综采工作面过超长断层的实践与探索

摘要：F107/F103断层长达971m，给生产任务、人员组织和机电设备带来了很大困难。通过提前查看地质预报及时调整顶底板，协调生产与准备的关系， 超前预防瓦斯，最终实现了较大程度地减少割矸量，降低了机电事故，提高了开机率，加快了回采进度，缓解了紧张局面，杜绝了顶板事故，保证了人身安全。

关键词：超长断层；地质预报；割矸量；通风瓦斯；综采工作

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0071-02

1 实施前状况及存在问题

1.1 实施前的状况

1.1.1 3310面地质条件非常复杂，在生产过程中频繁过陷落柱和断层。其中根据巷道掘进揭露及地质构造资料显示，在切眼处3220巷以西32m处发育一正断层F107，在距切眼以南854m处发育一正断层F103，具体参数如表1所示。根据现场揭露资料分析，正断层F107和F103为同一个断层，走向长共约971m。受断层影响，该区域顶板破碎、煤层酥松破碎、富集瓦斯，对回采工作面影响很大。由于通过F107/F103断层期间，断层揭露前后割矸范围大，厚度最大达3m，故设备负荷大故障较多，产量任务比较紧张。

1.1.2 随着回采推进，断层从机尾向机头移动。

1.2 存在问题

1.2.1 F107/F103断层断距6～7m，走向长度971m，导致大范围和大厚度割矸。

1.2.2 设备负荷大，造成设备故障多，产量任务紧张。

1.2.3 人员劳动量较大，造成人员体力消耗严重。

1.2.4 大面积崩矸，生产与准备工作矛盾凸显。

2 改进目的

2.1 减少了割矸量

由于不断调整顶底板，从而使得工作面暴露的煤体面积最大，矸石面积最小，最终实现最少割矸量。

2.2 减少了机电事故，增加了开机率

因为矸石对机电设备的损伤程度大，由于适当降低了割矸量，从而减少了机电事故率，保证了机电设备正常

运转。

2.3 协调了放炮与生产的关系

协调了放炮与生产的关系，使得能较好处理两者关系。

3 主要改进方面

3.1 地质预报

3.1.2 以断层面分界线为基准面，要保持上、下盘的前溜平整度，不能大幅度地上抬（下盘大幅度上仰的同时会造成上盘割顶板矸厚度增加，要本着减少割矸量前提进行平衡调整）。

3.1.3 调整工作面坡度时，将工作面调整为以断层面为界，机头方向割底矸，机尾方向留底煤，回采推进过程中，回风巷要延巷道坡度推进，保持工作面整体水平坡。

3.1.4 如果断层面附近煤层节劈理发育破碎，顶板难于控制，则提前在距断层面5～10m爬升到上盘（机尾方向）矸顶，沿上盘矸顶平推过断层面后，根据顶板状况，追平下盘煤层底板。

3.1.5 回采向前推进过程中，断层面及割矸量会逐渐向机头方向移动，支架坡度调整也要根据断层面走向线和煤层赋存走向方向进行适时调整。

3.2 具体改进方面

3.2.1 调整顶底板以寻求最少割矸量和控制顶板。顶底板的调整关系到割矸量、产量和机电事故，所以我们以底矸、全矸和顶矸三部分为调整手段，以每推进50m为一个调整区段，以割矸量、产量和机电事故为调整指标。具体情况如表2所示。

从表2可以看出：

（1）由于断层面处要割全矸，机头方向要割顶矸，机尾方向要留底煤割底矸。在实际过程中，不断对机尾底矸处上抬，机头顶矸适当下挖，全矸处靠机尾段适当上抬，靠机头段适当下挖，通过计算和实际结果表明全矸控制在5个架、底矸控制在20个架、顶矸控制在6个架时对于工作面的坡度、顶板的完整性以及割矸量都比较合适。

（2）由于该断层从机尾向机头移动，根据推算每推进7m，断面将向机头移动一个架。因此在实际生产过程中，预计并调整下一个循环的割顶底矸情况，在移动中将底板割矸量降低到最小。

3.2.2 寻求准备与生产的关系以保证设备正常。割矸量与机电事故有着本质关系，为此，调整生产协作，由刚开始检修班一班放炮调整到后来早晚两班放炮，午夜两班正常生产，同时生产班在生产过程中把握好矸石的坚硬情况并指导下班打眼位置和打眼数量。从表1可以看出，通过采取此类方法，降低了事故、确保了生产。

3.2.3 超前防范保证通风瓦斯正常。

（1）提前防范：过断层区域，在断面下风侧5m处的支架前梁上挂便携仪，悬挂位置距前梁不大于300mm，距煤帮不小于200mm。当瓦斯浓度超过0.6%时，不得进行任何操作。

（2）控制瞬间：采煤机在通过断层影响区域及工作面其他顶板破碎、煤体片帮、瓦斯异常区段，T1瓦斯探头浓度必须小于0.4%时，方可割煤经过断层。机组速度控制在1m/min以下、截割深度不能超过0.6m、采高控制在2.6～2.8m，并及时拉超前架，防止片帮、冒顶造成瓦斯事故。

（3）在割煤过程中，确保相关人员现场指挥，确保安全通过异常区域。瓦检员必须校对便携仪，同时检测断层面每两架间距煤壁200mm处的瓦斯浓度。如果瓦斯异常、报警时必须立即通知跟班干部、班长，令其立即停机。

（4）在顶板破碎、煤体片帮区域，割煤、放煤分开。拉架时，确保“先开溜子后拉架”的原则，必须割一架拉一架，专人操作，维持顶板稳定性。升架时保证支架

升平。

4 效益和效果

（1）在最后四个月里，机电事故比前四个月平均降低了66%以上，平均减少月度影响时间20个小时，配件更换数量平均减少60%以上。

（2）加快了回采推进速度。与前半段相比，月度平均增产原煤3.6万吨以上。

（3）杜绝了顶板事故，确保零顶板事故发生率。

（4）减少了割矸量，由以前月割矸量近1万方到后来8000方。

参考文献

[1] 成矿矿3310工作面地质预报图[M].晋煤集团成庄矿地测科，2012.

[2] 薛全福.煤炭开采过程中环境保护的对策[J].能源与环境，2008，（31）.

[3] 杨晋渊.新世纪煤矿开采技术的发展及对策[J].山西焦煤科技，2005，（9）.

作者简介：张晓波（1983—），男，山西晋城人，晋煤集团成庄矿综采二队助理工程师，硕士，研究方向：煤炭开采。

（责任编辑：周 琼）