燕子山矿石炭系复杂构造煤层条件下综采工作面过地质构造探讨

摘要：文章介绍了在某矿石炭系复杂地质条件下综采工作面过地质构造的特殊方法，保证了工作面单产的前提下既提前为工作面调整做出了指导，又保证了安全高效，对全矿类似工作面的过地质构造、工作面调整及坡度控制等问题提供了参考，显著提高了工作面效率，对实现矿井的安全生产和高产高效具有重大意义。

关键词：矿石炭系复杂地质条件；综采工作面；过地质构造；不稳定煤层；工作面调整 文献标识码：A

中图分类号：TD163 文章编号：1009-2374（2015）09-0161-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0837

某矿位于大同煤田西北边缘，地跨大同矿区、左云县，东距大同市区27km，西距左云县15km。由于侏罗系资源枯竭，某矿2010年6月份进入石炭系和侏罗系两系煤层接替阶段。该矿石炭系煤层处于大同煤田边缘地带，属于不稳定煤层，地质构造复杂程度为复杂构造，在特殊的地质状况下，煤层受褶皱、断层群、陷落柱及冲刷构造影响严重，掘进及开采过程经常遇到构造，大量割岩的情况时常出现，给生产和安全带来隐患，针对以上问题，总结出了一套过构造的特殊方法。

1 工作面概况

某矿石炭系5#层302盘区8201工作面，位于石炭系5#层302盘区，东部为石炭系5#层2m煤层等厚线，南部为8203回采工作面，西部为302轨道巷，北部为8200设计工作面。工作面距上覆侏罗系14-3#层已采煤层间距为130～160m，深埋321～440/380m，倾向长度120m，可采走向长度1490m，可采储量100万吨，从2013年10月18日开采到2014年4月29日停采。

1.1 地质条件

该工作面煤层赋存结构复杂，厚度不稳定，煤顶节理发育，煤厚为1.88～6.27/4.08m，有2～8层0.10～0.97m的夹石。上部普遍存在0.8～1.5m煤岩互层，极易垮落。煤层整体赋存形式为背、向斜组成的褶曲构造，煤层转折处局部坡度达13°～18°。煤层大致走向东西，倾向南，煤层倾角1°～10°，平均6°。头、尾巷道起伏不平，平均坡度在5°～7°，呈连续向背斜交替变化状态，局部节点坡度14°～18°，头、尾巷实测煤层底板标高高差最大26.42m。

2201巷在掘进过程中揭露8条落差为0.5～3.0m断层，其中采位876～926m处受冲刷影响工作面侧揭露50m岩巷，880～910m处为30m全岩段。

5201巷掘进过程中揭露8条落差为0.3～4.0m断层，其中采位1022～1040m受H=4m正断层影响工作面侧揭露长18m、高2.70m的岩巷，均对回采影响较大。

1.2 工作面配套设备

该工作面设备选用MG400/930-WD型双滚筒采煤机、ZF10000/23/35型四柱掩护式支架、SGZ-800/2×400型刮板输送机两部、SZZ-1000/525型转载机、PCM400锤式破碎机、BRW-400/31.5型乳化液泵2台以及SSJ-1200/2×200型可伸缩带式输送机。

2 构造赋存情况

掘进期间在876m处见陷落柱边缘，由于煤层受牵引坡度大，在16°以上，掘进机适应坡度针对头巷采位876～926m处的冲刷，此处头巷最低点标高+949m，尾巷标高+955m，平均坡度2.8°，工作面倾向属于水平，通过打探孔的方法，来判断此处工作面煤层的赋存情况。

2.1 探孔方法

由地质队利用探孔法确定冲刷倾入工作面的范围，共施工4个钻孔，1#孔开孔在头巷890m处巷道底板，-45°开孔，1.2m见煤，可以确定煤层顶板距巷道底板0.8m，2#孔在895m距底板0.4m以-2°探测，岩石侵入工作面16m，3#孔在890m距底板0.4m以-3.5°探测，岩石侵入工作面14m，4#孔在890m距底板0.4m以+3°探测，岩石侵入工作面25m。

