综采工作面过断层回采方案选择应用

赵潇越

（山西宁武榆树坡煤业有限公司，山西 宁武 036700）

1 概 述

山西宁武榆树坡煤业有限公司1201工作面设计走向长度1100m，倾向长度为220m，回采2#石炭系煤层，平均厚度4.0m。2#煤层局部存在伪顶，厚度在0.1～0.6m，岩性为灰色粉砂岩及炭质页岩；直接顶主要以泥岩为主，平均厚度3.8m。1201工作面采用综合机械化走向长壁后退式回采工艺，全部垮落法处理采空区，截至目前工作面已回采670m。

地测科提供资料显示，1201工作面在回采至810m处揭露一条正断层F7，断层平均落差为1.8m，倾角为55°；F7断层贯穿整个工作面，。由于F7断层落差大，对工作面回采产生很大影响。

2 过F7断层回采方案选择

提出了三种过F7断层回采方案：

方案一：首先在F7断层前30m新开一条切巷，当工作面回采至810m揭露断层停止继续回采，对工作面进行搬家回撤，在过断层30m处新开切巷并安装设备进行回采。此方案需重新施工一条长度为220m切巷，施工周期长，预计过F7断层需70d，而且跳采时煤柱回收率大大降低，采空区遗煤量大，容易造成采空区瓦斯超限、采空区自然发火等。

方案二：1201工作面回采至798m处时留顶煤开始以10°俯角下山回采，当工作面下山回采11m后揭露F7断层上盘煤层顶底板时，及时调整回采角度，沿2#煤层顶底板近水平回采。此方法过F7断层时需预留大量的三角顶煤，而2#煤层属石炭二叠纪煤层，煤层稳定性差，易破碎，在留顶煤时需进行顶板维护，煤炭损失量大，且顶板维护成本费用高。

方案三：1201工作面头尾完全揭露F7断层后，适当降低采高以7°俯角下山回采，当工作面下山回采15m后揭露F7断层上盘煤层顶底板时，及时调整回采角度，沿2#煤层顶底板近水平回采。该方法在回采时对采煤机切割部损坏严重，但是对工作面煤柱回收率高，过断层速度快。

通过对以上三种回采方案对比分析，决定选择方案三过F7断层。

3 爆破法过F7断层

由于F7断层与工作面存在2°夹角，工作面回采至810m处时机尾处先揭露F7断层，而机头处与断层间距为7m，若此时采用下山回采机头段需留顶煤，所以为了避免因工作面伪斜回采，需旋转调面，降低工作面回采效率，1201工作面过F7断层时采用如下回采方法：

（1）回采至810m处时，机尾段92#～117#支架之间揭露断层，断层落差为1.8m，此时机尾段92#～117#支架之间采用直孔迈步式松动爆破法进行回采，117#～3#继续采用采煤机回采。

（2）机尾段爆破时共布置两排松动爆破孔，炮孔垂直工作面布置，第一排炮孔布置在距顶板0.8m处，第二排炮孔布置在距顶板2.0m处，炮孔间距为2.0m，深度为1.0m，两排炮孔成迈步式布置，如图1所示。

图1 1201工作面过断层期间松动爆破孔布置示意图

（3）工作面爆破孔施工完后，在每个孔内依次填装炸药、雷管、水炮泥等，每孔装药量不得超过600g，采用正向装药，水炮泥封孔长度不得低于0.5m。炮孔间采用串联迈步连接方式，工作面每次爆破炮眼数量不得超过6个。

（4）随着工作面不断推进，从92#支架至3#支架之间逐渐揭露F7断层，工作面每揭露断层长度达到2.0m时及时补一排爆破孔，并进行爆破破岩。

（5）当1201工作面机头处完全揭露F7断层时，机尾处已过断层7m，此时整个工作面以7°俯角下山爆破法回采，当工作面下山回采15m揭露F7断层上盘煤层顶底板时及时调整工作面回采方向，沿山4#煤层顶底板继续采煤机割煤回采。

（6）在下山回采前8m，工作面共布置两排迈步式斜角爆破孔，炮孔角度与工作面下山角度一致，其他爆破参数不变。随着工作面不断推进，F7断层下盘顶岩石层厚度逐渐变小，当岩石层厚度低于1.0m时工作面布置一排爆破孔。

（7）由于F7断层落差较大，受构造应力影响工作面回采至800m处时顶板出现破碎现象，此时应适当减小采煤机切割深度，控制在0.5m左右，同时割煤后及时带压擦顶移架。

（8）当工作面揭露断层时，断层处煤壁片帮严重，为了避免大面积片帮造成顶板空顶面积加大，可在片帮煤壁施工一排加长树脂锚杆，锚杆长度为3.0m，锚杆施工在片帮煤壁处，锚杆间距为1.5m。

（9）1201工作面在下山回采时由于爆破后顶板岩石层不平整，为防止不平整岩层损坏支架顶梁，以及提高支架初撑力、工作阻力，在移架前支架顶梁上方铺设两根半圆木，半圆木平行工作面布置，支架顶梁紧贴半圆木带压移架。

4 应用效果

（1）1201工作面采用爆破法过F7断层，共计用时5d，过断层期间平均回采进度为4m/d，与留顶煤俯斜法回采相比缩短了回采周期，可多回采煤炭3万t，减少了顶板三角煤柱维护费用21万元。

（2）与新开切巷相比多回采煤炭资源达28万t，降低了巷道开挖量，减少了巷道掘进、支护费用达47万元。同时采用爆破法过断层期间对煤壁片帮、顶板不平整采取了有效的应对措施，在过断层期间未发生一起设备损坏、人员伤亡等事故，有效保证了过断层回采期间施工安全。

（3）采用爆破法过F7断层时，共计破岩量达3100m3，避免采煤机破岩过程中导致采煤机截齿损坏现象，降低了采煤机维修及配件成本费用。