吳俊生

（山西陽(yáng)煤景福煤業(yè)有限公司， 山西　壽陽(yáng)　045400）

引言

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，斷層是影響生產(chǎn)的主要因素，也是巷道掘進(jìn)工程中潛在的危險(xiǎn)因素。為了避免斷層對(duì)巷道的布置和掘進(jìn)造成影響，研究巷道掘進(jìn)遇斷層后巷道布置方法和回采技術(shù)極為重要。而在我國(guó)的煤炭領(lǐng)域，針對(duì)斷層所采取的主要方法是支護(hù)技術(shù)，并且該技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。而對(duì)于綜合采煤工程，所遇斷層需通過(guò)回采技術(shù)來(lái)解決，但是，如何布置回采巷道，是實(shí)現(xiàn)煤炭資源開(kāi)采最優(yōu)化最大化的主要體現(xiàn)。同時(shí)，針對(duì)回采技術(shù)在巷道布置階段中存在的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行探討和總結(jié)，將推動(dòng)整個(gè)工程向前發(fā)展。巷道掘進(jìn)遇斷層后，通過(guò)完善巷道布置方法和提高回采技術(shù)來(lái)為煤炭開(kāi)采行業(yè)提供更豐富的經(jīng)濟(jì)效益，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，為機(jī)械化發(fā)展提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1　斷層地質(zhì)構(gòu)造對(duì)綜采活動(dòng)的影響

斷層作為地理結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，也是煤礦開(kāi)采過(guò)程中最為常見(jiàn)的部分。而在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行煤炭勘探階段，較大的斷層可以通過(guò)一般手段就可以勘探出來(lái)，但對(duì)于較小的斷層而言，就不是那么容易勘探。因此，巷道掘進(jìn)工程是揭露斷層的另外一種形式。而不同的開(kāi)采技術(shù)針對(duì)斷層所選擇的處理方法是不一樣的。例如，當(dāng)綜采遇到斷層的時(shí)候，當(dāng)采高的高度是斷層落差的1.5倍時(shí)，則通過(guò)回采技術(shù)來(lái)處理斷層。而當(dāng)采高的高度是斷層落差的2倍時(shí)[1]，采掘工作可以不受影響地接替，但對(duì)于回采技術(shù)而言，則是一大難題，如果回采階段的工作面長(zhǎng)度足夠，則可以直接在斷層的周?chē)匦逻x點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)采。而因斷層放棄該段煤層的主要因素取決于回采巷道的走向是否夠長(zhǎng)，如果不長(zhǎng)，則重新選擇切口，重新布置回采巷道。當(dāng)然，這必然會(huì)對(duì)煤炭資源造成極大地浪費(fèi)，甚至還會(huì)造成煤炭掘進(jìn)接替工作緊張，甚至?xí)斐山犹婷摴?jié)的問(wèn)題。

2　回采巷道掘進(jìn)遇斷層后巷道的布置方法及回采技術(shù)

2.1　運(yùn)輸順槽遇斷層后巷道的布置方法和回采技術(shù)

2.1.1總體思維架構(gòu)

當(dāng)運(yùn)輸順槽掘進(jìn)工程遇到斷層后，通常會(huì)使用縮減工作面長(zhǎng)度的方法來(lái)解決回采技術(shù)難題，并針對(duì)具體的實(shí)施工作案例安裝關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，從而確?；夭晒ぷ髟诖笮」ぷ髅嫔系墓ぷ鹘犹?，以此降低煤礦開(kāi)采階段對(duì)煤礦資源浪費(fèi)的問(wèn)題，從而提高工程的經(jīng)濟(jì)收益。

2.1.2具體案例分析（見(jiàn)圖1）

圖1　運(yùn)輸順槽遇斷層后巷道布置圖

2.1.3技術(shù)解決方案

1）工作面縮減長(zhǎng)度的確定問(wèn)題。在運(yùn)輸順槽挖掘的階段，對(duì)斷層測(cè)量的關(guān)鍵因素有三點(diǎn)。分別是依據(jù)斷層結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)解析，以解決斷層和煤層兩者交線的方向，依據(jù)斷層和煤層的交線方向來(lái)確定小工作面的布置方法。而小工作面縮短長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)要以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采煤礦效益最大為主。而如果再遇到斷層，則可通過(guò)對(duì)小工作面實(shí)施布置方法來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)斷層的技術(shù)解決方案。

2）輔助運(yùn)輸巷和大工作面切眼的工程布局方案。大工作面和小工作面不同，即大工作面的切眼位置要處在運(yùn)輸順槽與斷層的交線處，切眼則依據(jù)刮板機(jī)在煤層傾角中機(jī)頭所處的位置來(lái)決定，從而確保工作面的煤壁和切眼的煤壁能連成直線。同時(shí)，工作面上部的切眼問(wèn)題主要解決下部切眼階段對(duì)運(yùn)輸通道的安裝，而前提是工程時(shí)間足夠，則巷道的安排布局就可以略去。當(dāng)切眼被貫通后，就需要對(duì)輔助運(yùn)輸巷和運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行布置，這里對(duì)輔助運(yùn)輸巷的長(zhǎng)度有明確規(guī)定，最小長(zhǎng)度為45 m[2]，當(dāng)掘進(jìn)工作達(dá)到要求后，則通過(guò)垂直或者斜交的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷和順槽進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此作為小工作面回采工程的運(yùn)輸廊道。

