大采高綜采工作面過斷層技術(shù)實(shí)踐

杜軍平

（西山煤電馬蘭礦，山西 古交 030200）

目前針對(duì)厚煤層開采主要采用一次采全高的開采方式，大采高開采具有開采效率高、開采設(shè)備布置簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，近年來該開采方法在我國(guó)厚煤層為主的礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用[1-3]，且一次采全高的高度也越來越大，但大采高開采由于開采高度大導(dǎo)致頂板圍巖沉降變形及應(yīng)力也較大，工作面頂板控制亟需加強(qiáng)，尤其遇到斷層時(shí)，需特別注意對(duì)頂板的管理，同時(shí)也需采取一定的回采技術(shù)順利安全通過斷層破碎帶[4-5]。本文結(jié)合馬蘭礦10-201回采工作面過F19斷層的實(shí)際條件，提出了具體的過斷層技術(shù)措施及安全措施，保證了10-201工作面過斷層時(shí)的安全。

1 工作面概況

10-201回采工作面位于井下+850水平下組煤南翼,其南側(cè)為實(shí)體煤,東側(cè)為實(shí)體煤,西側(cè)為實(shí)體煤,北側(cè)為下組煤膠輪車輔助運(yùn)輸巷。工作面范圍上部有上組煤三采區(qū) 2-317、2-319、2-310、2-312 采空區(qū)。工作面與上組煤采空區(qū)層間距80～100米，煤層平均厚度5.6m，采用一次采全高采煤方法和全部垮落法處理頂板，10-201回采工作面平面布置圖如圖1所示。

10-201工作面范圍內(nèi)有F18、F19兩個(gè)斷層，目前，工作面53#支架至57#支架段揭露F19斷層，該斷層走向：N24。E、傾向：NW、傾角 25。，巖性為砂質(zhì)泥巖、較硬。為保護(hù)工作面人員及設(shè)備順利通過F19斷層，采取了下文所述的施工方法及安全措施。

圖1 10201工作面平面布置圖

圖2 10201工作面地質(zhì)剖面圖

2 工作面過斷層技術(shù)措施

2.1 調(diào)整采高

大采高工作面開采高度大，頂板圍巖控制困難，尤其在遇到斷層破碎帶時(shí)應(yīng)對(duì)采高進(jìn)行調(diào)整，以保證頂板圍巖的安全及減少對(duì)矸石的開采，一般來說工作面過斷層時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作面的實(shí)際地質(zhì)條件，確定工作面過斷層的開采路線，工作面在距斷層一定距離時(shí)，便應(yīng)開始起坡，考慮到10-201綜采工作面的設(shè)備性能，要求本次起坡傾角不得超過13°，起坡距離按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：β為總仰角，≤12°;α為煤層傾角，(°);H為斷層落差，m;L為起坡距，m。

圖3 工作面過斷層起坡示意圖

根據(jù)10-201工作面實(shí)際地質(zhì)條件，確定起坡距離為20m，為控制頂板安全及減少截割矸石，同時(shí)，又能最大限度的提高回采率，開采高度在起坡前調(diào)整為4m，工作面揭露F19斷層時(shí)采高要求小于4m，以安全通過斷層破碎帶，起坡時(shí)采用留底挑頂方式開采，工作面初過斷層時(shí)采高仍控制為4m，逐漸減小推進(jìn)仰角，恢復(fù)正常采高。

2.2 回采工藝

為保證施工效率及安全性，施工時(shí)采用的方法為：當(dāng)工作面巖性較軟時(shí),采用采煤機(jī)直接截割的方式進(jìn)行通過,當(dāng)工作面巖性較硬時(shí),采用先放震動(dòng)炮,后用采煤機(jī)截割的方法通過。炮眼使用風(fēng)動(dòng)氣腿式鑿巖機(jī)配合六棱中空鉆桿進(jìn)行施工，放震動(dòng)炮過巖性較硬的部位時(shí)，施工工序如下：

巖性較硬時(shí)工序：交接班檢查排除隱患→敲幫問頂支架接頂嚴(yán)實(shí)→打眼→灑水滅塵→瓦檢→裝藥→瓦檢→加固放炮地點(diǎn)前后10m范圍支護(hù)→放炮→瓦檢→灑水滅塵→加固放炮地點(diǎn)前后10m范圍支護(hù)→割煤→移架→推溜→灑水降塵→清煤。

2.3 松動(dòng)爆破

對(duì)于巖質(zhì)較硬的部位，需要采用松動(dòng)爆破方法通過，10-201工作面炮眼布置平面圖及炮眼參數(shù)如圖4及表1，布置炮眼及裝藥時(shí)的技術(shù)參數(shù)及需要注意的施工措施如下：