通过分析，2#孔煤层顶板比巷道底板低0.2m，3#孔煤层顶板比巷道底板低0.45m，冲刷倾入工作面25m，如果按照工作面平均坡度开采，至少需要割17个支架的岩石，为了保证快速推过，需施工措施巷。

2.2 措施巷施工位置

在保证设备的适应能力又少割岩石的前提下，通过计算及现场确定，在采位880m和910m为半煤岩，冲刷牵引煤层坡度15°，在此范围内，施工措施巷，断面为3×3.5（高×宽）m，具体为A-B段施工长度9.5m，巷道坡度以-5°掘进，留6m煤柱后拐B-C段，地质队给定腰线，必须保证B-C段巷道底板比2201巷底板低0.5m，向前掘进26.5m后，拐C-D段，和头巷贯通后施工EF段，A-B段以910m为右帮进行施工，C-D段以880m为右帮进行施工，E-F段以890m为巷右帮进行施工，施工顺序为A-B-C-D-E-F。

EF段为最低点，起底0.5m，开采时作为零时水仓，安装37kW排沙泵，保证巷道及工作面积水能够及时排出，防止水煤泥积聚影响巷道高度，保证转载机和1#支架的顺利前移。

另外在措施巷内按5m间隔，左右帮错开打3×3×3m的横硐，最大限度地掏出岩石。

3 开采组织方法及安全技术要求

3.1 开采组织方法

措施巷施工完毕后，提前对EF段施工爆破孔，以后在机组距措施巷30m以上，可在措施巷内向巷两帮施工震动眼，实施浅孔预爆破。打孔位置为距离顶底板1m进行三花眼布置，排间距为1×0.5m，利用两台风动YT-29凿岩机，打孔孔径为42mm，炮眼深度为2.0m，装药量不超过500g，封泥长度不得低于500mm，放炮次数为10眼一茬炮。

结合局部补眼爆破，在岩石震动效果不好的位置以及有较大岩块需要打眼放小炮破碎，眼深1.5m，药量400克。

利用措施巷过构造，采煤工艺不受影响，从而保证了每天的推进度，产量有保证。

从推采过程看，原来常规开采要割17架全岩，通过措施巷调整，除去措施巷宽度，只割6个架全岩，7个架半煤岩，减少了割岩量，保证了生产进度。

3.2 安全技术要求

严格执行三人联锁放炮制度，放炮必须停工作面，保证人员安全。

加大机电检修力度，保证设备正常运转，特别是保证支架的阻力要达标，在措施巷附近要超前拉架。

加强对设备的保护，在17架范围内对支架立柱进行包裹，同时在前探梁下再吊一块皮带，防止爆破岩石飞溅提高装岩效果。

调整冲刷处工作面采高，保证机组最小通过高度及安全间隙为限，需要保证2.6m。

4 结语

（1）以前过类似构造都是采取强推硬过的办法，推采进度慢，不但影响产量，岩石对机组及刮板输送机有很大的磨损；（2）原来过构造需要检修班打眼，夜班割2刀，后半班及早班前半班打眼割2刀，只能每天推进4刀3.2m，过50m岩巷至少需要15天，而且在工作面放震动炮极易造成设备打坏；（3）此次利用掏巷发过构造可以提前对岩石预爆破，不受时间影响，每天推进度和平时一样，可以推8～10刀，仅用7天就过完了全岩段；（4）在生产形势严峻的情况下，按施工措施巷的方法，比采取常规的在工作面放震动炮的方法，提前8天过完，为生产创造了有利的保障；综采少割岩石约1300吨，大大降低了对设备的磨损。为将来过类似地质构造提供了一次有益的参照，积累了一定的经验和

办法。

参考文献

[1] 裴晖.综采工作面过地质构造的实践与思考[J].科技视界，2013，（22）.

[2] 吴自立，陈长寿.采掘作业过地质构造带的突出预测及防治方法[J].矿业安全与环保，2013，（3）.

作者简介：方志刚（1980-），男，山西阳高人，山西省大同煤矿集团四老沟矿副总工程师，工程师，研究方向：采矿技术发展。

（责任编辑：蒋建华）endprint