榆樹(shù)泉煤礦1013綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)研究與探討

張偉軍

摘 要：本文介紹了斷層的形成及判別，以及1013綜采工作面的概況。在過(guò)斷層前和過(guò)斷層期間，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施和保護(hù)方法，避免了處理不當(dāng)對(duì)生產(chǎn)和人員安全造成的影響，并對(duì)實(shí)施的效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；過(guò)斷層；技術(shù)措施；保護(hù)方法

1 斷層的形成及判別

斷層是在地質(zhì)應(yīng)力條件下的微裂隙經(jīng)過(guò)逐步發(fā)展而形成破裂面，經(jīng)過(guò)相互滑動(dòng)后形成斷層面。根據(jù)滑動(dòng)方向的不同，可分為正斷層和逆斷層。正斷層由張應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用而成，斷層面表現(xiàn)出較大的傾斜角。由于上下兩個(gè)盤面不產(chǎn)生擠壓作用，張裂的變化和延伸均較小，形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。而逆斷層由于受到壓應(yīng)力的作用，上下樓盤處于擠壓的狀態(tài)，斷層的傾斜角較小，所形成的褶皺和延伸也較大。同時(shí)，在地應(yīng)力的作用下，斷層通常以成組的復(fù)雜形式出現(xiàn)，煤巖層的完整性破壞較大，給煤礦的開(kāi)采帶來(lái)了較大的難度[1]。對(duì)于斷層小于煤層厚度的情況，能夠通過(guò)直觀的方式判別煤層的斷失位置。而對(duì)于斷層落差較大的情況，常采用鉆探法、標(biāo)高對(duì)比法和煤巖層對(duì)比法對(duì)斷失煤層位置進(jìn)行判別。

2 1013綜采工作面概況

榆樹(shù)泉煤礦1013綜采工作面位于礦井井田西部，地面向斜軸部疏干井以南220～440m的范圍內(nèi)，地勢(shì)總體為西高東低地形，區(qū)內(nèi)最高處位于工作面的西南部，海拔高度1886.5m，最低處位于1013試采工作面的東部，海拔高度1850.0m，地形起伏較小。工作面以外東西兩側(cè)各有一條季節(jié)性沖溝，東部為卡日牙合厄尼闊坦沖溝，西部為無(wú)名沖溝，均為南北方向，地勢(shì)較為平坦。該工作面的煤層為侏羅系含煤上段下10煤，煤層的厚度和傾角較為穩(wěn)定，而煤層本身及頂?shù)装宕嬖诹严栋l(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單。

工作面位于井下南采區(qū)回風(fēng)上山西翼，為南采區(qū)的首采工作面。東部與主井留有60 m的保護(hù)煤柱，南部為原榆樹(shù)泉煤礦和榆樹(shù)溝煤礦的采空區(qū)，之間留設(shè)30m隔離煤拄，西部至下10煤層井田邊界留有20～47m的保安煤柱；北部為南采區(qū)未開(kāi)采區(qū)域以及北采區(qū)未開(kāi)采區(qū)域。頂板采用全部垮落法進(jìn)行處理，同時(shí)采用掘進(jìn)揭露二條正斷層，斷層的落差較大，最大落差可達(dá)5.4m。由于落差斜交于整個(gè)工作面，在走向上可影響到72m，對(duì)工作面的回采影響較大。

3 過(guò)斷層技術(shù)措施

3.1 過(guò)斷層前的保護(hù)措施

綜采工作面在過(guò)斷層期間，必須要充分考慮施工方法和組織的科學(xué)性，以確保其安全。在過(guò)斷層前，采用液壓?jiǎn)误w支柱的同時(shí)，配合使用鉸接頂梁對(duì)材料道進(jìn)行超前保護(hù)。對(duì)于斷層傾斜角較大的情況，應(yīng)采用小于30°的下山掘和大于17°的上山掘分別進(jìn)行。在斷層處，可利用接頂套棚的方式作為保護(hù)措施。在距離材料道斷層處越來(lái)越近時(shí)，巷道最矮處的下沉量變化幅度較大，導(dǎo)致頂板承受比較明顯的壓力。

