綜采工作面過構(gòu)造技術(shù)與應(yīng)用

摘 要：總結(jié)薛湖煤礦2109綜采工作面過構(gòu)造的經(jīng)驗(yàn)，并陳述了該工作面過構(gòu)造期間所采取的主要技術(shù)工藝，提出了綜采工作面過構(gòu)造時(shí)所需解決的關(guān)鍵問題，為將來工作面過構(gòu)造積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；冒頂；過構(gòu)造

1 綜采工作面過構(gòu)造技術(shù)

綜采工作面過構(gòu)造的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：首先是構(gòu)造（或斷層）上、下盤之間的煤層厚度，其次是綜采設(shè)備所允許的最小煤層厚度。

一般來說，過構(gòu)造（或斷層）的難易程度與煤層厚度的關(guān)系較大，煤層越厚斷層越容易過，相反則越困難。而綜采設(shè)備所允許的最小煤層厚度越小斷層越容易過，相反則越困難。

1.1 綜采工作面過構(gòu)造的主要步驟

1.1.1 確定構(gòu)造（或斷層）的產(chǎn)狀

根據(jù)地質(zhì)物探資料和工作面風(fēng)、機(jī)巷掘進(jìn)期間構(gòu)造（或斷層）實(shí)際揭露的數(shù)據(jù)資料，提前預(yù)測(cè)和掌握構(gòu)造（或斷層）的產(chǎn)狀及其延展情況， 并結(jié)合工作面過斷層時(shí)的實(shí)際揭露情況及時(shí)預(yù)測(cè)和修訂構(gòu)造（或斷層）的產(chǎn)狀及其延展方向，是安全快速過構(gòu)造（或斷層）的前提條件。

1.1.2 選擇過構(gòu)造（或斷層）的最優(yōu)方案

綜采工作面過構(gòu)造（或斷層）方法有很多， 常采用的方法有以下兩種：

（1）調(diào)整工作面采高法。即當(dāng)構(gòu)造（或斷層）上、下盤間的煤層厚度大于綜采設(shè)備所允許的最小煤層厚度時(shí)，可采取超前留頂煤或留底煤的方法降低采高，通常每刀留煤厚度為：100～150mm，過構(gòu)造（或斷層）后逐步見頂見底，恢復(fù)正常采高。

（2）挑頂起底法或留頂臥底法。當(dāng)構(gòu)造（或斷層）上、下盤間的煤層高度小于綜采設(shè)備所允許的最小煤層厚度時(shí)，當(dāng)圍巖較軟時(shí)，可直接割巖通過；當(dāng)圍巖較硬時(shí)，采取放松動(dòng)炮的方法先破碎圍巖，再慢速截割通過。

總之，無論選用哪種方式過構(gòu)造（或斷層），關(guān)鍵是切眼與構(gòu)造（或斷層）面的夾角和層位的控制。關(guān)鍵因素有：

（1）盡可能減小工作面破碎頂板的暴露范圍；

（2）無論是挑頂起底法或者是留頂臥底法，均要保證頂板處于良好的支護(hù)狀態(tài)，防止漏頂事故發(fā)生；

（3）防止綜采工作面內(nèi)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)陡坡，減少采煤機(jī)爬坡的困難，避免出現(xiàn)液壓支架歪斜或者頂梁錯(cuò)茬咬架的現(xiàn)象。

1.1.3 煤壁片幫和頂板破碎的控制

在回采過程中，若對(duì)工作面地質(zhì)資料預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確或者方案不當(dāng)，很容易出現(xiàn)之家接頂不實(shí)的現(xiàn)象，造成液壓支架的頂梁和梁端上方出現(xiàn)頂板離層而破碎，若此時(shí)支架在不及時(shí)維護(hù)，極可能引起端面冒頂事故。煤壁片幫后往往出現(xiàn)梁端距增大的情況，此時(shí)極易引起破碎的頂板沿著梁端面滑落下來造成端面及頂部冒頂。因此，綜采工作面過構(gòu)造（或斷層）期間煤壁片幫和頂板破碎的控制方案十分關(guān)鍵。

常用的控頂方法如下：

（1）及時(shí)支護(hù)。煤機(jī)割煤后先移支架，后移刮板輸送機(jī)，移架后及時(shí)打開護(hù)幫板，防止煤壁片幫。

（2）超前移架。當(dāng)采面局部片幫達(dá)0.8m及以上時(shí)，可采取超前移架，防止漏頂。

（3）帶壓擦頂移架。為了防止冒頂事故的發(fā)生，移架時(shí)應(yīng)讓立柱有一定的支撐力，保證頂梁緊貼頂板向前移動(dòng)。移架時(shí)要先試探，不能強(qiáng)行移架，防止支架受損。

