淺談走向長(zhǎng)壁綜采工作面過(guò)斷層技術(shù)研究

王艷敏

摘要：通過(guò)對(duì)走向長(zhǎng)壁工作面傾斜角和斷層構(gòu)造的分析，采用剎底、挑頂以及強(qiáng)化頂板管理等措施可有效提高支架的穩(wěn)定性，避免了倒架、歪架問(wèn)題的發(fā)生，確保采面在斷層附近的安全過(guò)渡。本文結(jié)合郭二莊煤礦綜采生產(chǎn)實(shí)際，走向長(zhǎng)壁工作面過(guò)斷層技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：走向長(zhǎng)壁;綜采工作面;過(guò)斷層

走向長(zhǎng)壁采煤法是一種沿煤層傾斜方向布置采面，并沿走向推進(jìn)的采煤方法。走向長(zhǎng)壁采煤是相對(duì)于短臂開(kāi)采而言的，其特點(diǎn)是工作面長(zhǎng)度較長(zhǎng)，一般為100m～150mm。走向長(zhǎng)壁采煤比較適用于頂板易于冒落的傾斜、緩斜煤層，但由于工作面長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因而對(duì)采面支護(hù)措施有比較高的要求;特別是經(jīng)過(guò)斷層構(gòu)造帶時(shí)，容易因底板傾斜和支架受力不均而發(fā)生倒架、歪架等問(wèn)題，對(duì)采面安全生產(chǎn)帶來(lái)很大的隱患。通過(guò)對(duì)走向長(zhǎng)壁工作面傾斜角和斷層構(gòu)造的分析，采用剎底、挑頂以及強(qiáng)化頂板管理等措施可有效提高支架的穩(wěn)定性，避免了倒架、歪架問(wèn)題的發(fā)生，確保采面在斷層附近的安全過(guò)渡。本文結(jié)合郭二莊煤礦綜采生產(chǎn)實(shí)際，走向長(zhǎng)壁工作面過(guò)斷層技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行了探討。

一、郭二莊礦四采區(qū)地質(zhì)特征介紹

郭二莊礦地處河北省武安市西北約13km處，井田位于武安向斜的西翼，總體構(gòu)造形態(tài)為受斷層切割的單斜構(gòu)造，以斷裂為主，褶皺不甚發(fā)育。井田內(nèi)斷層以高角度正斷層為主，走向主要為北北向～北北東向，傾角60°～80°，小規(guī)模斷層發(fā)育頻繁，落差10至大于150m的斷層，主要有14條。目前主采的四采區(qū)位于井田東部，該區(qū)資源儲(chǔ)量豐富，設(shè)計(jì)自-100m大巷開(kāi)口向下至-300m布置采區(qū)下山生產(chǎn)系統(tǒng)，建立了完善的運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等系統(tǒng)開(kāi)拓開(kāi)采四采煤炭資源。采煤方法采用走向長(zhǎng)壁采煤方法，一次采全高采煤工藝，全部垮落法管理頂板。采煤工作面選用ZY6000/22/45型液壓支架，MG300/730-W型雙滾筒采煤機(jī)SGZ-764/400型可彎曲刮板輸送機(jī)及配套輔助設(shè)備。四采區(qū)地層走向?yàn)楸北睎|，傾向南東～南東東，傾角10°～25°，一般15°～18°，屬緩傾斜煤層。

二、回采實(shí)踐

過(guò)斷層俯采找煤時(shí)，為避免全巖段被工作面所揭露，需采取以下措施：（1）斷層處機(jī)巷挑頂，挑頂高度需根據(jù)巷道頂板實(shí)際情況確定，挑頂完成后，及時(shí)升緊支架維護(hù)頂板。（2）工作面過(guò)斷層時(shí)，沿?cái)鄬用嫦卤P挑頂;同時(shí)降低工作面采高，支架上方留少部分頂煤;（3）當(dāng)機(jī)巷揭露斷層上盤時(shí)，機(jī)頭部分開(kāi)始適當(dāng)剎底，保證運(yùn)輸機(jī)傾斜角度不大于15°;為避免煤機(jī)因下滑和歪斜造成導(dǎo)向滑靴損傷，應(yīng)將銷排傾斜角度控制在8°～10°;（4）加強(qiáng)支架維護(hù)，保證支架初撐力不小于24MPa;（5）為防止支架歪斜，對(duì)于工作面角度過(guò)大的局部位置，支架應(yīng)安設(shè)放倒千斤頂。仰采找煤時(shí)，在工作面過(guò)斷層后破頂找煤，可減少工作面全巖段，有助于過(guò)斷層。