1）放炮員根據(jù)爆破說明書及炮眼布置圖,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定需要裝藥的炮眼個(gè)數(shù)。153#支架處炮眼距工作面副巷煤壁間距不得小于500mm，

2）根據(jù)工作面現(xiàn)場(chǎng)情況確定裝配起爆藥卷及水炮泥數(shù)量。

3）裝配起爆藥卷地點(diǎn)與炸藥存放地點(diǎn)距離不得小于5m。每次裝配起爆藥卷數(shù)量不得超過一次爆破的用量。火工品取出后要及時(shí)更改管理牌板數(shù)據(jù)。

4）采用水炮泥裝藥時(shí)，炮眼深度在2.5m以上時(shí),每眼不少于3個(gè)。

5）工作面生產(chǎn)期間放炮母線隨用隨掛、用后盤收,嚴(yán)禁使用固定的放炮母線。

6）裝藥過程,可由當(dāng)班班組長(zhǎng)及熟練工在放炮員監(jiān)督下分組進(jìn)行,同時(shí)裝藥組數(shù)不得超過兩組,每組人數(shù)不得超過3人,其他人員撤出裝藥地點(diǎn)10m以外。

7）裝藥必須使用專用炮棍,炮棍長(zhǎng)度不得小于2m。

8）裝藥完畢,未使用的炸藥、雷管要及時(shí)入箱上鎖,放回安全地點(diǎn),并更改管理牌板數(shù)據(jù)。

9）放炮結(jié)束后,放炮員必須對(duì)殘藥、殘管進(jìn)行收集,并將收集起的殘藥、殘管清點(diǎn)后入箱保管,殘管收集完畢之前,放炮員不得離開工作面。

圖4 工作面炮眼布置圖

表1 工作面炮眼參數(shù)

3 安全措施

3.1 頂板安全

大采高綜放工作面過斷層時(shí)要特別注意對(duì)頂板的管理，本次施工過程中采取的頂板安全管理措施有：

1）放炮前要對(duì)支架閥組手把、立柱及支架壓力表等設(shè)備進(jìn)行可靠的保護(hù)。

2）放炮后要對(duì)放炮地點(diǎn)的頂板加強(qiáng)支護(hù),對(duì)失效損壞的立柱及閥組等設(shè)備及時(shí)修理或更換。

3）放炮前后開機(jī)時(shí),刮板輸送機(jī)司機(jī)先點(diǎn)兩下刮板輸送機(jī),確認(rèn)無人員在煤壁側(cè)或刮板輸送機(jī)完好后方可運(yùn)行。

4）施工期間,每班安排專人對(duì)支架立柱進(jìn)行補(bǔ)液,并建立支架補(bǔ)液臺(tái)賬,保證支架初撐力達(dá)標(biāo)。

5）放炮時(shí)需采取鋪網(wǎng)構(gòu)頂措施進(jìn)行臨時(shí)支護(hù),待放炮結(jié)束后撤除臨時(shí)支護(hù)。

3.2 機(jī)電安全

為保障工作面機(jī)電設(shè)備的安全，制定以下安全措施：

1）采煤機(jī)停放處頂板必須完好,頂板破碎時(shí),要采取護(hù)頂、護(hù)幫的措施。

2）零件和較大的組件在更換時(shí),應(yīng)小心地固定在起吊設(shè)備上,確保安全后進(jìn)行更換。

3.3 避災(zāi)路線

當(dāng)發(fā)生水災(zāi)事故時(shí)，直接處于災(zāi)區(qū)的人員應(yīng)根據(jù)自己所處的位置，迅速撤到出水地點(diǎn)的巷道高處并設(shè)有退路的安全地點(diǎn)（不得進(jìn)入盲巷），然后撤離危險(xiǎn)區(qū)，避災(zāi)路線圖如圖5所示。

圖5 避災(zāi)路線圖

10-2011巷側(cè)撤退路線：10-201工作面→10-2011巷→下組煤皮帶巷→運(yùn)輸聯(lián)巷→下組煤膠輪車輔助運(yùn)輸巷→2600信號(hào)站→大巷→地面

10-2012巷側(cè)撤退路線：10-201工作面→10-2012巷→下組煤膠輪車輔助運(yùn)輸巷→2600信號(hào)站→大巷→地面

4 結(jié) 論

1）根據(jù)馬蘭礦10-201大采高工作面的地質(zhì)條件，提出了10-201工作面過F19斷層時(shí)的的的技術(shù)措施，包括調(diào)整采高和改變回采工藝；

2）結(jié)合過斷層的具體技術(shù)措施，從頂板安全，防水等方面制定了施工安全措施，并制定了避災(zāi)路線，保障了10-201大采高工作面過斷層的安全性。