李丙廣（平煤神馬集團天安股份有限公司平煤一礦,河南 平頂山 467000）

大采高長工作面過斷層安全回采技術(shù)研究

李丙廣
（平煤神馬集團天安股份有限公司平煤一礦,河南 平頂山 467000）

針對5310大采高長工作面開采受斷層影響的問題，對斷層分布進行了詳細的勘探，明確了斷層的位置、產(chǎn)狀，并通過控制采高，采用采煤機直接割煤和震動爆破的方式，運用單項割煤回采工藝，直接通過斷層。結(jié)果表明：通過運用直接過斷層的方案，在減少回采期間工作面搬家工程的同時，確保回采工作的順利進行，并為以后類似條件下大采高工作面安全過斷層提供了技術(shù)指導(dǎo)。

大采高長工作面；斷層；單項割煤；安全回采

0 引言

目前國內(nèi)綜采面過斷層的常用技術(shù)方法主要有調(diào)整割煤高度法、跳采法、挑頂臥底法等[1-3]。大采高綜采工作面由于采高大，過斷層破碎帶時有支架實際支護阻力降低、頂板漏矸等情況發(fā)生，尤其當(dāng)斷層落差較大時，會加大工作面通過的難度[4-7]。大采高綜采面過斷層的方法與斷層落差、煤層厚度、煤層傾角、支架最小工作高度、斷層處巖石硬度以及工作面推進方向等因素有關(guān)[8-9]。

趙莊煤礦5310回采工作面平均煤層厚度為4.75m，工作面范圍內(nèi)存在多個斷層，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，該情況對工作面的順利推進帶來不小的困難，如果在回采過程中遇到斷層采取工作面搬家或者縮短工作面回采長度的措施來解決遇到斷層問題，會導(dǎo)致工作面回采效率低問題，因此，針對該種情況，對大采高工作面過斷層技術(shù)進行研究是十分必要的。

1 工作面工程概況

趙莊煤礦5310工作面位于該礦一水平五盤區(qū)，東側(cè)5101、5102、5103、5104、5105巷已掘進；北側(cè)為5309工作面，現(xiàn)已回采完畢；南側(cè)為5311工作面，正在掘進。所采煤層為3#煤。井下標(biāo)高660-722m，走向長度為885m，傾斜長度為270m，平均采高4.75m。工作面煤層厚度為4.4-5.0m，平均厚度4.75m。工作面煤層傾角平均為4.5°。采用一次采全高綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板。根據(jù)地質(zhì)勘探報告，該工作面工作面小斷層、節(jié)理發(fā)育。受斷層的影響，斷層兩側(cè)20～30m內(nèi)煤體破碎，偽頂、直接頂變厚，頂板破碎，對工作面回采有一定影響。

2 過斷層安全技術(shù)

工作面煤層坡度受斷層的影響，局部變化較大，局部走向方向仰角達到10°左右，且斷層附近區(qū)域的煤層結(jié)構(gòu)受斷層影響發(fā)生破壞，煤體和頂?shù)装迤扑?，為保證工作面回采過程中順利通過斷層區(qū)域，采取工作面調(diào)斜、調(diào)整回采高度等措施。

2.1 采高調(diào)整

2.2.1 工作面調(diào)斜

為了讓工作面與斷層面迎合，減少影響距離和煤壁的片幫，在工作面過斷層前需要一定程度的調(diào)斜。如F108斷層，走向角度為103°，機尾-機頭真方位為111°，調(diào)斜后真方位應(yīng)為103～105°，即機尾比機頭進度快15～20m左右，并應(yīng)于斷層前5m調(diào)整完畢。

2.2.2 過斷層采高的調(diào)整

根據(jù)斷層的性質(zhì)、位置、傾向、斷距及相關(guān)巷道的掘進情況，工作面過斷層時應(yīng)有相應(yīng)的走向規(guī)劃，如下圖1。工作面距斷層面一定距離L開始起坡，結(jié)合原有的煤層傾角和設(shè)備的性能，過斷層總仰角不應(yīng)超過12°。起坡距L計算如下：

式中：β—總仰角，≤12°；α—煤層傾角，°；Η—斷層落差，m；L—起坡距，m。

斷層影響區(qū)的采高在起坡前降低至4m左右，起坡過斷層期間采高控制在4m內(nèi)，起坡過程中采用挑頂留底方式推進，斷層尖滅處沿煤推進，另一側(cè)沿巷道推進，其中間的支架盡量排齊、排直，控制高度的同時盡量少割矸石。工作面過斷層面后，保持采高4m，仰角慢慢變小，當(dāng)頂板見矸石時開始平坡并沿頂推進，以臥底的方式逐漸恢復(fù)采高。

圖1 工作面過斷層規(guī)劃示意圖

3 工作面過斷層頂板管理

在工作面過斷層期間，要使工作面液壓支架始終保持在正常工作狀態(tài)，不會發(fā)生漏液現(xiàn)象，上下端頭、及工作面內(nèi)斷層附近的液壓支架要完全接頂，及時支護好支架側(cè)護板，以防液壓支架支架發(fā)生咬架、倒架的現(xiàn)場，工作面泵站的工作壓力要達到31.5MPa，液壓支架前后支柱的初撐力達到28Mpa，在工作面移架作業(yè)時，采取“少降快拉”帶壓擦頂移架的方式。放炮后，及時伸出支架伸縮梁，防止破碎巖石冒落。煤層破碎段在保證采高高于4.5m情況下要留足夠的頂煤，如工作面頂板發(fā)生漏矸現(xiàn)象，及時穿板梁對頂板進行控制。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)該工作面實際地質(zhì)條件，采取直接過斷層的技術(shù)措施通過斷層區(qū)域，在過斷層前，制定了調(diào)整采高等技術(shù)措施，確保工作面安全通過斷層。

（2）過斷層期間，對工作面采高進行嚴(yán)格控制，同時確保支架良好的工作性能，做好巖壁片落、頂板漏矸等防范措施。通過該工作面過斷層實踐表明：工作面采取直接通過斷層，在減少工作面搬家工程量的同時，保證了工作面的順利推進，提高了資源回收率，取得較好的經(jīng)濟效益。

李丙廣（1987-），男，河南平頂山人。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.086