大采高工作面过断层技术实践

边俊奇，田慧强，谢明亮

(山西西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203)

·技术经验·

大采高工作面过断层技术实践

边俊奇，田慧强，谢明亮

(山西西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203)

镇城底矿地质条件较为复杂，构造多，大采高采煤工艺应用较广泛，但大采高综采工作面由于采高大，在过较大断层时问题突出，操作不当会出现支架实际工作阻力降低、支架倾倒、冒顶等情况，尤其当断层断距较大时，会加大工作面通过的难度。为保证大采高工作面顺利过断层，在准确计算过断层最小采高、坡度的前提下，制定相应的安全技术保障措施，才能实现大采高工作面安全、高效、快速通过断层。本文对该矿大采高工作面在过断层时的相关技术措施进行了阐述，可为同类矿井提供参考。

大采高;过断层技术;支护

西山煤电股份有限公司镇城底矿南六采区22606工作面，所采煤层为2.3#煤，综合机械化一次采全厚采煤法开采，顶板情况:伪顶为0～0.4 m泥岩;直接顶为1.69 m厚细砂岩，老顶为3.50 m厚中砂岩;直接顶为1.31 m粉砂岩，老顶为4.44 m粉砂岩。工作面在回采90 m后，遇到一落差为H=3.0 m的正断层，随着工作面的推进，该断层落差逐渐增大，回采400 m后落差为H=5.1 m，给安全生产带来极大不便，分割为3个工作面，需重新补巷，且每个工作面也需重新布置，为此选择硬过断层的方法回采。

1 工作面概况

22606 大采高工作面沿顶板掘进，煤层平均厚度2.68 m，煤层整体呈复式向斜构造，倾角7°，该工作面走向长2 215 m，倾斜长249 m，采用走向长壁后退式采煤法。当工作面推进至90 m时，遇FS123正断层，至400 m时，另一断层 FS124扩大至5.1 m，FS123、FS124断层位置示意图见图1。

2 工作面过断层技术要求

1)工作面过断层采取上盘挑顶，下盘拉底相结合的方法，减少破岩量。

图1 FS123、FS124断层位置示意图

2)工作面过断层破岩，根据断层落差大小和岩石软硬确定采煤机截割或爆破。爆破时采用打眼防震动炮，采机扫岩的方法进行。

3)设备允许的最小采高:该矿使用MGTY250/600－1.1D 采煤机，滚筒直径为 1.8 m，机身高度1.24 m;所用支架为ZZ4000/17/35支撑掩护式液压支架，支架高度为1.7～3.5 m，工作面过断层影响区域范围时，采高过低易造成死架，且影响采机通行，所以增加500 mm安全高度，最小采高确定为2.2 m，所以，将最小采高控制在2.2 m。

4)工作面过断层时，溜子的拉运方向坡度控制在10°以下，使溜子平缓过渡，坡度过大采机运行困难，同时工作面凸起处溜子底板不易拉下去，造成坡度越来越陡而运行困难。

5)工作面过断层，受断层影响区域内的仰、俯情况，视未受断层影响其它段的顶板变化而定，前后要协调一致，否则，会造成过量拉底或挑顶，增加破岩工作量。

6)工作面过断层区域内支架要充分接顶，并达到初撑力。否则，会造成顶板下沉而冒顶。

7)当断层带顶板破碎易发生冒顶事故时，割煤放炮前，在煤壁挂铁丝网、架设梯子梁、打锚杆锚索，进行联合支护。

8)工作面发生冒顶事故时，采用“井”字型小木垛进行构顶支护，严禁空顶作业。

9)工作面断层处打眼放炮前要提前拉支架，使主梁梁头紧靠煤壁。

10)工作面断层处的炮眼布置为:打眼时根据岩厚确定炮眼布置方式，破岩厚度小于0.8 m时为单排炮眼，破岩厚度在1.5 m以上时，为双排炮眼。上盘顶眼距顶0.2 m，下盘底眼距底0.2 m，炮眼间水平距0.8 m，垂距0.8 m，炮眼口均向机头或机尾摆10°。

11)工作面打眼使用FT－170型钻机，1.5 m长的六菱形空心钻杆，炮眼垂深0.8 m，打一茬眼，割一刀煤，严禁打满杆，以防控顶面积大而造成冒顶。

12)工作面炮眼装药量为每眼1卷，正向装药结构，放炮时间尽量减少采空区抛渣，影响拉架和损坏支架。

13)工作面放炮时，炮眼口均朝机头(尾)时，放炮顺序应从机尾(头)向机头(尾)逐段进行。

14)放炮时，每3 m为一段，放炮后及时伸出防片帮板，控制好顶板，防片帮板伸出后端间距≥340 mm时，要及时带压擦顶移架。

15)放炮后顶板不平时，采机割煤时应将顶板扫平，不能造成低头架。

16)放炮前要对支架采取防护措施，同时应停止乳化液泵供液，待放炮后，检查支架阀组手把是否被炮崩出的岩石打到升降位置，若有，及时回0后，方可通知供液支护，避免在放炮后造成支架自动降架而漏顶。

3 断层带顶板破碎时的加强支护

其施工工艺:

