代瑞鋼

（山西西山煤電股份有限公司西曲礦，山西 古交 030200）

西山煤電集團(tuán)西曲礦位于山西省古交市汾河北岸。西曲礦現(xiàn)有兩個(gè)綜采隊(duì)，采用長(zhǎng)壁后退式全部垮落法綜合機(jī)械化采煤方法。北三盤區(qū)29302工作面位于盤區(qū)北翼，工作面以南為北三下組煤運(yùn)料巷、北三下組煤運(yùn)煤巷以及北三下組煤回風(fēng)巷，如圖1所示。29302工作面走向長(zhǎng)度為1200m，斜長(zhǎng)為180m，煤層平均厚度為4.5m，煤層平均傾角為9～15°。工作面頂板存在偽頂，主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為1.1m，隨采隨落。直接頂為細(xì)粉砂巖，成片狀結(jié)構(gòu)，平均厚度為6.5m，受回采應(yīng)力及構(gòu)造應(yīng)力影響在回采期間該巖石層存在局部離層、冒頂現(xiàn)象，巖層穩(wěn)定性差。工作面底板主要以泥巖為主，平均厚度為2.4m，底板相對(duì)松軟，工作面采用QY350-35型掩護(hù)式液壓支架，支架最大支撐高度為3.5m。

圖1 北三盤區(qū)29302工作面布置示意圖

根據(jù)地測(cè)科提供地質(zhì)資料顯示，29302工作面回風(fēng)巷回采至920m處將揭露一條正斷層F19，其中斷層與工作面煤層夾角為65°，斷層落差為3m，斷層上下兩盤重疊煤層厚度為1.5m，且回風(fēng)順槽在斷層帶附近將以4°傾角下降。而運(yùn)輸順槽巷回采至850m處揭露F19斷層，此時(shí)斷層落差變?yōu)?.5m，斷層與煤層夾角為55°。F19斷層對(duì)工作面回采影響較大，回采期間距斷層30m范圍內(nèi)出現(xiàn)破碎帶，加大了回采難度。對(duì)此綜采二隊(duì)召開技術(shù)例會(huì)，分析了采用傳統(tǒng)的過(guò)斷層技術(shù)措施過(guò)F19斷層存在的問(wèn)題，通過(guò)研究決定采用仰俯斜回采工藝過(guò)斷層。

1 初步過(guò)F19斷層方案及存在問(wèn)題

1.1 初步過(guò)斷層方案

29302工作面過(guò)F19斷層初步設(shè)計(jì)方案是采用強(qiáng)行帶壓過(guò)斷層措施，由于F19斷層前后30m范圍內(nèi)頂板出現(xiàn)破碎，29302工作面回采至890m處開始以6°仰角割頂巖石層帶壓開采，當(dāng)仰采30m后將找見(jiàn)斷層下盤煤層底板，然后逐漸加大采高直至采煤機(jī)上滾筒找見(jiàn)斷層下盤頂煤，找見(jiàn)頂煤后停止仰采，及時(shí)調(diào)整工作面支架及采煤機(jī)角度，沿煤層頂?shù)装寤夭伞?/p>

1.2 強(qiáng)行帶壓過(guò)F19斷層存在的問(wèn)題

（1）采用強(qiáng)行帶壓過(guò)F19斷層時(shí)，必須破斷層下盤頂板巖石層，若以6°斜坡仰采直至遇斷層下盤煤層底板，將破頂板巖石層厚度達(dá)3m，而29302工作面頂板往上1.1m為炭質(zhì)泥巖，極不穩(wěn)定，在回采過(guò)程中會(huì)隨采隨落，再繼續(xù)往上6.5m范圍內(nèi)為細(xì)粉砂巖，呈片狀結(jié)構(gòu)，在回采期間受回采應(yīng)力及構(gòu)造應(yīng)力影響出現(xiàn)離層、局部冒頂現(xiàn)象，所以在以6°斜坡仰采破頂板巖石層時(shí)頂板會(huì)出現(xiàn)大面積破碎、局部冒頂，甚至大面積頂板垮落現(xiàn)象，不僅降低了工作面回采效率，加大了機(jī)械設(shè)備損壞率，而且很容易發(fā)生重大煤礦安全事故。

