大傾角走向長(zhǎng)壁工作面通過(guò)大落差

1、GAOJIAOLUNTAN 高 教 論 壇大傾角走向長(zhǎng)壁工作面通過(guò)大落差走向斷層的研究與實(shí)踐孫志文 徐洪雙 王振軍摘 要：本文針對(duì)大雁煤業(yè)集團(tuán)公司第一煤礦西六采區(qū)西翼二段27# 煤層的特殊地質(zhì)條件，對(duì)大傾角綜放工作面遇到大落差走向斷層時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了有針對(duì)性的探討，取得了很多成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似條件下采煤工作面的生產(chǎn)提供了參考。關(guān)鍵詞：大傾角；大落差斷層；技術(shù)措施 - 109 -引言大雁一礦西六采區(qū)西翼二段27層回采工作面位于礦井的360水平西六采區(qū)西翼。由于受地殼應(yīng)力作用，該段煤層中出現(xiàn)三處走向斷層，給正常的回采工作造成了極大影響。2006年2月15日，該礦采煤隊(duì)在該工作面開(kāi)始了大傾角、大斷層

2、下的回采實(shí)踐。經(jīng)過(guò)精心組織、科學(xué)管理，探討出了很多有效的技術(shù)措施，3月 16日順利通過(guò)了三條斷層，5月22日回采結(jié)束，取得了最高日產(chǎn)6900噸且安全無(wú)事故的顯著成績(jī)。1地質(zhì)概況及回采工藝11 煤層地質(zhì)概況 作者簡(jiǎn)介：孫志文（1965-），1988年畢業(yè)于阜新礦院采礦系，現(xiàn)就職于內(nèi)蒙古呼貝爾學(xué)院，副教授，采礦教研室主任。主要從事軟巖支護(hù)、礦井通風(fēng)方面的教學(xué)與研究工作。在專業(yè)核心期刊發(fā)表論文十余篇。111 煤層結(jié)構(gòu)西六西翼二段27煤層為褐煤厚煤層，煤層圍巖屬于扎賚諾爾群大磨拐河組中部含煤段。煤層結(jié)構(gòu)為：煤層總厚為7.43m，其中含35層夾矸，中部夾矸厚1.08m。煤層上部為0.50m厚的灰色泥巖，

3、下部為0.58m厚的黑灰色碳質(zhì)泥巖，全區(qū)發(fā)育。煤層賦存較穩(wěn)定，在走向上東部比西部厚，在傾向上深部較淺部略厚。112 .工作面概況 該工作面平均走向長(zhǎng)度297.5m，平均傾斜長(zhǎng)度185.4m。煤層平均傾角34°，容重1.26 t/m3，可采儲(chǔ)量27萬(wàn)噸。12 回采工藝及設(shè)備該工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，落煤方式為綜合機(jī)械化放頂煤。最大控頂距4.45m，最小控頂距3.85m，采空區(qū)頂板管理方法為全部垮落法。采煤機(jī)雙向割煤，端部斜切進(jìn)刀，循環(huán)進(jìn)度1.2m，日循環(huán)個(gè)數(shù)3個(gè)。工作面設(shè)計(jì)采高2.8m，放煤高度3.05m(除去夾矸1.08m)，采放比為1：1.02。工作面采用MG250/675

4、-QWD型雙滾筒采煤機(jī)與2臺(tái)SGZ-764/2×200型刮板輸送機(jī)和1臺(tái)SZZ-764/200型轉(zhuǎn)載機(jī)配合使用，安裝127部ZFS4000-1.5/3.2La型尾梁插板低位式綜放支架支護(hù)頂板。2、工作面斷層及其對(duì)回采的影響21 工作面斷層在回采初期，該工作面遇到了三條近似走向的斷層（掘進(jìn)開(kāi)切眼時(shí)才揭露）。位于810支架間的F0515斷層落差達(dá)1.8m；6570支架間的F0516斷層較小，落差為0.5m；7386支架間的F0517斷層最大，落差達(dá)8米。具體分布情況見(jiàn) 附圖（一）西六西翼二段27#工作面斷層位置平面示意圖22 斷層對(duì)回采的影響三條斷層將工作面分成四段，以致工作面回采時(shí)吃土

5、長(zhǎng)度達(dá)28m?；诖?，造成掘進(jìn)開(kāi)切眼時(shí)形成了大坡度工作面，最大傾角達(dá)42。更為嚴(yán)重的是，在最大落差的斷層處掘進(jìn)開(kāi)切眼時(shí)就出現(xiàn)了嚴(yán)重的片幫、掉頂現(xiàn)象，掉頂最高達(dá)3m，致使綜采支架頂梁接頂不實(shí)而出現(xiàn)傾倒現(xiàn)象。同時(shí)，斷層造成的工作面起伏，導(dǎo)致60125支架間的底板不平，安裝的支架與通過(guò)拉底后才能安裝上的刮板輸送機(jī)之間的落差在0.5m左右，使支架與刮板輸送機(jī)的連接裝置有三分之一安裝不上。又因受深部開(kāi)采影響，頂板壓力大，下順槽切頂嚴(yán)重，初采面臨頂板漏冒的威脅?；谠摴ぷ髅嬉陨弦幌盗胁焕蛩?，使初采工作異常艱難。3、過(guò)斷層技術(shù)保障措施 31 改變機(jī)組電纜牽引方式，防止機(jī)組電纜下滑由于受工作面大傾角的影響，

