放顶煤工作面过特大断层综合管理技术措施的研究与应用

摘 要：徐庄煤矿7331综采放顶煤工作面为我矿第二生产水平Ⅱ3采区首采工作面，工作面内有落差大于15米的特大正断层，断层破碎带发育明显，回采初期受该特大断层的影响工作面推进困难，经一段时间的实践摸索，采取了多种管理措施，有力保障了7331工作面安全高效的顺利回采，通过该工作面的顺利回采，积累了宝贵的综放工作面过特大落差断层的层位控制及顶板管理技术经验，实现了工作面安全高效回采，具有较高的推广意义。

关键词：特大断层；破碎带；综合措施；安全高效

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.080

断层是岩层或岩体破裂后断裂两侧的岩层或岩体有显著位移的断裂构造[1]，是影响煤矿安全生产的重要地质构造之一，它对井下工作面生产的影响具有普遍性，在煤矿生产中较为常见，虽然落差较大的断层在设计中多数被处理，但是由于断层构造发育情况复杂且变化较快，某些特殊情况下工作面布置无法规避，造成工作面回采必须过断层[2]。

1 工作面概况

7331综采放顶煤工作面为我矿第二生产水平Ⅱ3采区首采工作面，该工作面位于井田东部。工作面走向长度705m，倾向长度210m，煤层平均厚度5.34m，机采采高2.5m，平均倾角18°，工作面储量107.3万吨，可采储量91.2万吨。工作面地质条件较复杂，掘进期间共揭露落差大于1.0 m的断层共计13条，皆为正断层，其中F113断层落差大于15米，斜交穿过工作面两道，工作面两道揭露情况显示该断层破碎带发育较为明显，巷道掘进期间多次发生局部漏冒型冒顶。

2 工作面过特大断层综合管理技术措施

在工作面溜子道推进至282m时，工作面从机头开始揭露F113正断层，此断层在揭露初期开始就对工作面影响较大，由于断层处顶板破碎经常出现片帮漏顶等现象，随着工作面的推进断层面逐渐向工作面上部延伸，断层面向上延伸的同时断层也逐渐在变化，落差逐渐加大，全岩段逐渐增多，从最开始的几架延长至20架左右，破矸范围达到了50余架。根据该断层在不同时期揭露产状，我们分别采取了针对性的措施，确保安全顺利回采。

溜子道肩窝破碎顶板的超前支护。工作面回采初期F113断层在溜子道揭露时，受断层破碎带影响，溜子道肩窝处的顶板破碎严重，破碎带延展较长，支护困难。通过研究分析结合该类问题的实践经验，采用撕帮并做超前支护以提前维护工作面机头肩窝破碎顶板，溜子道撕帮超前支护图见图1，具体操作布置如下：

（1）肩窝顶帮破碎且支护困难是造成冒顶的主要原因，为了有效地控制顶板，对肩窝破碎煤体提前撕帮剥离。（2）使用Ф30mm×3000mm的铁刹杆沿肩窝顶板以15°仰角打入煤体。 （3）使用2.6m的半圆木配合相应高度的单体液压支柱将刹杆末端整体托住，形成超前支护效果，加强支护。（4）使用木锚杆对扩帮后的新的煤壁进行锚帮。

3 工作面过断层区域综合管理措施

3.1 工作面层位控制管理措施

工作面过断层初期，断层距机头较近处时的层位调整空间小，在保证煤机正常通过的情况下，尽量少坡底矸，过断层区域破矸厚度大于1.5m时，采用打眼放震动炮松动岩体，炮眼采取两排三花眼布置方式[3]，避免煤机直接截割，以保护综机设备。

地质测量科每周绘制2张工作面实测剖面图，根据现场断层实际产状，生产技术部门认真研究、大胆部署，本着合理管控顶板、竭力减少破矸的原则，对现场破矸范围进行大幅度抬刀，极力减少断层下盘破矸量，减少设备损坏影响生产。层位调整后，局部实现-8°左右反倾回采，工作面破全岩范围被控制在6-10架，破矸范围减少12架左右。

3.2 工作面顶帮控制管理措施

（1）顶煤破碎、片帮较严重区域，坚持移超前支架，及时伸出伸缩梁支护顶板。如果煤壁片帮范围较大，采用1.6m木锚杆锚帮防止片帮。

（2）工作面回采期间断层破碎带区域易发生漏冒性冒顶，冒顶区域于工作面上肩窝处施工φ20×3000mm树脂锚杆锚固肩窝，锚杆正对煤壁支架前梁向上倾斜60°，锚杆间距1.0m，在相邻锚杆间用φ30×3500mm的圆钢做为超前刹杆，每架两根，在刹杆末端外露400-500mm上再棚上大板，支架前梁托起刹杆和大板形成超前支护。

3.3 材料道下肩窝高冒区的超前支护

受特大断层影响7331材料道出现高冒区域，经研究分析在材料道下肩窝处提前施工超前钢管刹杆以提高顶板稳定性，防止了工作面推进至该处时的肩窝漏冒事故。

4 总结

7331综采放顶煤工作面受F113特大断层影响，回采初期推进困难，通过工程技术人员研究分析及工程实践经验，对于不同时期断层对工作面的影响因地制宜的采取了多项管理措施，有效减少了断层对工作面回采的影响，特别是两端头肩窝及工作面冒顶片帮区域采取的超前支护措施，确保了工作面安全高效回采，为我矿工作面过大断层提供了宝贵的实践经验。

参考文献：

[1]郭守泉.综采工作面过断层技術综述[J].煤矿开采，2008（04）：9-12.

[2]左照全.浅谈综放工作面过断层破碎带[J].山西焦煤科技，2013（11）：17-19.

[3]郭壹贵.综放工作面过断层技术实践[J].中州煤炭，2013（07）：22-25.

作者简介：彭龙现（1980-），男，江苏沛县人，工程师，现为中煤大屯公司徐庄煤矿采煤二队队长。