N3-12综放工作面过地质构造综合技术研究

方 茜，侯林旺

(潞安环能股份公司 生产办，山西 长治 046204)

1 工程概况

常村煤矿N3-12工作面位于N3采区，东接N3轨道巷，北临宏旺公司保安煤柱，西临太长高速保安煤柱，南临太行路桥六分公司保护煤柱。工作面可采长度585 m，倾斜长度264.7 m，采用走向长壁后退式、低位放顶煤、全部垮落的综合机械化采煤法。该工作面整体东北高、西南低，为单斜构造，平均煤厚5.92 m，局部发育两层夹矸，平均厚度0.05/0.15 m，埋藏深度406.9～456 m。工作面采用ZF7000/19.5/38型普通液压支架172组和ZPG7500/22/36型排头(尾)架6组(排头、尾各3组)，共178组。

1.1 煤层顶底板情况

煤层直接顶为泥岩，平均厚度1.46 m，老顶为粉砂岩，平均厚度8.91 m；直接底为粉砂岩，平均厚度1.45 m；老底为中粒砂岩，平均厚度2.02 m。

1.2 地质构造情况

该工作面无线电波透视探测及现有巷道掘进情况显示：N3-12切眼距轨道巷里帮95.9 m位置(110号架处)，揭露Fj215正断层，该断层走向89.4°，倾向179.4°，落差3.2 m，倾角为65°；N3-12切眼4号至55号架揭露有一陷落柱(最厚2.8 m)；工作面推进37.6 m时，在切眼154号架处揭露Fj221正断层，断层走向159.6°，倾向249.6°，落差1.8 m，倾角为45°。为确保工作面安全回采，对过地质构造制定了相应的施工技术及安全措施。

2 过地质构造具体施工方法

2.1 过断层时施工方法

1) 因工作面切眼掘进时揭露Fj215正断层，回采期间过Fj215断层时，采取漂刀留底煤和破底相结合的方式，断层揭露面110号架往机尾方向适当破底(破底区域110号至125号架)，破底厚度不超过500 mm；断层揭露面110号架往机头方向适当留底煤(留底煤区域110号至95号架)，留底煤厚度以随平大溜为准。

2) 因工作面回采过程中无计划揭露Fj221正断层，工作面从130号架至Fj221断层面153号架处逐步漂刀留底煤，断层揭露面往机尾方向可适当破底，破底厚度不超过500 mm。

3) 漂刀时工作面底板往机尾侧逐渐找平，直至找到断层下盘底板，找到下盘底板后沿底板平推。根据断层落差变化情况适当调整过断层角度及破底幅度。留底煤段要平缓过渡，严禁出现台阶，防止大溜不平损坏设备。

2.2 过陷落柱时的施工方法

1) 根据陷落柱的厚度和硬度，适当调整破陷落柱区域厚度，以现掘胶带巷底板为参照，陷落柱靠机头侧适度留设底煤，放平大溜；陷落柱靠机尾侧逐步随平，每架随平不超过100 mm。漂刀期间，每刀幅度不超100 mm，保证大溜平缓过渡，严禁出现台阶，防止大溜不平损坏设备。

2) 当现场陷落柱厚度超过大溜起伏±3°且岩石厚度超过500 mm，机组无法割动时，采用放松动炮通过陷落柱区域，具体放炮工艺流程为：①打眼。打眼采用7655型或其他满足作业需求型号的风钻，D42 mm钻头。②打眼位置。煤墙见石头区域，取暴露岩体几何中心。③炮眼深度为1.8 m，炮眼角度根据现场情况做适当调整，炮眼封泥长度不小于0.5 m。④炮眼间距为1.5 m。当岩石厚度在500～1 200 mm时，布置1排炮眼，炮眼高度距底板400 mm；超过1 200 mm时，岩石厚度每增加400mm，增加1排炮眼，上排炮眼与下排炮眼连线中点对齐，上下两排炮眼间距为400mm，以此类推。⑤放松动炮采取分区段进行，一次装药、一次起爆，每次装药起爆区段不得超过15m，一次装药不超过20个炮眼。炮眼深度达到1.8m时，最大装药量不超2卷；炮眼深度小于1.5m时，最大装药量不超过1卷。

3 过地质构造安全措施

3.1 顶板管理安全措施

3.1.1 正常割煤移架时的安全措施

1) 机组割煤时，支架工紧跟机组前滚筒超前移架的同时，跟机顶溜(确保大溜最小弯曲度)后及时清理架前浮煤，及时超前移架管理。

2) 煤墙片帮超前移架后，逼帮板仍无法有效逼帮时，采取向煤墙打垂直单体柱蹬大板的办法管理煤墙，防止造成冒顶事故。

3) 工作面煤墙必须采直割平，考虑过断层期间工作面顶板破碎、煤墙片帮现象多，断层揭露面前后20架采高可适当降低200～300 mm，保证机组正常通行。

3.1.2 工作面处理漏顶时的安全措施

1) 拉架过程中，发现顶板有漏矸或煤墙滑坡现象，要及时闭锁大溜退下机组，对煤墙和顶板进行管理。

2) 超前移架遵循先易后难、先两侧后中间封口原则，选择先拉的支架要尽量减少移架过程中对顶板扰动，避免造成顶板条件恶化。

3) 移架后仍不能有效护顶时，要在支架上挑大板(或抬棚)管理，封死漏煤空间。煤墙仍有片帮趋势时，使用单体柱和大板做好逼帮措施。

4) 当工作面出现大面积滑坡、冒顶时，采取注浆办法进行加固煤墙煤体：在逼帮板正中央，距底板1.5 m处打眼，打眼深度6 m，眼孔直径为42 mm，打眼角度视现场顶板破碎、煤墙滑坡情况而定。

3.2 瓦斯管理安全措施

1) 煤墙片帮、顶板存在空顶、高冒现象时，机组通过该区域前必须由瓦检员测量顶部瓦斯，当瓦斯浓度达到或超过0.8%时，停止割煤，用压风管向该区域送风，直至瓦斯降至0.8%以下，方可恢复作业。

2) 机组内外喷雾必须保持完好有效。机组割石头前，认真检查内外喷雾完好情况，且必须保证水路流畅。若机组内喷雾雾化效果不好时，应在相邻架次配置洒水管，在割石头时，应使用洒水管对截割部位进行洒水除尘、降温作业，防止产生火花，造成瓦斯事故。

3) 放炮前，对工作面50 m范围内及轨道巷洒水灭尘，架前、架间浮煤必须清理干净。放炮区域下风侧30 m处架间喷雾作为净化水幕在放炮前开启。

4 结 语

常村煤矿N3-12综放工作面采用漂刀留底煤、破底和放炮相结合的方式过地质构造，保证了工作面的安全高效回采，减少了搬家倒面次数，很大程度上缓解了采掘衔接紧张状况，也为相似条件下的综放工作面回采提供了一定的经验。