6、采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)機(jī)組電纜下滑，不但影響開(kāi)機(jī)率，也不利安全生產(chǎn)。為了防止這一問(wèn)題，采取了用鋼絲繩牽引的辦法，即：對(duì)機(jī)組附近10米電纜使用電纜夾，電纜槽里其余靠近機(jī)組的80米電纜與鋼絲繩捆綁在一起，取消電纜夾，避免了機(jī)組電纜下滑現(xiàn)象。32 調(diào)整落煤工藝及其相關(guān)參數(shù)，防止工作面冒頂與片幫在該工作面三處斷層中，以F0517斷層（見(jiàn)附圖一）對(duì)生產(chǎn)影響最大。此斷層最初處于74支架處，只有一個(gè)斷層線。在回采向前推進(jìn)過(guò)程中層位不斷變化，至3月10日已下移至72支架處，并形成一個(gè)楔子狀，落差減少到5.95米。3月27日，工作面推進(jìn)84米時(shí)，斷層已處于5357支架處。由于地質(zhì)變動(dòng)影響，使鄰近斷層兩側(cè)地層發(fā)生塑性的拖拽

7、、拉伸而形成了弧形彎曲，呈現(xiàn)出地塹構(gòu)造，落差也減小到3.4米。由于斷層落差較大，且在7386支架處為全巖地段，工作面吃土長(zhǎng)度達(dá)28米，使割煤時(shí)吃土地段出現(xiàn)嚴(yán)重的片幫、掉頂現(xiàn)象。基于此，及時(shí)調(diào)整落煤工藝及其相關(guān)參數(shù)是保證工作面安全通過(guò)斷層的關(guān)鍵。在斷層條件極差時(shí)，采用放炮落煤，人工攉煤的回采工藝。循環(huán)進(jìn)度控制在1.2m，最大控頂距保持2.4m，最小控頂距為1.2m；頂板支護(hù)使用2.4m圓木配合單體錯(cuò)梁齊柱支護(hù)，圓木間距為0.75m；臨時(shí)支護(hù)使用半圓木配合單體打帶帽點(diǎn)柱，間距為1.5m；在最大控頂距時(shí)，采取“一梁三柱”加大支護(hù)強(qiáng)度，每天挑頂10cm，逐漸與其他地點(diǎn)順平。在斷層條件比較好時(shí)，采用機(jī)組

8、割煤。割煤時(shí)，采高嚴(yán)格控制在2.8m，并減慢牽引速度，減少噴霧灑水量，發(fā)現(xiàn)有掉頂及片幫跡象時(shí)立即停機(jī)處理，防止事故的發(fā)生。 33 安裝支架防倒滑裝置，發(fā)揮支架初撐力作用該工作面支架傾倒原因主要有四點(diǎn)：一是煤層傾角大，局部達(dá)到42度；二是頂板壓力大，頂板破碎，支架尾梁上部頂板部分垮落；三是部分支架不接頂；四是由于受到水平分力作用，斷層處支架失去了原有承載能力，出現(xiàn)下滑和戧底現(xiàn)象。根據(jù)這些實(shí)際問(wèn)題，工作面及時(shí)安裝一套支架防倒防滑裝置十分必要。 該裝置把液壓千斤頂和錨鏈安裝在支架底座與支架防倒中心柱上配套使用。調(diào)整下滑支架時(shí)，采取由上至下調(diào)整的順序進(jìn)行。傾倒支架調(diào)整后，必須確保接實(shí)頂板，使其達(dá)到初撐

9、力要求，防止再次傾倒。34 采取必要措施，預(yù)防“飛煤”傷人該工作面回采過(guò)程中，由于6592支架地段傾角達(dá)到42，致使該地段出現(xiàn)片幫、爆幫煤、拉移支架時(shí)架間掉貨、機(jī)組割煤時(shí)甩煤等現(xiàn)象，這些碎煤（巖）極易順工作向下飛射，給作業(yè)人員安全構(gòu)成極大威脅。為此，除了割煤時(shí)選擇合理的牽引速度以減少飛煤量外，將以往工作面的平行作業(yè)改為交叉作業(yè)是個(gè)好辦法。即：采煤機(jī)割煤時(shí)，將割煤、移架、移溜、清浮煤平行作業(yè)改為割煤、移架、移溜平行作業(yè)與清浮煤交叉作業(yè)。采煤機(jī)割煤時(shí)，清浮煤人員躲在支架內(nèi)安全地點(diǎn)，待采煤機(jī)與需清浮煤支架之間距離達(dá)到30米時(shí)，將采煤機(jī)、前輸送機(jī)停機(jī)閉鎖，然后開(kāi)始清浮煤。同時(shí)，在工作面增設(shè)擋煤木、擋矸繩，特別危險(xiǎn)地段設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，設(shè)專人監(jiān)護(hù)飛煤和大塊煤下滑情況，也是防止“飛煤”傷人的有效措施。35 減緩坡度，避免支架戧底回采初期，由于工作面斷層處穿巖段沿傾斜長(zhǎng)達(dá)28m，頂、底板為全巖，使支架處于戧底狀態(tài)。工作面正常層位為3標(biāo)志層下割700mm，底板留出300mm的底煤。但由于受斷層影響，工作面接近回風(fēng)順槽（上順槽）時(shí)，3標(biāo)志層位于底板下方。而要保證層位正常，防止支架“戧底”，減緩坡度，采用了留底挑頂措施。即：從110支架向后頭拉底，使層位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)層位要求。同時(shí)，這種措施還將工作面與斷層交叉處的矸石量降低到最低。36 增打錨索，控制下順槽