1)铺网。

a)铺网时，先将支架防片帮板收回，将其长边沿工作面倾向展开，并与循环网搭接100 mm，隔一孔联一扣，网的短边搭接100 mm、孔孔相联、联网丝为300 mm长的14#铁丝，联网时网丝双股拧结，每扣3匝，网的规格为0.7×10 m2的12#菱形金属网。

b)铺第一道网时，先将支架防片帮板收回，将网的长边沿工作面倾向展开，吊挂在前梁梁头，并拉回吊起。网铺好后，两人分别架住板梁的两端，架在金属网下，一人操作支架，将支架防片帮板打出，挑住板梁，然后人员迅速撤离煤帮进入支架内，将板梁下支架防片帮板全部打出，如此逐架进行，将网压住。板梁使用d20 cm×3.0 m圆木从中一分为二，制成厚度不小于110 mm，板梁与铁丝网间用8#铁丝双股捆绑每根木梁捆两道铁丝。铺网、上板梁作业时，必须逐架逐段进行。

2)上梯子梁、打锚杆锚索。

a)在网下先沿工作面倾向布置梯子梁，相邻两架梯子梁必须对接，使锚孔重合，并由锚杆托盘压死。

b)锚杆的布置及安装。

(1)打锚杆眼前，先按设计要求进行定位、标记、同时在锚杆上也做一标记，以保证打眼深度，锚杆倾向煤帮 45°，间距1.0 m。

(2)采用MQT－120型锚杆钻机，长1.5 m的六角中空钻杆，使用d27 mmY型钻头打眼，眼深1.5 m。施工时，必须保证锚杆孔径和药卷直径相匹配、匹配系数4～6 mm、药卷直径23 mm。

(3)锚杆眼打好后，取下钻杆，将 MSCK2355、MSZ2355型各一卷药放进锚杆眼内(MSCK2355型在眼底)，然后用预先上好连接头的锚杆体将锚固剂送到眼底。外露0.3 m时开始搅拌，边搅拌边推进，搅拌时间为30 s，保持推力1 min，然后取下搅拌机具，3 min后将锚杆尾部螺母拧紧，使预紧螺母扭矩达到200 N·m，达不到时重新补打，锚杆锚固力为90 kN。

(4)安装锚杆时，要首先检查锚杆眼的方向、位置、深度、角度是否符合要求。如发现不符合要求，不得在该眼中安装锚杆，应重新补打。拧紧螺母杆尾螺纹部分外露长度不得小于20 mm，不得大于30 mm。

c)安装锚索具体工艺。

(1)利用MQT－120型钻机配合d19 mm可接六角中空钻杆和d27 mmY型钻头钻孔，孔深6.3 m，锚索倾向煤帮60°，间距1.5 m。

(2)安装时，将MSCK2355、MSZ2355型药卷各两卷依次放入孔内，用锚索将药卷推至孔底，上好锚索安装器，将锚索与钻机连接。

(3)开始时，钻机低速度运转，均匀用力将锚索往里推，当锚索外露1.0 m时，快速钻动钻机，最终外露0.2～0.3 m，保持钻机平稳搅拌45 s后停止，在保持钻机推力1 min，方可撤钻机。

(4)安装锚索2 h后，上好锚索托盘和锁具，并用张拉千斤顶进行张拉承载，保证张拉压力达到30 MPa。

4 劳动组织及效益

1)按规程要求正规施工，每割一刀煤需要打眼60个，3台风钻同时作业，每台钻需打眼20个，每打一个眼连装炮需要5 min，打眼装炮共需100 min，放炮时每3 m放一炮，一刀煤放炮10次，需80 min。打眼放炮总计180 min，开机割一刀煤3 h，完成一刀生产任务需6 h。

2)按两班半出煤，半班检修组织生产，生产班互创条件，每天两个生产班割3.5刀煤，检修班派足人员边检修边打眼，割一刀煤，圆班完成4.5刀煤，约2 468 t，全月按生产 25 d的计算，共生产原煤61 711 t。

3)生产班要求所有人员全部参与打眼、放炮工作，割煤时才各有分工。

4)按照劳动组织岗位人员配置，每个圆班出勤63人，每日生产原煤2 468 t，完成工效约:39 t/工。

5 问题及建议

1)过断层期间，要保证支架完好，不出现自动卸载现象，否则无法控制顶板。采煤机割过煤后，要及时拉架，滚筒过后防片帮板马上伸出。

2)工作面刮板输送机坡度要缓，不使刮板输送机出现急弯，保证刮板输送机正常使用。

3)对断层带顶板破碎段的铺网、架设梯子梁、打锚杆锚索联合支护非常必要，能有效地控制顶板和煤壁片帮，从而预防煤壁片帮以及因煤壁片帮而引发的冒顶事故，保证生产的正常进行。铺网、架设梯子梁、打锚杆锚索联合支护要及时，不能在片帮、冒顶后进行。

Practice on Passing through Fault Technology of Large Mining Height Working Face

Bian Jun － qi，Tian Hui－ qiang，Xie Ming － liang

The geological conditions of Zhenchengdi coal mine is more complex，the structure is more，large mining height process is adopted widely，but the fully mechanized working face because of large mining height，when passed through the fault the problems is prominent，improper operation will appear the actual resistance of support reduced，the support toppled over，roof fell and many other circumstances，especially when the fault displacement is larger will increase the difficulty of the face passing through.In order to ensure that the large mining height face pass through the fault successfully，under the premise which accurately calculate the minimum mining height of passing through the fault and slope，formulated corresponding security technology safeguard measures，can realize safely，efficiently and fastly passing through the fault.In this paper，when the large mining height face passed through the fault the related technical measures are expounded，can provide a reference for the similar mines.

Large mining height;Passing through fault technology;Support

TD353

A

1672－0652(2012)08－0026－03

2012－07－10

边俊奇(1970—)，男，山西忻州人，1990年毕业于大同大学，工程师，主要从事煤矿生产及安全管理工作(E －mail)553720633@qq.com