（2）若以6°仰采，將損失斷層下盤煤量達(dá)5萬(wàn)t，割矸石量達(dá)18000m3，同時(shí)造成機(jī)械磨損費(fèi)用達(dá)60萬(wàn)元，共計(jì)造成煤礦經(jīng)濟(jì)損失達(dá)120萬(wàn)元。

2 仰俯斜回采工藝過(guò)斷層施工方案

（1）當(dāng)回風(fēng)順槽側(cè)工作面回采至890m處工作面坡度將以6°俯角回采，當(dāng)工作面俯采10m后將揭露F19斷層，此時(shí)采煤機(jī)將找見(jiàn)斷層下盤煤層底板，在俯采期間必須采用帶壓擦頂回采。

（2）當(dāng)工作面采煤機(jī)及支架遇見(jiàn)斷層下盤煤層底板時(shí)，及時(shí)調(diào)整采煤機(jī)及液壓支架角度以7°仰角進(jìn)行仰采，當(dāng)工作面仰采25m后，將找見(jiàn)上盤煤層頂板，此時(shí)再次調(diào)整采煤機(jī)及支架角度，沿煤層頂?shù)装迤叫谢夭?，如圖2所示。

圖2 29302工作面仰俯斜回采技術(shù)過(guò)斷層剖面圖

（3）由于F1斷層從運(yùn)輸順槽至回風(fēng)順槽落差逐漸增大，變化幅度為3.5m，所以工作面機(jī)械設(shè)備需下落3.5m左右，受采動(dòng)壓力及構(gòu)造應(yīng)力的影響，29302回風(fēng)順槽變形較大，變形最大時(shí)高度只有 1 .8m左右，所以在回采期間回風(fēng)順槽側(cè)10組支架維護(hù)以及巷道支護(hù)相對(duì)困難，必須采取合理有效的對(duì)策措施，具體施工方法如下：

①在距29302回風(fēng)順槽側(cè)20m范圍內(nèi)，支工字鋼棚并與機(jī)尾支架頂梁搭接，防止頂板破碎漏頂。為確保工作面過(guò)斷層時(shí)頂板安全穩(wěn)定，在過(guò)斷層前15m處，在工作面架設(shè)木垛棚直至安全穩(wěn)定通過(guò)斷層破碎帶。

②由于受工作面傾角及斷層破碎帶影響，為防止工作面液壓支架在前移時(shí)發(fā)生支架傾倒現(xiàn)象以及頂板大面積冒頂現(xiàn)象，在工作面過(guò)斷層期間實(shí)行帶壓移架，且必須保證支架前梁緊頂煤壁并盡量縮小梁端距。

③在進(jìn)行仰俯斜過(guò)斷層期間，工作面采煤機(jī)在割煤時(shí)應(yīng)先割底刀，后割上刀，割煤后應(yīng)及時(shí)移超前架，將工作面空頂面積控制在最小范圍。

④29302工作面在過(guò)斷層期間必須確保每班有一名上崗干部進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮，并指派專職的安檢工負(fù)責(zé)檢查安全，特別在對(duì)尾巷20組支架進(jìn)行拉架時(shí)必須確保上端頭安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

西山煤電集團(tuán)西曲礦29302工作面在回采期間采用仰俯斜技術(shù)過(guò)斷層，實(shí)踐證明采用該技術(shù)過(guò)斷層與傳統(tǒng)過(guò)斷層施工方法相比具有回采效率高，在過(guò)斷層時(shí)破巖量少，采煤機(jī)及液壓支架損壞率低等優(yōu)點(diǎn)，而且仰俯斜過(guò)斷層時(shí)降低了斷層帶附近煤巖體破碎程度，確保了綜采面在過(guò)斷層期間支護(hù)安全有效，保證了綜采面安全順利過(guò)斷層帶，避免了安全生產(chǎn)事故及機(jī)電事故發(fā)生，取得了顯著的安全、經(jīng)濟(jì)效益，該過(guò)斷層回采技術(shù)得到了礦及集團(tuán)公司一致認(rèn)可，可在其他類似條件工作面進(jìn)行推廣應(yīng)用。