薄煤层工作面过断层实践研究

2015-04-16冯博

江西煤炭科技 2015年4期

冯博

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.沁和能源集团有限公司候村煤矿，山西沁水048205）

我国薄煤层储量丰富，约占煤炭总储量的18%，但是薄煤层一般赋存条件复杂、分布广泛、开采效率低，因此薄煤层开采产量只占煤炭总产量的7%左右〔1－3〕。断层的存在是影响薄煤层开采的重要地质原因，薄煤层作业空间一般较狭小，在过断层时作业难度大〔4〕。若不同种类断层在同一个工作面存在，更会大大影响到工作面的正常回采，加之受到采动影响作用，会进一步加大过断层难度，若不采取合理过断层方法和措施，必然会影响到工作面的正常回采〔5－6〕。因此，有必要对薄煤层过断层进行研究。现以1201薄煤层工作面过断层为例，介绍薄煤层工作面过不同种类断层需要采取的方法和辅助措施。

1 工作面概况

1201工作面位于侯村矿东翼采区首采工作面，主采煤层为12＃煤层，东部为正在掘进的1203工作面，西部、北部均为实体煤。工作面设计开采走向长度1200m，倾向长度180m，倾角2°～5°，平均倾角为3°，煤层厚度0.8～1.6m，平均为1.2m，煤层赋存较稳定，属于稳定可采薄煤层工作面。1201工作面直接顶为均厚1.3m的十一灰岩，基本顶为均厚1.2m块状易碎深灰色粉砂岩，直接底为均厚1.23 m遇水易膨胀的浅灰色的铝质泥岩，基本底为均厚2.3m灰色粗粒砂岩。根据开采要求，1201工作面为对拉薄煤层工作面，上、下面同时生产，工作面布置上轨道运输平巷、中间皮带运输平巷和下轨道运输平巷共计三条巷道。工作面采用炮采，“液压支架—单体柱—π型梁”联合支护，上、下面溜子机头和机尾采用“四组八架”π型钢梁支护，工作面推进至550～625m范围时，先后揭露12条落差0.5～1.7m的正断层，在该断层带附近还存在许多小型衍生断层，顶板破碎程度较高。在回采过程中，工作面出现多次小型冒顶，严重影响了工作面的安全和推进速度。

2 薄煤层过断层方法和辅助措施

2.1 过断层方法

（1）断层落差小于采高。结合矿井其它工作面过断层经验，对于落差小于工作面采高的断层决定采用强推硬过方式。遇断层前将运输机调整方向，过断层期间加强支护。

（2）断层落差大于采高。断层落差越大对工作面开采越不利。根据本矿井开采经验，对于断层落差大于采高的断层，可以通过以下几个方法来通过：① 在煤田地质普查时发现的断层，可将工作面沿断层边界线布置，使工作面避开断层带；② 工作面在回采过程中遇到落差较大的倾向断层，可以采用跳采进行回采。具体是在断层带附近开掘一条中间巷道，作为机巷或者风巷，通过该区域后重新布置切眼进行回采。这种方法虽然能够有效避免断层的影响，但是工期长，会损失大量煤炭资源，在经济效益上很差，一般不会选择；③ 当工作面倾向方向存在多个断层时，可在断层中间掘出一条全煤巷道，铺设刮板输送机后，向煤巷两边放炮掏硐开采；④ 当走向断层位于工作面中部时，可将原工作面在断层处分为两个小型工作面进行开采；⑤ 当断层位于机巷或者风巷附近时，可以在断层处重新掘进一条机巷或者风巷，然后在断层的端点处将掘进的新机巷／风巷与原来的机巷／风巷贯通，这样可以撇开断层部分进行回采；⑥ 当断层斜交通过整个工作面时，可相应调整工作面倾向，使工作面与断层平行，然后在断层另一盘开新切眼，进行跳采开采；当断层斜交一部分工作面时，在斜交段断层另一盘开新切眼，其余部分继续按照常规进行推进，推进至新切眼时进行正常开采，这种方法省工省时，有利于提高工作面推进速度。

2.2 薄煤层过断层辅助措施

（1）过倾向断层：在工作面回采过倾向正断层时，若断层倾向沿走向，一般沿着下盘向上盘推进，此时断层两侧顶板岩层已经断裂分离，如果强推硬过容易造成工作面大面积悬顶和采空区垮落带不均匀，断层面顶板岩层重量得不到工作面煤体支撑，将重量全部压在采场支架上，这样极易造成工作面大面积顶板冒漏现象发生；若断层倾向与走向相反，工作面沿断层上盘向下盘推进，断层带顶板岩层重量部分由断层下盘承受，支架所受载荷相对减小，这样有利于降低工作面顶板冒漏现象发生，但减小工作面来压对断层带来的影响，应做到提前调整工作面，使工作面倾向与断层走向形成一定的角度，这样可以人为缩短工作面每个循环过断层的长度，避免一次性过断层。

（2）过走向断层：薄煤层过走向断层时，可将工作面分为上、下两端，并采取拉底挑顶等措施躲开断层进行开采，同时要加强断层带支护，防止工作面顶板冒漏现象发生。