某矿综放工作面过断层技术研究

史之印

兖矿集团东滩煤矿综采工区

某矿综放工作面过断层技术研究

史之印

兖矿集团东滩煤矿综采工区

复杂的地质条件严重制约着煤矿综放工作面实现高产高效，通过优化层位控制和支架操作，使工作面过断层期间顶板始终处于受控状态。该矿地质构造复杂，现场条件恶劣，每个工作面都要揭露几十条以上的断层，最大落差超过十几米，顶板控制难度极大，对安全生产形成严重制约。

综放工作面； 过断层技术研究

引言

通过对深部大倾角轻放开采关键技术的综合研究，确保回采巷道和工作面支架与围岩体系的有效控制，防止冲击矿压、瓦斯、自然发火等对工作面的影响，确保该条件下工作面的安全生产和高产高效。为矿区和我国类似条件下煤层的开采提供借鉴。

1 技术方案

1.1 现场实测调研及基础资料分析。

1.2 数值计算、物理模拟、理论分析。

1.3 制定技术方案并现场实施。

1.4 现场实测、控制、分析、总结不断修改技术方案。

1.5 通过现场试验研究开发出深部大倾角综放开采技术。具体技术内容如下:

2 深部综放条件下巷道和工作面矿压显现规律

通过现场钻孔应力计和电磁辐射仪实测，获得综放条件下巷道制成压力的分布规律:工作面顶煤越软，煤体内的塑性区范围越大，支承压力影响范围也就越大。

3 深部大倾角综放工作面高产高效开采关键技术

针对矿井煤层倾角大的特点，采用伪斜技术控制溜子、支架上窜下滑，省去了使用防倒防滑千斤顶，具有操作简单，节省时间，技术简单，控制溜子、支架上窜下滑可靠等特点。

综采放顶煤工作面回采率的高低是降低采煤成本，取得安全技术经济效益的关键。通过强化现场管理，制定回收率考核办法，加强放顶煤工艺现场管理，减少工作面上下端头放煤损失，减少工作面过断层放煤损失，减少工作面初采煤炭损失，放煤要控制矸石不要窜入架后阻挡煤炭放出等措施有效地提高了综放工作面的煤炭回采率，降低了煤炭开采成本，减少了掘进巷道，取得了很好的经济效益。

4 工作面冲击矿压预测预报技术

对于工作面的冲击矿压危险，需要采用早期冲击矿压危险程度评定、及时预测预报和综合治理及解危等相结合的方法进行。

5 冲击矿压、瓦斯、自然发火综合防治

工作面存在着冲击矿压、瓦斯、自然发火等多种灾害事故危险，因此需要研究和探讨大采深水旱交接、多巷道、多煤柱条件下，发生冲击矿压、瓦斯涌出以及煤自燃等三种灾害发生的机理及监测预报治理措施。

通过对冲击矿压，瓦斯事故以及煤层自燃等三种灾害影响因素的分析，建立了工作面自然灾害危险性评价的模型，并对工作面的自然灾害进行了评价。工作面属于自然灾害较危险的工作面。而对冲击矿压、瓦斯和煤层自燃三种自然灾害防治最有效的方法是向采空区注浆和护巷煤柱煤体注水相结合的措施。

6 创新点

6.1 采用伪斜技术控制溜子、支架上窜下滑，省去了使用防倒防滑千斤顶，具有操作简单，节省时间，技术简单，控制溜子、支架上窜下滑可靠等特点。

6.2 深部大倾角轻放工作面巷道支护技术实现了工作面两道、切眼锚网支护，降低了工人劳动强度，降低了巷道材料费用，适用深部矿压大的采煤工作面巷道支护，加快了掘进速度。

6.3 深部工作面防治煤炭自燃技术向采空区注浆或压注阻化剂、加强工作面上隅角防火检查、工作面两道每隔10米设一道高分子材料墙。该技术操作简单，技术可靠，投资少，避免了采空区煤炭自燃，实现了安全生产。

6.4 深部大倾角开采瓦斯防治技术包括工作面上隅角安装压入式风机、抽出式风机和安装压风管，在压风管上钻上小孔排出压风释放瓦斯；工作面机巷老塘侧刮风帐。该技术操作简单，技术可靠，投资少，避免了瓦斯积聚，实现了安全生产。

6.5 矿井深部采用大倾角工作面冲击地压防治技术采用磁辐射仪和钻屑法对工作面冲击地压预测预报，防治冲击地压技术，有效避免了深部综放面发生冲击地压，实现了安全生产，实现了高产高效，实现了工作面稳产高产。

7 应用情况

该项目已在矿井深部煤层综放工作面应用深部大倾角综放开采关键技术并在其矿推广应用。

该矿地质条件复杂，断层多，煤层倾，多种自然灾害并存（包括冲击地压、瓦斯、自燃发火、火区等），开采难度大，采用该技术项目后，近四年共采出煤炭400多万，比高档放顶煤每月多采出2万多吨煤，每月创造经济效益400多万元。提高了煤炭产量，节约了大量的材料费用，提高了煤炭回收率，少掘进巷道，减轻工人劳动强度，降低吨煤成本。

7.1 采用大倾角综采复杂技术后，材料道减小了变形量，避免了因修复材料道造成的材料、工资浪费；工作面上下两道不用回棚，减少了钢材丢失率；

7.2 采用大倾角综采复杂技术后，工作面上下两道不用回棚，每班少用3人；

7.3 采用大倾角综采复杂技术后，避免了轻放综采工作面冲击地压、瓦斯、煤层自燃等事故的发生，有明显的安全经济效益；

7.4 减轻了巷修工作量。采用大倾角复杂综采技术后，巷道支护技术先进，减少了巷道变形量，改善了工作面的环境，从而减少了对工作面的维护工作，减少了大量的维护人力、材料的投入，每年可节省材料、维护费用20多万元；

7.5 采用窄煤柱，减少了煤炭丢失，一般情况下，小煤柱或沿空掘巷可使巷道掘进率降低5%～10%，可降低吨煤成本12～40元。

该项目既可在上海大屯能源股份有限公司直接应用，也可在国内类似赋存条件下的综放工作面开采提供技术指导，丰富综放开采技术理论。

该项技术成果通过鉴定后，必将有更广泛的市场和远大的推广前景。该技术向国内同类型煤矿推广后，将解决煤矿深部煤层开采技术难题，解决断层多、巷道地压显现大、有冲击地压、瓦斯危害等自然灾害矿并存的开采技术，经济效益显著，社会效益明显。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.029