综采技术通过地质异常区开采实践

2015-07-03笪飞开滦东欢坨矿业分公司河北唐山064002

中国科技纵横 2015年12期

笪飞（开滦东欢坨矿业分公司，河北唐山 064002）

综采技术通过地质异常区开采实践

笪飞
（开滦东欢坨矿业分公司，河北唐山 064002）

煤岩层产生断层区域是地质应力作用较强烈的地方，造成巷道支护困难、采面压力大，回采时煤壁容易劈帮冒顶引发顶板事故；断层一般具有导水性和局部导水性，在不明断层条件作业时，特别是采面回采过程，如果不采取相应的安全防范措施，一旦遇到导水断层，断层水、地表渗水及与断层相通的积水区的水就会沿断层带进入工作面造成水灾事故；本文针对地质异常区造成煤层厚度变化、隐含构造、顶板破碎等问题，分析其对回采作业产生的危害，提出了相应的对策及防范措施。

地质异常顶板破碎区综采

1　工作面概况

东欢坨矿3093工作面位于-690水平中央采区南翼9煤层，工作面走向长1787m，平均倾斜长143.7m。煤层厚度1.3～3.4m，平均2.7m，煤层倾角18～21°，平均20°。煤层较稳定，局部有0.1～0.2m夹矸，光亮型，结构松散，呈粉末状。采用走向长壁后退式综合机械化采煤，顶板管理采用自然垮落法，沿底回采，一次采全高；工作面采用MG200/500-AWD型电牵引采煤机及SGZ730/400型中双链刮板输送机完成煤的破、装、运；工作面安装ZY4800-13/32型液压支架92组，机头、机尾安装ZYG4800-13/32型过渡液压支架6组。

1.1水文情况

煤9顶底板存在砂岩裂隙水，回采过程中出现砂岩裂隙水；上方为2089下采空区，斜上方为2089采空区，两个采空区均不存在积水，但2089和2089下分别存在0.5m3/min与1.1m3/min的动水。

1.2地质构造

工作面在掘进期间仅实际揭露1条断层3093-1，该断层造成巷道割底板过多。采面内存在6条正断层，其中DF8为三维地震控制，3093-5、3093-6、3093-7、3093-8为2089下采面实见，在本煤层为推测位置。

1.3地质异常区

采用WKT-E型无线电波坑道透视仪，选用穿透距离相对较小的而精度较高的1.5MHz频率，利用定点扫描法进行探测，经计算机数据处理，圈定三处较为集中的影响区域，分别为1# 顶板破碎区、2# 顶板破碎区、3# 断层影响区。

2　地质异常区危害分析

由于断层及隐伏地质构造的存在，影响回采效率，造成设备损耗加大，并严重影响回采作业安全。煤岩层产生断层区域是地质应力作用较强烈的地方，造成巷道支护困难、采面压力大，回采时煤壁容易劈帮冒顶引发顶板事故；另外，断层一般具有导水性和局部导水性，在不明断层条件作业时，特别是采面回采过程，如果不采取相应的安全防范措施，一旦遇到导水断层，断层水、地表渗水及与断层相通的积水区的水就会沿断层带进入工作面造成水灾事故；断层带也是气体的通道，当采掘工作面遇到断层，而断层又与瓦斯集聚区或采空区有害气体相通，有毒有害气体就会沿断层破碎带进入工作面，引发瓦斯或中毒事故。

3　采取的主要措施

3.1上、下出口的管理

施工方法：超前支护采用超前替板与滞后回棚子相结合的方法，即先替回采面侧的半截棚梁和棚腿，滞后回另一侧的半截棚梁和棚腿；采面回采到距棚子0.8～1.6m时，替回半截棚梁和棚腿时，采取先替后回，替回棚子时严禁大拆大回，只允许提前回一架。回撤前，先在欲回支架棚挡间靠煤壁侧使用3.0m或2.4m的方木打好倾向板；替板工序：替板使用3.0m或2.4m方木。替板时使用风镐向巷帮找规格，保证采面侧大板与末组支架搭接量不小于400mm；所有交叉点位置打好单体住，柱头用不小于16#铅丝与板梁栓牢；出口超前20米范围使用单、双排单体柱加强支护。

3.2顶板出现淋水时处理对策

煤壁出水：首先确认是否有煤壁突水的征兆，若不是突水，则在涌水地点以下较平缓地段，在架脚与溜子之间并尽可能的延伸到溜子下部用袋子磊好挡水闸，尽量不让煤壁水流入面溜；巷道底板涌水和顶板淋水：若是顶板涌水或是顶板淋水较大的话，同时伴随顶板破碎、底板较软等特殊情时，首先及时在较平缓的地方留出足够的空间，用袋子做好临时水窝，水窝内下好滑管，并立即将滑管和溜子插帮铠装管连接好，铠装管一直延伸到下帮水沟内。要求滑管处安排专人负责清挖，防止堵塞；拉架子时最后拉水窝处，先将水窝处架子让开，机组再走一步后，最后将水窝处架子拉完后，及时恢复水窝；在面溜机头和转载机尾处码好挡水袋子，严禁水进入转载里；将采面溜子两侧的眼用堵堵上，防止出现拉循环水的现象。

3.3过断层施工管理

工作面过断层期间必须备齐备足木料、单体柱及金属网；工作面过断层期间沿顶回采，工作面采高控制在2.4～2.8m范围，以减少割矸量；过断层影响区时适当降低采高，保证机组通过的前提下，随断层的发展适当上漂溜子（每刀不大于100mm），确保工作面由上盘如意进入下盘；过断层影响区期间，机组司机要降低机组牵引速度，支架工及时追机移架，并及时伸出伸缩梁和护帮板支护好顶帮，移架时采取带压移架的方式进行。伸缩梁顶不到煤壁时，必须网下架前挑3.0m方子木或半圆，控制好顶板；当工作面矸石较硬，机组进刀严重受阻时，提前进行响震动炮。

3.4有害气体防治措施

工作面上隅角最后一棵单体柱柱头处挂好便携式瓦斯报警仪，并开启仪器处于检查状态；上出口备一块风帐，若瓦斯超过0.4%时，挂好风帐，防止瓦斯超限。如瓦斯超过报警值0.8%时，现场班长要立即停止工作面生产并向调度室汇报；使用好瓦斯传感器，瓦斯传感器悬挂距工作面上出口不大于10m及工作面回风巷开口10～15m处，距上顶不大于300mm，距煤壁不小于200mm，吊挂在巷道中间，保护好并及时外倒；机组司机随身携带好瓦斯报警仪随时检测工作面割煤时的瓦斯浓度，若发现瓦斯超限时，立即停止作业。