架172組和ZPG7500/22/36型排頭(尾)架6組(排頭、尾各3組)，共178組。

1.1 煤層頂底板情況

煤層直接頂為泥巖，平均厚度1.46 m，老頂為粉砂巖，平均厚度8.91 m；直接底為粉砂巖，平均厚度1.45 m；老底為中粒砂巖，平均厚度2.02 m。

1.2 地質構造情況

該工作面無線電波透視探測及現有巷道掘進情況顯示：N3-12切眼距軌道巷里幫95.9 m位置(110號架處)，揭露Fj215正斷層，該斷層走向89.4°，傾向179.4°，落差3.2 m，傾角為65°；N3-12切眼4號至55號架揭露有一陷落柱(最厚2.8 m)；工作面推進37.6 m時，在切眼154號架處揭露Fj221正斷層，斷層走向159.6°，傾向249.6°，落差1.8 m，傾角為45°。為確保工作面安全回采，對過地質構造制定了相應的施工技術及安全措施。

2 過地質構造具體施工方法

2.1 過斷層時施工方法

1) 因工作面切眼掘進時揭露Fj215正斷層，回采期間過Fj215斷層時，采取漂刀留底煤和破底相結合的方式，斷層揭露面110號架往機尾方向適當破底(破底區域110號至125號架)，破底厚度不超過500 mm；斷層揭露面110號架往機頭方向適當留底煤(留底煤區域110號至95號架)，留底煤厚度以隨平大溜為準。

2) 因工作面回采過程中無計劃揭露Fj221正斷層，工作面從130號架至Fj221斷層面153號架處逐步漂刀留底煤，斷層揭露面往機尾方向可適當破底，破底厚度不超過500 mm。

3) 漂刀時工作面底板往機尾側逐漸找平，直至找到斷層下盤底板，找到下盤底板后沿底板平推。根據斷層落差變化情況適當調整過斷層角度及破底幅度。留底煤段要平緩過渡，嚴禁出現臺階，防止大溜不平損壞設備。

2.2 過陷落柱時的施工方法

1) 根據陷落柱的厚度和硬度，適當調整破陷落柱區域厚度，以現掘膠帶巷底板為參照，陷落柱靠機頭側適度留設底煤，放平大溜；陷落柱靠機尾側逐步隨平，每架隨平不超過100 mm。漂刀期間，每刀幅度不超100 mm，保證大溜平緩過渡，嚴禁出現臺階，防止大溜不平損壞設備。

2) 當現場陷落柱厚度超過大溜起伏±3°且巖石厚度超過500 mm，機組無法割動時，采用放松動炮通過陷落柱區域，具體放炮工藝流程為：①打眼。打眼采用7655型或其他滿足作業需求型號的風鉆，D42 mm鉆頭。②打眼位置。煤墻見石頭區域，取暴露巖體幾何中心。③炮眼深度為1.8 m，炮眼角度根據現場情況做適當調整，炮眼封泥長度不小于0.5 m。④炮眼間距為1.5 m。當巖石厚度在500～1 200 mm時，布置1排炮眼，炮眼高度距底板400 mm；超過1 200 mm時，巖石厚度每增加400mm，增加1排炮眼，上排炮眼與下排炮眼連線中點對齊，上下兩排炮眼間距為400mm，以此類推。⑤放松動炮采取分區段進行，一次裝藥、一次起爆，每次裝藥起爆區段不得超過15m，一次裝藥不超過20個炮眼。炮眼深度達到1.8m時，最大裝藥量不超2卷；炮眼深度小于1.5m時，最大裝藥量不超過1卷。

3 過地質構造安全措施

3.1 頂板管理安全措施

3.1.1 正常割煤移架時的安全措施

1) 機組割煤時，支架工緊跟機組前滾筒超前移架的同時，跟機頂溜(確保大溜最小彎曲度)后及時清理架前浮煤，及時超前移架管理。

2) 煤墻片幫超前移架后，逼幫板仍無法有效逼幫時，采取向煤墻打垂直單體柱蹬大板的辦法管理煤墻，防止造成冒頂事故。

3) 工作面煤墻必須采直割平，考慮過斷層期間工作面頂板破碎、煤墻片幫現象多，斷層揭露面前后20架采高可適當降低200～300 mm，保證機組正常通行。

3.1.2 工作面處理漏頂時的安全措施

1) 拉架過程中，發現頂板有漏矸或煤墻滑坡現象，要及時閉鎖大溜退下機組，對煤墻和頂板進行管理。

2) 超前移架遵循先易后難、先兩側后中間封口原則，選擇先拉的支架要盡量減少移架過程中對頂板擾動，避免造成頂板條件惡化。

3) 移架后仍不能有效護頂時，要在支架上挑大板(或抬棚)管理，封死漏煤空間。煤墻仍有片幫趨勢時，使用單體柱和大板做好逼幫措施。

4) 當工作面出現大面積滑坡、冒頂時，采取注漿辦法進行加固煤墻煤體：在逼幫板正中央，距底板1.5 m處打眼，打眼深度6 m，眼孔直徑為42 mm，打眼角度視現場頂板破碎、煤墻滑坡情況而定。

3.2 瓦斯管理安全措施

1) 煤墻片幫、頂板存在空頂、高冒現象時，機組通過該區域前必須由瓦檢員測量頂部瓦斯，當瓦斯濃度達到或超過0.8%時，停止割煤，用壓風管向該區域送風，直至瓦斯降至0.8%以下，方可恢復作業。

2) 機組內外噴霧必須保持完好有效。機組割石頭前，認真檢查內外噴霧完好情況，且必須保證水路流暢。若機組內噴霧霧化效果不好時，應在相鄰架次配置灑水管，在割石頭時，應使用灑水管對截割部位進行灑水除塵、降溫作業，防止產生火花，造成瓦斯事故。

3) 放炮前，對工作面50 m范圍內及軌道巷灑水滅塵，架前、架間浮煤必須清理干凈。放炮區域下風側30 m處架間噴霧作為凈化水幕在放炮前開啟。

4 結 語

常村煤礦N3-12綜放工作面采用漂刀留底煤、破底和放炮相結合的方式過地質構造，保證了工作面的安全高效回采，減少了搬家倒面次數，很大程度上緩解了采掘銜接緊張狀況，也為相似條件下的綜放工作面回采提供了一定的經驗。