枣泉煤矿220602综采工作面过断层方法探究

[摘 要]煤矿回采遇到断层对综采工作面影响严重。本文对枣泉煤矿220602综采工作面过断层的情况进行了分析。采用采煤机直接截割和对岩石预松动爆破结合采煤机截割的方法通过断层。期间，采取一系列技术措施，对于综采工作面高效过断层有较好的借鉴意义。

[关键词]综采 工作面 断层 通过

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0018-01

1.引言

采取科学有效的技术方法，是确保综采工作面安全穿过断层的重要保证。综采工作面遇到断层时推进速度会明显减慢，主要存在3大难题：一是断层面附近顶板破碎，顶板不易控制；二是断层落差、煤层的厚度及采高将决定工作面通过断层的破岩量，将决定采取何种方式通过断层；三是由于断层面附近顶板破碎导致顶板破碎支架接顶不实，导致支架阻力降低等特征。综采工作面过断层的技术方法主要有：直接截割过断层，截割顶、底板过断层，跳采过断层。[1-3]

2.工作面、断层基本情况

220602综采工作面平均走向长度为892m，平均倾斜长度238m，煤层平均厚度1.93m。老顶为细粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩平均厚度为38.1m；直接顶为粉砂岩、泥岩、炭质泥岩平均厚度为5.9m。工作面选用ZY5200/12/28型液压支架，其最大支护高度为2.8m。工作面利用MG500/1180-WD型采煤机割煤，截深为0.8m，采用单向割煤，往返一次割一刀。

220602综采工作面回风巷及切眼揭露L18正断层。L18断层与工作面斜交，夹角为63°3′28″，影响工作面走向长度为479.7m，对工作面回采影响较大。L18断层为正断层，倾角为50°-65°，走向为N25°-42°E，断层落差为3.0m～5.4m。其中回风巷在距离切眼479.7m处揭露斷层构造面，落差为3.0m，影响区域为回采至457.4m处～479.7m处，回风巷掘进时破断层下盘底板岩石进行掘进，破岩长度为22.3m。切眼在距回风巷120.3m处揭露断层构造面，即位于82#-85#支架处，落差为5.4m，影响区域为切眼上口至120.3m处，切眼掘进时破断层下盘底板岩石进行掘进，破岩长度为120.3m。

3.过断层的方法

3.1 采煤机截割的方法过断层

当工作面揭露岩石采煤机能直接截割时（f≤4.5），采用采煤机直接截割且严格控制采高调整开采层位破断层下盘底板的方法通过。

采高控制：220602综采工作面过断层期间，为防止回采期间顶板揭露发生漏冒，采用调整开采层位破断层下盘底板的方法进行开采。工作面采高严格控制在2.4±0.1m范围内，确保采煤机安全顺利通过，同时应最大限度减少破岩量。

调整开采层位：每隔一刀挑顶或卧底一次，每一刀挑顶或卧底量不得超过100mm，确保顶、底板平整，支架支护状态良好。当工作面在切眼时，断层面位于82#-85#支架，工作面破岩长度为120.2m，其中全岩为43.6m，在工作面开始开采时，工作面断层面至机尾段120.2m逐渐增加爬坡角度，最大程度的减少工作面破岩量。

工作面推进100m时，断层面位于107#-110#支架，工作面断层面至机尾段32.1m按照16°43′的爬坡角度调整层位，工作面破岩长度为32.1m，其中全岩为11.7m。工作面其他区段与煤层角度保持一致。工作面推进200m时，断层面位于122#-125#支架，工作面断层面至机尾段26.6m按照17°25′的爬坡角度调整层位，工作面破岩长度为26.6m，其中全岩为8.6m。工作面其他区段与煤层角度保持一致。工作面推进300m时，断层面位于137#-140#支架，工作面断层面至机尾段21.2m按照17°31′的爬坡角度调整层位，工作面破岩长度为21.2m，其中全岩为5.7m。工作面其他区段与煤层角度保持一致。工作面推进400m时，断层面位于152#-155支架，工作面断层面至机尾段12.4m按照16°58′的爬坡角度调整层位，工作面破岩长度为12.4m，其中全岩为1.7m。工作面其他区段与煤层角度保持一致。

调整伪斜：工作面切眼伪斜为10m，根据工作面的支架及刮板机上窜下滑情况及时调整工作面伪斜，将工作面伪斜控制在15m-20m之间，尽量减小工作面破岩长度，以利于工作面过断层期间的顶板管理。

调整进刀方式：工作面揭露断层面处，严禁斜切进刀，选择顶板较好的地段，进行斜切进刀。

3.2 预松动爆破的方法过断层

当工作面揭露坚硬的岩石采煤机不能直接截割破岩时（f>4.5），采用对岩石预松动爆破结合采煤机截割且严格控制采高调整开采层位破断层下盘底板的方法通过。采用人工打眼，打眼使用气腿式凿岩机和2000mm钻杆，配合Ф42钻头施工。

工作面破岩为全岩时（岩石占工作面的1/5视为全煤，占工作面的1/5～4/5视为半煤岩，占工作面的4/5视为全岩。），打设两排炮眼对岩石进行预松动，可视回采时工作面破岩段岩石硬度增加或减少炮眼间排数，两排炮眼与煤层走向方向夹角为75°～85°，第一排、第二排炮眼距工作面顶、底板均为600mm，与煤壁垂直夹角为73°，眼距为1500mm，眼深为2000mm。

工作面破岩为半煤岩时，打设一排炮眼对岩石进行预松动，炮眼与煤层走向方向夹角为75°～85°，与煤壁垂直夹角为73°，炮眼距工作面顶板为1800mm，距工作面底板均为600mm，眼距为1500mm，炮眼深2000mm。炮眼施工完毕后，开始装药，每眼装药量450g，可视岩石硬度情况，调整装药量，最大装药量不能大于900g，进行爆破。

4.结论

综上，220602综采工作面采取采煤机截割、岩石预松动爆破的方式高效平稳通过L18正断层。期间，重点注意观测瓦斯、水、顶板变化情况，加强过断层期间的支护管理，在断层破碎带采用浅截深、放小炮的通过方式取得了较好的效果。

参考文献

[1] 刘耀辉.综采工作面过断层采煤技术探讨.[J].内蒙古煤炭经济，2014.

[2] 田稳.羊场湾煤矿130203综采工作面过断层技术分析.[J].神华科技，2016.

作者简介

姓名：赵鑫，性别：男，年龄：31，民族：汉，毕业院校：辽宁工程技术大学，专业：采矿工程，单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，职务：项目总设计师，职称：工程师。