文/杜良榮
(作者系河南煤業(yè)化工集團鶴煤公司三礦礦長)
鶴壁煤電公司三礦礦井位于鶴壁煤田中部,井田面積17.1km2。主要可采煤層為二1煤層,平均煤厚8.26m,煤層結(jié)構(gòu)簡單,局部含夾矸,煤層平均傾角16°,開采深度已達750m左右。
3202工作面位于三水平北翼,32采區(qū)上部。上部與二水平北翼未開拓地區(qū)相連接,下部是未開拓區(qū),北部與32采區(qū)F3-2斷層相鄰,南部為30采區(qū)的采空區(qū)。工作面走向長640m,傾向長150m,煤層厚度 8.0m,傾角 19°,可采儲量為82.4萬t。直接頂板為沙質(zhì)泥巖,厚度約13.18m,灰及灰黑色,較致密?;卷敒樯罨疑毩I硯r(S10),厚度約 4.39m,堅硬不易垮落。煤層直接底為沙質(zhì)泥巖,厚為12.6m,灰及灰黑色。工作面掘進時上下順槽共揭露斷層17條,上順槽局部斷面見圖。
3202工作面為32采區(qū)首采工作面,原設(shè)計采用走向長壁綜采放頂煤采煤方法,因地質(zhì)條件復雜改用走向長壁懸移支架放頂煤采煤方法。根據(jù)煤層實際情況,工作面支護選用ZH2000/16/24F分體頂梁組合懸移液壓支架支護,最大控頂距為3.3m,最小控頂距為2.5m,行走步距為0.8m。
3202工作面傾向平均坡度為19°,工作面開始回采90m后將過落差6m斷層,工作面支架從煤層底板逐漸摸頂板進入斷層另一盤,工作面仰采坡度達到19°。由于懸移支架適應(yīng)角度變化能力較差,過斷層期間支架上方頂煤厚度逐漸減少,頂煤易垮落,造成流煤、流矸、架上空頂,支架前梁高、后立柱低,支架管理等困難,支架整體支護強度達不到設(shè)計要求,威脅工作面作業(yè)安全。
1.工作面過斷層前及時調(diào)整工作面方向,使工作面方向與斷層走向之間的夾角盡量增大,使斷層在工作面回采時逐漸揭露,在工作面中暴露面積不超過4~6架支架,避免與斷層交匯面積過大難以控制頂板。
2.當斷層暴露上下20m范圍內(nèi)時頂板難以控制,應(yīng)采取超前炮采挑頂留底煤架臨時棚支護,然后移懸移支架。方法是:先在懸移支架煤墻側(cè)放炮挑頂,然后沿工作面走向,懸移支架前探梁前端架設(shè)2000×150×150mm兩面平木料配單體柱支護,起到超前支護作用,一梁三柱,棚距500±0.1m,每組懸移支架上兩棚,炮采采高1.9±0.1m。移架前伸出前梁將2m兩面平木料去掉,更換為長1m的兩面平木料,一梁二柱。炮采挑頂高度150~200mm適應(yīng)懸移支架上仰角度的要求。超前支護棚單體柱必須穿柱鞋,柱鞋采用懸移支架專用鐵柱鞋,在鐵柱鞋下再用300×200×200mm的方木或采用 2000×200×200mm 的兩面平木料墊上,確保支柱支護強度。
3.工作面仰采坡度,加上懸移支架頂梁與底托梁間連接的彈簧銷最大起伏高度為60mm。當懸移支架移架時,采用底托梁下打單體柱配合移架,確保懸移支架有效地接觸頂板,以保持支架穩(wěn)定性。
4.在過斷層地段懸移支架下采用木垛、戧棚等特殊支護加固支架。在仰采地段懸移支架下使用木抬棚對支架進行加固,抬棚沿傾向架設(shè),每個抬棚加固兩架懸移支架,采用一梁三柱式抬棚,相鄰抬棚交錯布置,加固抬棚向煤墻側(cè)傾斜10°~15°, 防止支架向老塘側(cè)移動,起到加固、穩(wěn)定支架的作用。
通過采取以上措施,解決了懸移支架頂板管理中的難點,杜絕了煤墻片幫、冒頂事故的發(fā)生;解決了懸移支架適應(yīng)地質(zhì)條件變化能力差的不利因素,保證了工作面過斷層期間的安全生產(chǎn)。