綜采工作面過較大斷層技術(shù)實踐

1、綜采工作面過較大斷層技術(shù)實踐摘要：文章以平莊煤業(yè)老公營子煤礦綜采面大斷層施工項目為例，對綜采面過斷層方案、過斷層工藝和施工質(zhì)量控制要點進(jìn)行深入剖析，同時為采礦業(yè)開展同類型的施工建設(shè)提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：綜采面大斷層 施工技術(shù)運(yùn)用頂板控制技術(shù)直接通過落差5米的大斷層，確保安全施工的同時高效地完成施工建設(shè)，是當(dāng)前平莊煤業(yè)老公營子煤礦亟需突破的一道技術(shù)難關(guān)。經(jīng)過多方推敲和論證，老公營子煤礦最終推出了一套相對成熟的技術(shù)方案，即采用綜合頂板控制技術(shù)對I-3-（6）綜采工作面施作，直接推采和提前掘巷通過了35米落差的正斷層，既提高了掘進(jìn)作業(yè)的安全系數(shù)和工作效率，同時產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也是非?？捎^的。1 工作面

2、狀況位于老公營子煤礦輔助水平東翼的I-3-（6）綜采工作面，處在6、7煤層分合區(qū)，該煤層結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，其中含一層0.21.7米厚的夾石結(jié)構(gòu)，巖體結(jié)構(gòu)主要是細(xì)沙巖、炭質(zhì)泥巖。煤層厚1.54.8米，傾角2237。直接頂、直接底分別為細(xì)沙巖和粉砂質(zhì)泥巖，老頂為粉砂巖。煤層走向長710米、傾斜長80米，平均采高2.8米，工程隊根據(jù)煤層走向布置工作面，作業(yè)時所用機(jī)械：ZY3200-1332型液壓支架、MG-200500采煤機(jī)、SGD-730320型輸送機(jī)。3.05.5米的斷層位于邊眼下運(yùn)道390米、上風(fēng)道410米處，傾角為56，走向和傾向分別為113和23，與綜采面正面相遇，并且斷層面與綜采工作面之間的

3、交角非常小，施工作業(yè)必須經(jīng)過斷層才能掘進(jìn)。2 過段層方案選擇穿過斷層的方案有：一是通過爆破掘巖法對斷層直接處理，也就是在工作面與斷層面相接處進(jìn)行調(diào)坡或順坡，工期大約需要一個半月；二是對斷層地帶進(jìn)行重開切眼，將工作面搬家，工期預(yù)計為兩個月。從安全保障、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面工程人員分別對上述兩套方案進(jìn)行了可行性論證，根據(jù)各道工序銜接的實際情況，以及當(dāng)前煤炭資源緊缺，利用當(dāng)時的技術(shù)支撐，憑借多年的頂板控制經(jīng)驗，認(rèn)為第一套技術(shù)方案可行性高，并且第一套方案能夠縮短工期，減少資源消耗，不留煤柱，提高回收率，特別是出煤量增加1.5萬噸；第二套方案較第一套方案來說，除了基本操作外，另增加了裝拆支架的工序，投入也會

4、相應(yīng)增加，并予掘80米切眼，需花費40萬元搬家，不停產(chǎn)出煤量可增加1.5萬噸，創(chuàng)收940萬元。通過對比分析，決定采用第一套方案。3 過斷層工藝3.1 過斷層的定坡。回采時首先讓工作面尾部通過斷層，且上風(fēng)道有3米落差，了解斷層特點以后，結(jié)合落差情況，在尾部和上巷巖石段順利搭接以后，即可開始挑頂施工，為了確保支架平穩(wěn)、溜子順平順直好使，將采面巖石段定坡為1012，這樣當(dāng)工作面推至斷層面時，采面巖石段長度約為10米，隨工作面推進(jìn)，巖石段逐漸下移，每進(jìn)一個循環(huán)0.6米巖石段下移10米，變坡時變坡點確保接茬平緩?；夭蛇^程中，通過放炮破巖的方式處理斷層和工作面相交后煤壁處出現(xiàn)巖石。在破巖時采高控制在2.2

5、米，確保相交處有510組架子與上下方緩慢過渡，保持溜子平順，避免出巖量過大破壞支架的穩(wěn)定性。3.2 為提高支護(hù)效果，綜采工作面采用可伸縮頂梁支架作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，過斷層時采煤機(jī)割煤后可以對頂板進(jìn)行及時支護(hù)，防止冒頂事故發(fā)生。支架上配裝調(diào)低油缸，每推進(jìn)一刀，支架順坡抬腳緩慢推移。3.3 掘進(jìn)時，為防止綜采面煤層冒落或出現(xiàn)片幫現(xiàn)象，確保掘進(jìn)斷層破碎帶的施工安全、可靠，通過對煤體采用化學(xué)聚合加固方法進(jìn)行加固，為了防止煤體片幫擴(kuò)大支架端面距通過利用液充錨桿防片幫技術(shù)進(jìn)行處理，避免空頂距內(nèi)頂板煤體冒落，確保過斷層施工安全順暢。頂板破碎和煤壁裂隙的問題通過馬利散進(jìn)行加固和密封處理，具體流程：煤壁破碎區(qū)架前打眼