三、綜采工作面過(guò)斷層的技術(shù)措施

斷層傾角、斷層落差以及斷層與工作面交角等對(duì)于支架有很大影響，是頂板管理需要重點(diǎn)考慮的因素。分析表面，斷層與工作面交角小于10°時(shí)，大部分支架進(jìn)入斷層帶，如果頂板裂隙發(fā)育，則支架有過(guò)度承壓和壓架的可能，過(guò)斷層比較危險(xiǎn)。斷層傾角在60°～80°時(shí)，工作面控頂區(qū)巖體破壞的可能性增加，給煤層開(kāi)采和頂板管理帶來(lái)較大難度。采面過(guò)斷層最危險(xiǎn)的情況是：大于煤層厚度1.5倍以上的大落差斷層;斷層與工作面交角接近于0°，且滑動(dòng)面松散破碎。過(guò)斷層的方案主要有強(qiáng)過(guò)、搬家、抽架、接架等幾種。當(dāng)工作面與斷層發(fā)育方向夾角較大時(shí)，一般采用工作面轉(zhuǎn)采;當(dāng)工作面斷層落差較大時(shí)，頂板條件較為惡劣時(shí)，一般采用搬家、抽架、接架等方法。

1、一般性措施

傾斜斷層落差超過(guò)煤層采高2/3時(shí)，應(yīng)另開(kāi)切眼，重新搬家安裝。當(dāng)落差大于1m時(shí)，應(yīng)合理多留底煤，使支架上挺爬高至煤層全厚。為避免支架上挺時(shí)發(fā)生歪架、倒架，移過(guò)支架后同時(shí)迫降兩后柱使柱腳抬起，然后在抬起的凳縫隙中墊入物料，使柱腳平穩(wěn)壓實(shí)，保持支架穩(wěn)定;遇有落差小于1m，向下斷失的斷層，如果煤層小于支架最小高度且頂板較完整，一般采用破頂辦法通過(guò)。過(guò)斷層前增加采高，在保證支架高度的同時(shí)使其具有一定的伸縮量，便于過(guò)斷層時(shí)降低采高。對(duì)于松散破碎頂板，用采煤機(jī)切割頂板破碎帶，隨工作面前進(jìn)提前掛雙層網(wǎng)，防止碎巖冒落;對(duì)于向下斷失且小于煤厚的斷層，如落差大于1m，在斷層前加大采高，并在支架頂梁上掛雙層網(wǎng)，增加支架高度準(zhǔn)備好過(guò)斷層。

2、過(guò)斷層俯采措施

首先應(yīng)注意溜子和支架的配合角度，避免因推移千斤頂受力偏斜而損壞活塞桿和活塞密封圈。一般采用強(qiáng)迫降柱法上提支架底座，以使支架與溜子下栽角相近;過(guò)斷層時(shí)，應(yīng)避免溜子較大的下栽角，以防止煤炭從溜槽中撒出。

3、過(guò)斷層仰采措施

在距離斷層3～5m處，采煤機(jī)每割一刀后適當(dāng)提高滾筒高度;移架和移溜子時(shí)，為適應(yīng)緩斜煤層，可在其下部墊入物料，以盡量縮小支架采高和增加其爬山的角度。工作面在過(guò)斷層時(shí)，需保持直線推進(jìn)，以減少斷層對(duì)采面的影響;同時(shí)也要避免出現(xiàn)工作面高低不平的情況，為支架、溜子等設(shè)備的架設(shè)提供良好的條件。破碎頂板條件下應(yīng)對(duì)松動(dòng)煤壁，應(yīng)移架到位，并采用護(hù)幫板，用木料接實(shí)空頂處。

4、特殊措施

對(duì)于比較破碎，易于冒落和支護(hù)難度較大的頂板，可采用化學(xué)加固劑將頂板破碎巖體膠結(jié)在一起，從而提高頂板的整體穩(wěn)定性，然后再配合支架、護(hù)幫板等加固頂板。常用的頂板化學(xué)加固劑主要有聚氨酯、人工樹(shù)脂等，采用壓注法將其注入斷層裂隙。

參考文獻(xiàn)：

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