1.1.4 控制頂、幫的方法

（1）工作面割煤后，在短時(shí)間內(nèi)新暴露的頂板不發(fā)生冒落，而在支架卸壓移架時(shí)可能發(fā)生冒落時(shí)，常常采用工作面平行挑梁護(hù)頂措施。實(shí)際操作如下：首先移頂板完整處的支架，同時(shí)需在支架的前梁上方，沿煤壁方向敷設(shè)1～2根2～4m的半圓木梁，用來支撐附近易冒落的頂板，穩(wěn)定后再移頂板破碎處的支架。如若頂板破碎較嚴(yán)重控頂困難時(shí)，可在半圓木梁上方鋪設(shè)金屬網(wǎng)或木板等。

（2）當(dāng)工作面頂板隨采隨落且其冒落面積較大時(shí)，又來不及采用以上支護(hù)方案時(shí)，可以在鄰近支架間超前架設(shè)垂直于煤壁的半圓木梁護(hù)頂。移架時(shí)，用半圓木梁將破碎的頂板與采場(chǎng)隔離，減少漏石量。

（3）當(dāng)煤壁片幫較嚴(yán)重，護(hù)幫板難以護(hù)幫時(shí)，可緊貼煤壁增設(shè)一組貼幫半圓木梁支護(hù)。

總之，割煤時(shí)應(yīng)堅(jiān)持少割煤、多移架、快移架，盡量減少采場(chǎng)空頂時(shí)間；處理漏頂時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持先控制冒落區(qū)兩端再處理冒落區(qū)中間的原則，必要時(shí)可打破正規(guī)循環(huán)；煤機(jī)應(yīng)停在矸石量大的煤流上方，確保刮板輸送機(jī)的彎曲度在允許范圍內(nèi)，液壓支架的初撐力、架間距、歪斜度、仰俯角等滿足要求。

2 技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

2.1 綜采工作面的地質(zhì)條件

2109工作面煤層厚2.0～2.6m，平均2.4m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層傾角-4～4°，平均2°，走向長(zhǎng)138m，傾斜長(zhǎng)780m，面積107640m2，工作面范圍內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中厚穩(wěn)定煤層。

地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，2109工作面及風(fēng)、機(jī)巷共發(fā)育8條斷層，在風(fēng)巷B3點(diǎn)前30m范圍內(nèi)距離切眼124.4米處，發(fā)育兩條落差0.8m和2.5m的正斷層，在機(jī)巷J14點(diǎn)前20m范圍內(nèi)距離切眼114.4米處，揭露有一落差2.1m正斷層。

2.2 實(shí)踐過程

2109綜采工作面過落差0.8～2.5m的正斷層時(shí)，超前8～12m時(shí)就開始挑頂，超前抬刮板輸送機(jī)和液壓支架底座，這樣技能保證到斷層面時(shí)可降低斷層落差1～2m，便于通過斷層破碎帶。挑頂前需將支架采高控制在2.4～2.8m之間，盡量減少煤機(jī)滾筒的挖底量，緩慢抬高刮板輸送機(jī)。

因風(fēng)巷斷層處巷道較低， 常常造成機(jī)尾支架不能正常移架， 影響了工作面的推進(jìn)度， 因此采用了挑頂?shù)姆椒ㄔ黾酉锏栏叨龋?為快速通過構(gòu)造（或斷層）創(chuàng)造了良好條件。后期工作面中部揭露出新的斷層，落差2～3m，煤層上移，斷層揭露處幾乎全巖并有向上、下延展的趨勢(shì)，使得工作面內(nèi)全巖段逐步增多。

過斷層過程中，因受地質(zhì)沉積條件的影響，斷層走向不一致，且傾角、落差變化大， 給措施制定增加了難度。只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，及時(shí)補(bǔ)充完善措施方案，及時(shí)調(diào)整過構(gòu)造（或斷層）的施工工藝，確保爆破松動(dòng)效果。工程技術(shù)部門每天安排專人測(cè)繪工作面最新素描圖并打探眼探明煤層產(chǎn)狀，將分析結(jié)果及時(shí)反饋給區(qū)隊(duì)。

3 實(shí)踐應(yīng)用效果

綜合運(yùn)用了上述過構(gòu)造（或斷層）技術(shù)，共回采56m，期間成功控制了頂板，杜絕了過構(gòu)造（或斷層）期間漏頂和冒頂事故的發(fā)生，既保證了綜采工作面的安全生產(chǎn)和回采進(jìn)度，又降低了支護(hù)材料的消耗。

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作者簡(jiǎn)介：肖兆欣（1984，11-），男，河南省永城市人，現(xiàn)任神火集團(tuán)薛湖煤礦副科長(zhǎng)。