综采工作面过断层回采工艺研究

郑纪峰

（山西霍宝干河煤矿有限公司，山西 临汾 041600）

山西霍宝干河煤矿2-209工作面可采储量102.24万t，工作面的直接顶板为泥岩，基本顶为K8细粒砂岩，直接底板为粉砂岩，基本底为中粒砂岩(K7)，顶板裂隙较发育，底板为砂岩遇水不膨胀，断层较多。2-209掘进期间揭露断层13条，其中2-2091巷6条、2-2092巷6条、2-209切巷1条，断层落差0.8～10m不等，落差大于等于4m断层5条，对回采有影响的7条断层中有1条落差大于4m，对工作面回采影响较大，揭露断层均无导水现象。

1 概况

2-209工作面地表位于团柏河及洪－汾公路东北方向，井下本工作面北东端为井田边界，南西端为二采区回风巷，北西侧均为实体煤，南东侧为2-100工作面采空区。工作面煤层整体呈一倾向北西的单斜构造，局部发育小型褶曲，煤层平均厚度1、2#合并厚煤层区3.9m，夹矸平均0.6m左右。煤层结构1.91(0.2-1.0)1.59，煤层倾角1°～11°，平均5°，煤层硬度（f）为1.5，属于稳定性煤层。

工作面两巷沿煤层走向布置，2-2091巷长2160m，2-2092巷长2160m；切眼沿煤层倾向布置，长183m。巷道平面布置图见图1，断面特征情况见表1。

图1 巷道平面布置图

表1 巷道断面特征情况表

2 过断面回采工艺

2.1 回采工艺

（1）采煤方法。2-209工作面采用一次采全高走向长壁后退式综合机械化方式采煤，采空区采用全部垮落法进行处理。

（2）采高和循环进度。工作面选用ZY9000/25.5/55（ZY13000/26/55）型双柱掩护式液压支架及MG750/1900-GWD型采煤机，循环进度为0.8m。

（3）工艺流程。割煤—装煤—运煤—移架—推溜—清煤—推移转载机—采空区处理。

2.2 过断层方法

（1）过断层的采煤方法

2-209工作面有两条顺向断层，且1#、2#煤夹矸较厚（2.0m左右），根据实际情况，采煤机割煤进刀方式由原端部进刀变为“∞”字进刀，进刀位置控制在80#～90#架段区域，推溜方式由紧跟采煤机顺序推溜变为从机头向机尾顺序推溜。断层区段采用机组截割方式缓慢通过，截割速度不得超过3m/min。当岩石硬度达到f＞4.0机组难以截割时，另行制定放震动炮措施。

（2）过两条断层的方法

2-209工作面41#架处的断层，随工作面推进逐步从44#架延伸至41#架处，断层落差由原2.5m逐步增大至6.5m，影响范围为：上盘岩石在41#架～38#架段，下盘47#～41#架主要岩石为1#和2#煤的夹矸，过断层时采取“上盘破顶，下盘割2#煤”方式推进。目前45#架前后形成马背，坡度在9°左右，需将该马背进行减缓坡度，前后段平缓过渡，坡度控制在6°左右，卧底期间每两刀卧底一次，每次卧底量控制在100mm以内，与64#架前后底板坡度相随；断层前后采高控制在4.2m左右，将上盘1#煤和下盘部分2#煤截割回收，断层区段顶板与35#架正常1#煤顶板相随。

2-209工作面原58#架断层延伸至54#架，54#架断层H=4.0m，∠60°，落差由原1.0m逐步增大至6.0m，影响范围为：上盘上岩54#架～48#架段，下盘主要岩石为1#和2#煤的夹矸，2#煤全部揭露，1#煤位于顶板上部，过断层时采取“上盘破顶，下盘割2#煤”方式推进，底板与64#架前后段底板坡度相随，顶板与70#架和41#架断层段顶板相随，采高控制在3.5m。

（3）两断层之间的处理方式

由于工作面2条断层相距较近，根据工作面及该断层区段的坡度、煤与岩等情况，要求75#～35#架区段倾向坡度控制在6°左右，即机尾至机头形成缓坡，要确保工作面底板坡度平缓过渡，不得出现较大起伏；顶板平缓过渡，不得出现起伏、台阶超过200mm的现象。尽量减少留顶煤，使支架接顶严实，保证回采溜子、采煤机的正常运行。

2.3 过断层注意事项

（1）过断层期间，断层面前后，尤其是煤与岩之间不得出现台阶，尽量保证顶板过渡平整。确实出现台阶、机道煤顶板处破碎时，必须拉超前架控制顶、帮，需要时用板梁配合构顶、背帮，保证支架高低错差不超过侧护板高度的2/3。

（2）过断层期间，加强工作面支架初撑力管理，确保操作的每一架支架初撑力24MPa以上，无法达规定值或回操作手柄后压力表显示压力数值逐步减小，此时由一名支架工继续跟机作业，留一名支架工检查该支架存在的问题，除立柱原因造成的该问题外，其他原因造成的必须当班处理，保证支架的初撑力达标。

（3）工作面顶板不平大于300mm及局部漏顶处必须构顶时，构顶前首先由跟班队干监督，小队长敲帮问顶，操作前人员站在安全地点用专用敲帮问顶工具处理完悬矸、危矸，监护人员确定无掉矸危险后方可作业。构顶前作业平台必须到位，留好退路，构顶时要从一端向另一端依次构顶，严禁两端同时作业。构顶选用200×2000mm板梁“#”字木垛构顶，每架施工1个木垛，木垛间空隙0.3m，每排板梁随构顶进度交错布置，保证构顶后的整体性，最上一排板梁密集布置，并在构顶四周用木锲子填实以便接顶严实。

（4）断层区段煤壁超前片帮严重时（在拉超前架后，端面距空顶宽度仍在1.0m以上时），在支架顶梁上穿3.0m长的圆木，配板梁等，超前托住顶板，减少煤壁偏帮量，减小空顶范围和空顶时间。如遇顶板破碎无法托住时，采取施工超前锚索，锚索采用Φ21.6×8200mm或Φ21.6×5200mm，倾斜向上40°施工，每架间（1.75m）一根，配400×400mm钢板。有需要时，可在施工锚索期间铺设金属菱形网（钢筋网）。

（5）如若顶板破碎较难控制时，立即停止生产，并采取注浆加固措施。施工方法为：在破碎区段顶板往下0.7m处，向工作面煤壁帮60°向上施工6.0m的孔，穿注浆管4m，间距2.5m，每孔预注浆10桶左右。打眼后，利用专用的注浆机将固安特注浆料按照1:1的比例，注入所要加固的顶板施工的注浆眼内，用于加固顶板，需另行制定专项措施。

3 结束语

2-209工作面根据实际情况，采煤机割煤进刀方式由原端部进刀变为“∞”字进刀，根据两条顺向断层的特点，分别制定了过断层时的施工方法，制定了安全措施，保证了工作面过断层时的采煤效率和采煤安全。