為了防止頂板事故的發(fā)生，需在原先保護(hù)措施的基礎(chǔ)上再進(jìn)行補(bǔ)打木垛、并采用錨桿錨索，以增強(qiáng)對(duì)頂板及兩側(cè)的支護(hù)強(qiáng)度。同時(shí)，為了避免斷層在回采期間暴露于工作面，可將工作面適當(dāng)調(diào)斜、加快機(jī)尾的推進(jìn)度，明確推進(jìn)作業(yè)方式和機(jī)尾超前的距離。使用防滑千斤頂，按照機(jī)尾和機(jī)頭進(jìn)刀2：1或3：1的比例進(jìn)行工作面的調(diào)斜，保證機(jī)尾超前距離在約10m時(shí)，工作面與斷層之間的傾斜角大于20°。

3.2 過(guò)斷層期間的技術(shù)方法

工作面在過(guò)斷層期間，需采用高度適宜的支柱進(jìn)行打柱拉架。拉架前應(yīng)將輸送機(jī)帶空閉鎖，采用逐架操縱的方式進(jìn)行，以確保支架的頂梁應(yīng)當(dāng)與頂板接觸的緊密。在回采過(guò)程中，斷層變化情況復(fù)雜且容易出現(xiàn)突然暴露的情況，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短空頂?shù)臅r(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)突然暴露情況較多時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行返空刀和移架支護(hù)，對(duì)機(jī)尾進(jìn)行反復(fù)摩擦，直到破碎帶處的頂板恢復(fù)穩(wěn)定。同時(shí)，由于工作面的中部承受著較大的壓力，應(yīng)在斷層的破碎帶處加快推進(jìn)的速度，以減少該處頂板的壓力[2]。此外，對(duì)于寬度較大的頂板，需采用大直徑的木梁和單體液壓支柱，架設(shè)走向棚以滿足臨時(shí)支護(hù)。

隨著工作面的逐步推進(jìn)，輸送機(jī)頭升高、落煤距離增大，運(yùn)輸巷不再具備足夠的安全出口寬度，需要及時(shí)縮短輸送機(jī)出煤墻的距離。并且，由于輸送機(jī)機(jī)頭升高，出煤的過(guò)程中容易出現(xiàn)大塊的煤外甩，對(duì)操作人員的人身安全造成了嚴(yán)重的隱患，因此需加高擋煤板的高度。工作面由溜尾采用邁步式上爬，每進(jìn)一刀上爬一定距離，可采用分段上爬的方法來(lái)控制上爬的量[3]。受到斷層本身的構(gòu)造影響，運(yùn)輸巷會(huì)出現(xiàn)幅度較大的落差，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機(jī)無(wú)法正常通過(guò)。采用人工挑頂和制作人工假底的方式，并對(duì)巷道超高部分進(jìn)行支護(hù)，能夠有效地減少巷道落差。從而保證轉(zhuǎn)載機(jī)的通行順利，直到運(yùn)輸?shù)劳耆ㄟ^(guò)斷層。

4 實(shí)施效果評(píng)價(jià)

根據(jù)榆樹(shù)泉煤礦1013綜采工作面的實(shí)際情況，進(jìn)行了科學(xué)的分析和方案設(shè)計(jì)，采用了具有針對(duì)性的過(guò)斷層技術(shù)措施。確保了工作面安全順利地通過(guò)了斷層，防止了事故事件的發(fā)生，有效地降低了開(kāi)采成本、避免了損失。打柱拉架、錨桿錨索、人工挑頂?shù)却胧?，保障了工作面和設(shè)備運(yùn)行的安全，提高了推進(jìn)的速度。不僅爭(zhēng)取了寶貴的開(kāi)采工作時(shí)間，還提高了煤礦的產(chǎn)量，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于工作面相關(guān)傾斜角的控制，為工作面的正常開(kāi)采提供了有力的支持。邁步式上爬技術(shù)，在降低斷層壓力的同時(shí)，提高了過(guò)斷層的速度、減少了事故的發(fā)生。對(duì)于落差較大斷層的處理和保護(hù)，進(jìn)行了有意義的技術(shù)探索，為今后攻克更加復(fù)雜的技術(shù)難題積累了經(jīng)驗(yàn)。工作面推進(jìn)過(guò)程中擋煤板高度的增加，有效地保障了工作人員的人身安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建波.綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)研究與探討[J].科技信息，2009（31）.

[2]呂倫寶.綜采面過(guò)斷層開(kāi)采技術(shù)研究與探討[J].山東煤炭科技，2006（05）.

[3]郭守泉，彭永偉.綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)綜述[J].煤礦開(kāi)采，2008（08）.endprint