大采高长工作面过断层安全回采技术研究

摘 要：针对5310大采高长工作面开采受断层影响的问题，对断层分布进行了详细的勘探，明确了断层的位置、产状，并通过控制采高，采用采煤机直接割煤和震动爆破的方式，运用单项割煤回采工艺，直接通过断层。结果表明：通过运用直接过断层的方案，在减少回采期间工作面搬家工程的同时，确保回采工作的顺利进行，并为以后类似条件下大采高工作面安全过断层提供了技术指导。

关键词：大采高长工作面;断层;单项割煤;安全回采

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

0 引言

目前国内综采面过断层的常用技术方法主要有调整割煤高度法、跳采法、挑顶卧底法等[1-3]。大采高综采工作面由于采高大，过断层破碎带时有支架实际支护阻力降低、顶板漏矸等情况发生，尤其当断层落差较大时，会加大工作面通过的难度[4-7]。大采高综采面过断层的方法与断层落差、煤层厚度、煤层倾角、支架最小工作高度、断层处岩石硬度以及工作面推进方向等因素有关[8-9]。

赵庄煤矿5310回采工作面平均煤层厚度为4.75m，工作面范围内存在多个断层，地质条件较为复杂，该情况对工作面的顺利推进带来不小的困难，如果在回采过程中遇到断层采取工作面搬家或者缩短工作面回采长度的措施来解决遇到断层问题，会导致工作面回采效率低问题，因此，针对该种情况，对大采高工作面过断层技术进行研究是十分必要的。

1 工作面工程概况

赵庄煤矿5310工作面位于该矿一水平五盘区，东侧5101、5102、5103、5104、5105巷已掘进;北侧为5309工作面，现已回采完毕;南侧为5311工作面，正在掘进。所采煤层为3#煤。井下标高660-722m，走向长度为885m，倾斜长度为270m，平均采高4.75m。工作面煤层厚度为4.4-5.0m，平均厚度4.75m。工作面煤层倾角平均为4.5°。采用一次采全高综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。根据地质勘探报告，该工作面工作面小断层、节理发育。受断层的影响，断层两侧20～30m内煤体破碎，伪顶、直接顶变厚，顶板破碎，对工作面回采有一定影响。

2 过断层安全技术

工作面煤层坡度受断层的影响，局部变化较大，局部走向方向仰角达到10°左右，且断层附近区域的煤层结构受断层影响发生破坏，煤体和顶底板破碎，为保证工作面回采过程中顺利通过断层区域，采取工作面调斜、调整回采高度等措施。

2.1 采高调整

2.2.1 工作面调斜

为了让工作面与断层面迎合，减少影响距离和煤壁的片帮，在工作面过断层前需要一定程度的调斜。如F108断层，走向角度为103°，机尾-机头真方位为111°，调斜后真方位应为103～105°，即机尾比机头进度快15～20m左右，并应于断层前5m调整完毕。

2.2.2 过断层采高的调整

根据断层的性质、位置、倾向、断距及相关巷道的掘进情况，工作面过断层时应有相应的走向规划，如下图1。工作面距断层面一定距离L开始起坡，结合原有的煤层倾角和设备的性能，过断层总仰角不应超过12°。起坡距L计算如下：

总仰角：

起坡距L：

式中：β—总仰角，≤12°;α—煤层倾角，°;H—断层落差，m;L—起坡距，m。

断层影响区的采高在起坡前降低至4m左右，起坡过断层期间采高控制在4m内，起坡过程中采用挑顶留底方式推进，断层尖灭处沿煤推进，另一侧沿巷道推进，其中间的支架尽量排齐、排直，控制高度的同时尽量少割矸石。工作面过断层面后，保持采高4m，仰角慢慢变小，当顶板见矸石时开始平坡并沿顶推进，以卧底的方式逐渐恢复采高。

3 工作面过断层顶板管理

在工作面过断层期间，要使工作面液压支架始终保持在正常工作状态，不会发生漏液现象，上下端头、及工作面内断层附近的液压支架要完全接顶，及时支护好支架侧护板，以防液压支架支架发生咬架、倒架的现场，工作面泵站的工作压力要达到31.5MPa，液压支架前后支柱的初撑力达到28Mpa，在工作面移架作业时，采取“少降快拉”带压擦顶移架的方式。放炮后，及时伸出支架伸缩梁，防止破碎岩石冒落。煤层破碎段在保证采高高于4.5m情况下要留足够的顶煤，如工作面顶板发生漏矸现象，及时穿板梁对顶板进行控制。

4 结论

（1）根据该工作面实际地质条件，采取直接过断层的技术措施通过断层区域，在过断层前，制定了调整采高等技术措施，确保工作面安全通过断层。

（2）过断层期间，对工作面采高进行严格控制，同时确保支架良好的工作性能，做好岩壁片落、顶板漏矸等防范措施。通过该工作面过断层实践表明：工作面采取直接通过断层，在减少工作面搬家工程量的同时，保证了工作面的顺利推进，提高了资源回收率，取得较好的经济效益。

作者简介：李丙广（1987-），男，河南平顶山人。endprint