常顺煤业9105综采工作面过构造分析

朱银柱

(山西煤炭运销集团阳泉有限公司，山西 阳泉 045100)

引 言

兼并重组矿井有其自身特点，主要为井田面积小、兼并包内矿井数量多、可采储量较少等一系列问题[1-2]。当综采工作面构造较为复杂时，可供选择的综采工作面过构造方法不多[3-4]，多为直接通过。以常顺煤业9105综采工作面作为研究对象，对9105工作面概况和顶板控制管理方式进行分析，针对由陷落柱造成的无煤区这一地质构造，提出工作面过无煤区的技术措施和进风顺槽超前支护方式，为工作面过构造工作提供技术支持。

1 9105工作面概况

9105工作面位于井田南部一采区中部，北邻胶带上山，东为9104工作面，南至构造保护煤柱，西邻9106工作面。9105工作面标高1 050 m～1 080 m，工作面走向长度880 m，工作面长度196 m，回采面积162 680 m2。煤层厚度2.5 m～2.9 m，平均厚度为2.7 m，煤层倾角为3°～12°。9#煤层赋存较稳定，硬度系数小于3，贫瘦煤，煤层结构简单，黑色，半光亮型，工作面内全区稳定可采，局部有构造。

9105工作面煤层直接顶为泥岩，厚度为7.2 m～13.2 m；直接底为粗粒砂岩，厚度为12.5 m～18.3 m。工作面液压支架为133架ZF5400/20/42掩护式支架，过渡支架为ZFG5600/20/38掩护式支架。端头支护，工作溜机头上方采用5 m的π型梁支护，一对两梁，交错迈步前移，一梁五柱；机头、机尾靠落山侧切顶柱采用双排密集柱切顶，当工作面周期来压时，密集柱迎山侧增加戗柱；沿切顶线支设密集柱两排，第一排密集柱不大于250 mm，第二排密集柱为500 mm。超前支护，进风顺槽超前支护不得少于20 m，进风端头靠工作面煤壁侧支设两排超前支护，靠近实体煤侧支设一排，一梁四柱；回风顺槽超前支护不得少于20 m，回风端头靠工作面煤壁侧支设两排超前支护，靠近煤柱侧支设两排，一梁四柱；机头、机尾超前支护单体柱支设必须成直线，拴防倒绳，安全出口净高不低于1.8 m；π型梁错距为0.4 m，进风顺槽压力增大时，需加强支护，破碎机机头至工作溜机头段保证一梁不少于四柱；破碎机机头段一梁两柱，π型梁使用直径不小于12#铁丝与顶网捆绑，且单体柱必须使用防倒绳，不得出现卸液。

2 9105工作面过构造分析

2.1 9105工作面地质构造

根据掘进时揭露情况，9105进风顺槽371 m处和9105回风顺槽335 m处分别揭露断层构造，结合两巷道揭露情况综合分析，该断层为F4正断层，工作面内走向为E16°S，倾向为∠WS75°，断距为1.5 m～4.5 m。

9105回风顺槽100 m～165 m处揭露一陷落柱，长轴约为60 m，短轴约为16 m。

9105工作面南部为F5正断层，走向为E21°S，倾向为∠SW75°，断距为1.5 m～3 m。该断层距9105工作面切巷最近处为132 m，最远处为162 m；9105回风顺槽880 m～1 015 m处揭露一陷落柱，长轴约为135 m，短轴约为79 m。

9105工作面存在四个异常区。其中，异常区E1位于测点起始线90 m～220 m范围内，分析认定异常区由预测陷落柱X1影响所致，预计该陷落柱长轴为66 m左右；异常区E2位于测点起始线310 m～470 m范围内，分析认定异常区由预测其他地质构造或断层F2影响所致；异常区E3位于测点起始线530 m～620 m范围内，分析认定异常区由预测陷落柱X2影响所致，预计该陷落柱长轴为60 m左右；异常区E4位于测点起始线740 m～870 m范围内，分析认定异常区由预测陷落柱X3影响所致，预计该陷落柱长轴为48 m左右；根据9105工作面本煤层钻孔验证情况及钻探验证情况分析，工作面内构造暂无导水性。

2.2 9105工作面过无煤区技术措施

9105综采工作面57架～93架处全断面赋存无煤区，为确保安全生产，保证工作面顺利通过该无煤区，特制定如下安全技术措施。

爆破工艺，选用YT-28型风动钻机与2.0 m六棱钻杆打眼，采用湿式钻眼爆破施工，湿式打眼，爆破采用正向爆破。放炮时采用5架为一组，分组装药、爆破。

炮眼布置，根据揭露岩石情况，厚度<0.5 m，布置一个炮眼，深度为2.0 m，间距为0.5 m，相邻的炮眼布置深度为1 m，深度为1.5 m，交替布置；57架～93架炮眼布置呈单排眼(岩层厚度<1 m时)、三花眼(岩层厚度>1 m<1.5 m时)、五花眼(岩层厚度>1.5 m时)布置，底眼间距0.75 m、眼深2.0 m，2个/架，顶眼间距2.0 m，1个/架，中部岩石坚硬时布置2个炮眼，间距为0.5 m，眼深为1.5 m，装药量0.6 kg/眼。顶眼仰角30°，底眼距底板0.5 m、俯角53°；根据现场无炭柱厚度情况，适当增减炮眼数量。

装药要求，装药前用风管将炮眼内的煤粉或岩粉吹净，将药卷按序一次性放入炮眼中，再用炮棍轻轻将药卷推至炮眼底，不得用力捅、捣药卷，炮眼内药卷必须彼此密接；根据要求炮眼长度超过1 m时，炮眼封泥长度不得小于0.5 m；炮眼封泥使用水泡泥，水泡泥外剩余的炮眼部分用粘土炮泥封实；装药后，必须把电雷管脚线扭结悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备等导电体接触。

爆破母线按标准连接，爆破母线和连接线、电雷管脚线和连接线、脚线之间的接头相互扭紧并悬空，不得与轨道、金属管、金属网、钢丝绳、刮板输送机等导电体相接触；综采工作面爆破作业，爆破母线应挂在支架中部，不得挂在支架顶部或底部；只准采用绝缘母线单回路爆破；爆破母线不得有明接头，如有破口应立即截断或更换；爆破前，爆破母线必须扭结成短路。

2.3 9105进风顺槽超前支护调整

9105进风顺槽端头、超前支护段，因巷道压力大，巷道两帮及顶板位移明显，影响通风行人，为确保工作面的安全，将9105综采工作面进风超前支护方式做出如下调整。

1) 将超前支护由原20 m增加至皮带自移机尾处，共计35 m；

2) 用单体柱+柱帽(柱帽不小于规格300 mm×200 mm×160 mm)替换π型梁+单体柱的原支护，在替换前必须先将将点柱支设到位；

3) 将原π型梁南北支设，调整为东西支设且一梁不少于4柱，π型梁排距为0.6 m；

4) 巷道扩帮后每排不少于5柱；

5) 9105工作面切巷由工作面端向北2 m范围内将π型梁替换为3 m(直径不小于160 mm)的木梁支护，木梁间距0.3 m；

6) 随着工作面的推进，靠近工作面附近的π型梁及时更换成木梁，保证工作面的正常推进。

3 结语

本文以常顺煤业9105工作面作为研究对象，在对9105工作面布置情况、煤层情况、顶底板岩性和顶板控制方式分析的基础上，针对9105工作面的地质构造，提出了9105工作面过无煤区的技术措施，并对9105工作面进风顺槽的超前支护方式进行了调整，确保9105工作面正常推进和安全生产。