综放工作面过断层经验方法的研究应用

马 鹏

（淮北矿业股份有限公司涡北煤矿，安徽 涡阳 233600）

淮北矿业股份有限公司的综放工作面，大多数地质条件复杂，断层多，落差大，煤质松散软，工作面倾角大，仰采俯采比例较高，存在的主要问题有：煤壁片帮漏顶、歪架倒架、运输机难以控制、安全隐患较大。

针对综放工作面存在的问题，涡北矿8202工作面在过CF3断层前吸取了以往的经验教训，采取了合理措施，保证了8202工作面顺利通过断层，取得了较好的效果。

1 工作面概况

8202工作面设计走向长1144m，倾斜长135m，截至2018年3月底，剩余走向长450m。煤层平均厚度7m，煤层平均倾角25°，煤层硬度系数f=0.25。

8202工作面采取单一走向长壁后退式综采放顶煤采煤法。2018年4月至5月，8202工作面受ⅡF65、ⅡF64、CF3断层影响，其中CF3是落差4～8m的倾向断层，倾角较大，平均达30°。风巷临近3号联巷，机巷沿空巷道，两巷压力较大。

2 以往过断层出现的问题和具体原因分析

原涡北矿8201和8204工作面过大断层出现严重歪架倒架现象，运输机下滑严重，生产被动，并且8201工作面因为过断层没有跟对层位被迫提前收作，造成较大的经济损失。经分析，原因如下：

（1）沿空布置巷道，两巷压力大，变形严重。

（2）工作面出现多处底鼓和断层，提前预判不够及时；周期来压步距掌握不准，支架初撑力不足，准备工作不充分。

（3）地质条件复杂，工作面断层多，落差大，角度大（最大43°），煤质松散软（f=0.1～0.3），极易引起片帮漏顶，抽冒空顶严重，从而直接导致支架歪斜、挤咬等现象。

（4）由于工作面角度大，煤底多，同时支架等设备老化，导致支架着力不稳，拉架调架困难，从而引起支架歪斜不正规。

（5）环境较差，劳动强度加大。

3 改进后的安全技术措施

根据以往过断层出现的问题和原因分析，吸取经验教训，拟采取以下具体措施：

（1）超前打探孔及时掌握工作面地质动态变化及层位，每周不低于3张剖面图分析总结，做好预判工作。

（2）科学合理的设计起坡角度和起坡点。如图1煤层断层示意图，起坡点确定方法如下。

图1 煤层断层示意图

起坡距离确定：

式中：

h-断层落差，m；

α-起坡角度，°；

L-起坡距离，m。

（3）加强初撑力管理。放煤前后必须进行再次补液升压，特殊地点超前使棚，确保顶板的完整性，煤底地段采取垫木料措施，增加底板强度，确保支架初撑力。

（4）工作面倾角大，煤壁人员施工时，在前部运输机上每10m加设一块挡矸皮子（缓冲作用）和一个防窜网（拦截作用）联合使用，并且在施工地点上方采用大板大笆等再次防护，做好应急后路准备工作。工作面采用单体辅助拉架，对单体进行编号管理、专人看管、喊号供液，以防误操作伤人。

（5）认真研究放煤方法，做到及时准确的更换，由以前单轮顺序放煤改为单轮间隔放煤，保证煤壁顶板稳定的同时提高采出率。

（6）严细支架管理，加强支架的维护和检修，同时及时补液，要求支架初撑力满足要求，确保支架动态达标。

（7）准确把控运输机机头超前机尾距离，控制前部运输机，严防上窜下滑，必须准确掌握工作面倾角及落差，严格把握两巷进尺。机头超前机尾距离确定如图2。

图2 超前示意图

超前距离的确定：

式中：

L-工作面斜长，m；

β-工作面伪倾角，°；

m-工作面伪倾斜后两巷平距，m；

l-两巷平距，m。

4 应用效果

涡北矿8202工作面过CF3断层时，提前35m（取最大落差和最小落差平均值）左右开始以10°（据支架类型和工作面情况一般控制在8～12°）的起坡角度起坡，同时控制机头超前机尾在8m上下，严格执行以上安全措施。

8202工作面实现了安全生产，工作面月度推进40m，单产完成75000t；工作面没有出现歪架倒架现象，运输机合理把控，没有出现上窜下滑影响出煤现象。

5 结束语

综采放顶煤工作面过断层问题突出，困难多。通过对以前过断层时遇到问题的原因分析总结，积极采取应对措施，在涡北矿8202工作面得到验证，并取得了较好效果，该经验方法对综放工作面过断层具有一定的指导意义。