3）對(duì)接方法實(shí)施布局工程。首先，在大工作面對(duì)接處理中，要支架和刮板機(jī)中部槽安裝在下部切眼的位置。其次，小工作面出煤的主要運(yùn)輸途徑是輔助運(yùn)輸巷，當(dāng)回采的工作面接近大工作面時(shí)，就需要輔助運(yùn)輸巷通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的推進(jìn)，推進(jìn)的位置則需要與切眼平行，當(dāng)支架與下部切眼的煤壁水平時(shí)，則轉(zhuǎn)載機(jī)就停止工作。再者，將輔助運(yùn)輸巷以及所連帶的皮帶機(jī)實(shí)施拆除作業(yè)，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)載機(jī)至大工作面下切口處進(jìn)行安裝作業(yè)，再將大工作面下切眼的刮板槽往上平移，確保與工作面的支架形成完美的銜接，以此來(lái)進(jìn)入大工作面的調(diào)試階段，滿足大小工作面整個(gè)對(duì)接工程的作業(yè)需要，檢驗(yàn)是否對(duì)接成功。

2.2　回風(fēng)巷掘進(jìn)遇斷層后巷道布置方法與回采技術(shù)

2.2.1總體思維架構(gòu)

回風(fēng)巷掘進(jìn)工程遇到斷層后，就要通過(guò)縮短工作面的方式來(lái)組建一個(gè)小的工作面，然后通過(guò)回采技術(shù)實(shí)現(xiàn)小工作面和大工作面的銜接，以此來(lái)檢驗(yàn)小工作面和大工作面銜接技術(shù)是否可行和回采工藝是否可操作，從而降低煤炭開(kāi)采過(guò)程中資源浪費(fèi)的問(wèn)題，降低經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采最大化。

2.2.2具體的實(shí)施案例（見(jiàn)圖2）

2.2.3技術(shù)解決方案

解決該項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)在于縮減回風(fēng)巷工作面的長(zhǎng)度，從而形成大小兩個(gè)工作面，而且這兩個(gè)工作面是以相互平行的方式存在，并于現(xiàn)在上部切眼的位置上安裝支架和刮板槽，從而實(shí)現(xiàn)大小工作面的完美銜接。此技術(shù)解決方案較運(yùn)輸順槽縮減工作面長(zhǎng)度的解決方案相對(duì)容易，這是因?yàn)檎麄€(gè)方案中沒(méi)有運(yùn)輸機(jī)的參與，只是在大工作面上增加了支架和刮板槽。如果小工作面的走向長(zhǎng)度不夠，則只需要移動(dòng)變電站至大工作面的回風(fēng)順槽的位置，然后通過(guò)加長(zhǎng)電纜即可解決問(wèn)題。而如果小工作面的走向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，則只需要將變電站移動(dòng)至運(yùn)輸順槽內(nèi)就好。

圖2　回風(fēng)巷掘進(jìn)遇斷層后巷道布置圖

1）工作面縮減長(zhǎng)度的確定問(wèn)題。確定斷層的結(jié)構(gòu)，根據(jù)斷層的走向，結(jié)合技術(shù)預(yù)測(cè)，以此推斷出斷層和煤層交線的方向。而針對(duì)小工作面的布置情況則是依據(jù)斷煤的方向來(lái)進(jìn)行確定，至于工作面的縮減長(zhǎng)度則是以三角煤塊最大開(kāi)采程度為標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)小工作面預(yù)測(cè)水平，結(jié)合之前的斷層就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)切眼的布置作業(yè)[2]。

2）大工作面的切眼布置作業(yè)。大工作面的切眼布置要比小工作面要簡(jiǎn)單，切眼依照垂直進(jìn)出回風(fēng)巷的準(zhǔn)側(cè)，判斷出切眼的位置位于工作面變小的地方。

3）對(duì)接方法。當(dāng)小切眼實(shí)現(xiàn)貫通后，則就需要對(duì)小切眼進(jìn)行支架、采面三機(jī)安裝，然后再對(duì)大工作面的切眼部位進(jìn)行刮板槽和支架的安裝。然后，當(dāng)小工作面在作業(yè)情況下接近大切眼的時(shí)候，就需要通過(guò)調(diào)整小工作面。當(dāng)小工作面的煤壁和上部切眼處處于平行的狀態(tài)時(shí)，則工作面就可以停止工作，然后開(kāi)始大小工作面的對(duì)接工程。最后，將小工作面上的刮板機(jī)的配套裝置放到大切眼部位進(jìn)行安裝，如果小工作面的長(zhǎng)度不足，就通過(guò)拉長(zhǎng)刮板鏈長(zhǎng)度，確保工作面支架的完美對(duì)接，最后開(kāi)始對(duì)大工作面實(shí)施運(yùn)行調(diào)試。

3　結(jié)語(yǔ)

斷層是煤礦開(kāi)采階段最常見(jiàn)的問(wèn)題，給巷道布置方法和回采技術(shù)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。而通過(guò)對(duì)巷道掘進(jìn)遇斷層后巷道布置方法和回采技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)大小工作面的對(duì)接來(lái)解決所遇斷層的問(wèn)題。而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，將大工作面縮減成小工作面則需要視實(shí)際情況采取合適的處理方式，從而確保煤炭資源實(shí)現(xiàn)最大化的利用，同時(shí)也為小資煤產(chǎn)企業(yè)推動(dòng)機(jī)械化發(fā)展提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以提高對(duì)資源的合理利用和機(jī)械化回采效率。

[1]徐世國(guó).斷層對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響與處理探討[J].山西焦煤科技，2011（1）：22-26.

[2]侯守道.煤礦掘進(jìn)工作面小斷層識(shí)別及處理[J].煤礦開(kāi)采，2007，12（2）：19-20.

[3]陳艾.復(fù)雜條件下大斷面煤巷過(guò)斷層技術(shù)[J].煤炭工程，2011（4）：28-30.