花山煤矿大倾角综采工作面过走向断层群技术

王 刚 梁国栋 王 勇 李 虎 田 苗 陈俊杰 何 龙

（四川川煤华荣能源有限责任公司花山煤矿）

花山煤矿坐落于四川省攀枝花市宝鼎矿区，在地质条件上是一个典型的西南地区煤矿，具有煤层倾角大、煤炭厚度变化大、地质构造复杂等特点。花山煤矿综采工作面地质条件较差，普遍存在6～10 处断层或其他地质构造变化带，隐伏断层多，工作面开采和改造难度极大。6244 综采工作面位于花山煤矿+1 030 m 水平六采区，工作面设计阶段，通过临近煤层赋存情况和钻孔成孔分析，工作面排除了大断层影响。但在6244 工作面掘进、回采过程中，发现B18 背斜和多条隐伏断层，为消除断层影响，实现工作面稳产，对工作面地质情况进行了探查、分析，并采取相关改造手段和过断层群技术［1-3］，6244 综采工作面实现了快速通过走向断层群。

1 工作面简介

花山煤矿6244 综采工作面位于+1 030 m 水平六采区，该工作面回采24 号煤层，北起+1 290 m 石门、+1 175 m 石门，南止开切眼，运输巷下起+1 177.05 m标高，设计回风巷上至+1 290.03 m 标高，其余未开采。

6244 回风巷掘进过程中，揭露B18 背斜和多条隐伏断层后，在完成综采工作面布置、形成开采条件后，6244 工作面降低回风巷降标高至+1 249.6 m，此时工作面平均走向长度为455 m，平均煤（岩）层厚度为3.01 m。

6244 综采工作面成形后，为掌握工作面断层情况，采用ZY-750（B）型钻机沿煤层真倾角向上施工6244 运输巷探眼，未能探明工作面断层赋存情况。后期分别掘进探查上山（2条）及6244降低回风巷，对工作面断层进行探查。6244 工作面完成断层探查后，平面布置见图1。6244降低回风巷作为工作面改造后的回风巷使用，受断层情况影响，6244 综采工作面倾斜长度变化极大，最大长度达到134 m，最小长度只有88 m，煤层平均倾角为35°。

在工作面上半部分（北段）形成断层群影响，具体地质情况如表1所示。

2 工作面过断层改造设计

6244 工作面采用ZY3600/15/35Q 型掩护式液压支架支护顶板，由开切眼位置向外推进，随着斜长增加，采取安装支架和刮板输送机中部槽的方式实现采煤机落煤，最初工作面布置支架56架，每次安装支架和中部槽2 组。6244 回风巷推进至探查上山Ⅰ外55 m位置（B3测点位置）时，工作面暂停开采，进行改造，此时共有支架72架。

鉴于6244综采工作面断层赋存多、落差变化大，且主要集中在上部的特点，本工作面过断层群方式主要方式为重新掘进工作面降低风道，作为6244新工作面回风巷，甩开上部分断层群，主采下部分煤炭。

具体方式为在24号层回风上山和工作面暂时停止开采位置间掘进6244 降低风道，降低风道按照6244运输巷巷道方位掘进，如图2所示。降低风道贯通工作面停采位置后，以降低风道作为工作面回风巷，对上半部分支架、溜子等进行拆除，在停采位置的工作面原址缩机减架，实现工作面改造，保证工作面外段等长开采，开采期间无需安装或拆除支架，减少煤炭资源浪费。

为实现工作面快速改造，6244 降低风道采用里外2段施工，即1段由外侧24号层回风上山开掘贯通6244 探查上山Ⅱ，另1 段由6244 探查上山Ⅱ开掘贯通6244工作面设计暂停开采位置（图2）。

3 改造巷道施工

6244 降低风道为异形断面，为满足工作面开采结束后回撤的支架运输断面要求，便于铺设6244 新工作面的供电、供水、供液和压风的缆线、管路等，6244降低风道高2.6 m，宽3.2 m，采用锚杆（索）、钢筋托梁、金属网联合支护。

4 工作面设备改造

工作面设备整体改造方案：6244 降低风道贯通6244 综采工作面暂时停采位置后，对降低风道以上范围多余支架、刮板输送机部分中部槽进行回撤。回撤相应设备期间，同时进行工作面供水、供风、供液和供电系统改造，及时形成新的工作面系统。

具体实施工艺：6244 降低风道贯通→工作面整体平推3 m→平推3 m 期间，上部61～72 号支架停止移架，下部分支架正常移架，工作面正常推溜（61 架以上摘除连接装置）→每平推1 m，61～72架进行锚网支护→平推3 m，61 架以上形成回撤通道（3 m 宽）→施工绞车硐室→刮板输送机断链拆55～66 架支架处中部槽→下放刮板输送机机头机过渡槽，恢复工作面刮板输送机→6244 新工作面（60 架以下）平推4 m→拆除61～72 号支架（期间6244 降低风道重新铺设供水、供液、供电管线）→回撤绞车等，完成工作面原址缩机减架改造。回撤通道与工作面支架的位置关系见图3。施工方法见图2。

5 回撤通道施工

61#架以上范围平推3 m 形成回撤通道期间，工作面每平推1 m，对其顶板进行锚网支护，形成回撤通道，工作面1#～60#架支架、刮板输送机、采煤机的各种防滑、防倒设施设置齐全。为实现回撤通道快速施工［4-5］，回撤通道施工采取采煤机机掘，具体方式：采煤机由上至下割通刀，截深0.6 m，按由下至上逐架推溜，其中61#架以上范围回撤通道的刮板输送机摘除与支架连接装置，1#～60#架支架按从上往下顺序进行移架，61#～72#架支架不移架、只推溜，再由上至下割煤，上滚筒至61#架位置时，形成1 m 宽回撤通道，及时对通道进行锚网支护。61#架以上范围回撤通道的刮板输送机每2 节中部槽打设1 组防滑及压柱用的单体液压支柱，防止采煤机割煤期间刮板输送机下滑，如此循环，直至形成3 m 宽回撤通道（图3），通道断面见图4。回撤通道帮顶支护到位后，上段支架、刮板输送机满足设备、部件回撤条件。

6 新工作面改造准备

完成6244 综采工作面刮板输送机部分中部槽回撤、缩机头改造后，需对新工作面供电、供水、供液和压风系统同步进行改造，即将原6244 降低回风巷内所有的电缆、水管、管路和压风管等进行回收，并在6244 降低风道重新敷设，满足6244 新综采工作面安全生产需要。完成工作面供电、供水、供液和压风等生产条件改造，及时完善6244新工作面上口切顶排、加强液压单体支护及其他安全设施后，进行61#～72#架支架回撤，完成新综采工作面快速过走向断层群的技术改造。

7 结 语

通过对花山煤矿6244 大倾角综采工作面过走向断层群的技术研究，有效提高了大倾角综采工作面过走向断层期间的生产效率和改造效果，降低原煤浪费，减少工作面过断层期间的安全管理难点，缓解生产接续紧张局面，有利于矿井安全生产，增加矿井经济效益，无论从安全角度还是从经济效益分析，都值得推广使用，具有良好的发展前景。