6、下注射管下封孔器注漿。注漿孔眼深四、五米，設(shè)定眼距24米、仰角為2530，封孔深1.5米，注漿量以泵升壓至2MPa為基準(zhǔn)，各孔注漿量為50-150Kg。液充鐵錨桿采用互幫技術(shù)：煤電鉆在與片幫煤壁垂直的方向上鉆眼，與支架梁相距2030cm時雙排，第二排與支架梁相距80100cm；采用300030mm的空心卷鋼材制作液充錨桿。在孔內(nèi)插入液充錨桿，將錨桿末端與注液裝置進(jìn)行連接，通過注入乳化液脹開桿體，進(jìn)而擠壓加固煤體，對頂板進(jìn)行支護(hù)。3.4 通過在下運(yùn)道設(shè)置矸石窖，將工作面過斷層巖墻時產(chǎn)生的大塊矸石運(yùn)到窖內(nèi)，直接將煤體和巖石分離，以確保所獲得的煤資源的質(zhì)量符合施工要求。3.5 通過毫秒爆破法進(jìn)行巖體

7、爆破，該爆破方式一次爆破長度為三、四米，能夠縮短爆破用時，節(jié)省過斷層施工周期；為了減少清理架箱的矸石，確保支架穩(wěn)定性，通過采用擋矸簾和皮帶設(shè)置防崩支架，防止矸石進(jìn)入行人道。經(jīng)過為期45天的過斷層巖掘奮戰(zhàn)，共出煤1.5萬噸。這表明，通過上述技術(shù)方案過斷層幾乎不影響正常的生產(chǎn)秩序，因此得出結(jié)論：綜采面爆破掘巖法直接過斷層的技術(shù)方案符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為掘巖技術(shù)提供參考依據(jù)，同時為處理工作面和斷層面相交問題積累了技術(shù)經(jīng)驗。4 應(yīng)注意的問題4.1 為了降低出巖量，確保溜子的使用性能良好，支架穩(wěn)定可靠，盡量減少過斷層的時間，提高綜采作業(yè)的安全系數(shù)，過斷層的調(diào)坡和順坡處理要合理。4.2 過斷層期間，首先確保支架

8、不自動卸載，完好無損，嚴(yán)格控制頂板。機(jī)組割完煤后盡快拉架，為了避免頂板破碎冒頂在滾筒過后將伸縮梁進(jìn)行前伸。4.3 若頂幫破碎程度較為嚴(yán)重，需采取特殊措施進(jìn)行維護(hù)。先將液充錨桿打設(shè)在硬幫煤壁上防止煤壁片幫，降低頂板冒落事故發(fā)生的機(jī)率。需特別注意的是，必須及時打設(shè)液充錨桿，才可能有效避免冒頂事故發(fā)生。要根據(jù)煤壁狀況確定眼距，一般不宜超過1米。循環(huán)交叉打設(shè)幫錨桿，每打設(shè)1次幫錨夠5個循環(huán)，采煤機(jī)割完4個循環(huán)隨即打設(shè)下一排錨幫。馬利散能夠?qū)敯迤扑榧懊簬r幫裂隙進(jìn)行加固和密封處理，從而避免煤層漏冒頂或片幫。4.4 巖掘采用毫秒爆破技術(shù)，先了解巖性，根據(jù)巖性確定裝藥量，并科學(xué)地排布炮眼排間距，以確保爆破效

9、果，避免對檔矸簾遭到破壞損壞，縮短爆破時間。為減少掘巖時間，可以通過采用23臺鑿巖機(jī)同時進(jìn)行打眼作業(yè)。5 技術(shù)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益情況為確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，老公營子煤礦綜采面施工采用可伸縮頂梁支架，對注馬利散、液充錨桿防片幫技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，掘進(jìn)時防止綜采面冒頂片幫；通過合理調(diào)坡拉低挑頂，確保綜采面成功過斷層，綜采面儲量大增，避免了多次搬家?guī)淼牟槐?，在有效的成本控制的基礎(chǔ)上刷新了單產(chǎn)量記錄。從經(jīng)濟(jì)效益上看，這套掘進(jìn)方案減少了一耗資42萬元的巷道工序，節(jié)省綜采工作面一次搬家費用40萬元；節(jié)省停產(chǎn)時間一個半月，出煤量增加1.5萬噸，產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益982萬元，減少煤炭損失1.5萬噸，帶來了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益，同時為日后綜采面通過大功率采煤機(jī)直接進(jìn)行過斷