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薄煤層工作面過斷層實踐研究

2015-04-16 02:25:54
江西煤炭科技 2015年4期
關(guān)鍵詞:風(fēng)巷單體斷層

馮 博

(1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院,山西 太原030024;2.沁和能源集團有限公司 候村煤礦,山西 沁水048205)

我國薄煤層儲量豐富,約占煤炭總儲量的18%,但是薄煤層一般賦存條件復(fù)雜、分布廣泛、開采效率低,因此薄煤層開采產(chǎn)量只占煤炭總產(chǎn)量的7%左右〔1-3〕。斷層的存在是影響薄煤層開采的重要地質(zhì)原因,薄煤層作業(yè)空間一般較狹小,在過斷層時作業(yè)難度大〔4〕。若不同種類斷層在同一個工作面存在,更會大大影響到工作面的正?;夭桑又艿讲蓜佑绊懽饔?,會進一步加大過斷層難度,若不采取合理過斷層方法和措施,必然會影響到工作面的正?;夭伞?-6〕。因此,有必要對薄煤層過斷層進行研究?,F(xiàn)以1201薄煤層工作面過斷層為例,介紹薄煤層工作面過不同種類斷層需要采取的方法和輔助措施。

1 工作面概況

1201工作面位于侯村礦東翼采區(qū)首采工作面,主采煤層為12#煤層,東部為正在掘進的1203工作面,西部、北部均為實體煤。工作面設(shè)計開采走向長度1200m,傾向長度180m,傾角2°~5°,平均傾角為3°,煤層厚度0.8~1.6m,平均為1.2m,煤層賦存較穩(wěn)定,屬于穩(wěn)定可采薄煤層工作面。1201工作面直接頂為均厚1.3m的十一灰?guī)r,基本頂為均厚1.2m塊狀易碎深灰色粉砂巖,直接底為均厚1.23 m遇水易膨脹的淺灰色的鋁質(zhì)泥巖,基本底為均厚2.3m灰色粗粒砂巖。根據(jù)開采要求,1201工作面為對拉薄煤層工作面,上、下面同時生產(chǎn),工作面布置上軌道運輸平巷、中間皮帶運輸平巷和下軌道運輸平巷共計三條巷道。工作面采用炮采,“液壓支架—單體柱—π型梁”聯(lián)合支護,上、下面溜子機頭和機尾采用“四組八架”π型鋼梁支護,工作面推進至550~625m范圍時,先后揭露12條落差0.5~1.7m的正斷層,在該斷層帶附近還存在許多小型衍生斷層,頂板破碎程度較高。在回采過程中,工作面出現(xiàn)多次小型冒頂,嚴重影響了工作面的安全和推進速度。

2 薄煤層過斷層方法和輔助措施

2.1 過斷層方法

(1)斷層落差小于采高。結(jié)合礦井其它工作面過斷層經(jīng)驗,對于落差小于工作面采高的斷層決定采用強推硬過方式。遇斷層前將運輸機調(diào)整方向,過斷層期間加強支護。

(2)斷層落差大于采高。斷層落差越大對工作面開采越不利。根據(jù)本礦井開采經(jīng)驗,對于斷層落差大于采高的斷層,可以通過以下幾個方法來通過:① 在煤田地質(zhì)普查時發(fā)現(xiàn)的斷層,可將工作面沿斷層邊界線布置,使工作面避開斷層帶;② 工作面在回采過程中遇到落差較大的傾向斷層,可以采用跳采進行回采。具體是在斷層帶附近開掘一條中間巷道,作為機巷或者風(fēng)巷,通過該區(qū)域后重新布置切眼進行回采。這種方法雖然能夠有效避免斷層的影響,但是工期長,會損失大量煤炭資源,在經(jīng)濟效益上很差,一般不會選擇;③ 當(dāng)工作面傾向方向存在多個斷層時,可在斷層中間掘出一條全煤巷道,鋪設(shè)刮板輸送機后,向煤巷兩邊放炮掏硐開采;④ 當(dāng)走向斷層位于工作面中部時,可將原工作面在斷層處分為兩個小型工作面進行開采;⑤ 當(dāng)斷層位于機巷或者風(fēng)巷附近時,可以在斷層處重新掘進一條機巷或者風(fēng)巷,然后在斷層的端點處將掘進的新機巷/風(fēng)巷與原來的機巷/風(fēng)巷貫通,這樣可以撇開斷層部分進行回采;⑥ 當(dāng)斷層斜交通過整個工作面時,可相應(yīng)調(diào)整工作面傾向,使工作面與斷層平行,然后在斷層另一盤開新切眼,進行跳采開采;當(dāng)斷層斜交一部分工作面時,在斜交段斷層另一盤開新切眼,其余部分繼續(xù)按照常規(guī)進行推進,推進至新切眼時進行正常開采,這種方法省工省時,有利于提高工作面推進速度。

2.2 薄煤層過斷層輔助措施

(1)過傾向斷層:在工作面回采過傾向正斷層時,若斷層傾向沿走向,一般沿著下盤向上盤推進,此時斷層兩側(cè)頂板巖層已經(jīng)斷裂分離,如果強推硬過容易造成工作面大面積懸頂和采空區(qū)垮落帶不均勻,斷層面頂板巖層重量得不到工作面煤體支撐,將重量全部壓在采場支架上,這樣極易造成工作面大面積頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生;若斷層傾向與走向相反,工作面沿斷層上盤向下盤推進,斷層帶頂板巖層重量部分由斷層下盤承受,支架所受載荷相對減小,這樣有利于降低工作面頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生,但減小工作面來壓對斷層帶來的影響,應(yīng)做到提前調(diào)整工作面,使工作面傾向與斷層走向形成一定的角度,這樣可以人為縮短工作面每個循環(huán)過斷層的長度,避免一次性過斷層。

(2)過走向斷層:薄煤層過走向斷層時,可將工作面分為上、下兩端,并采取拉底挑頂?shù)却胧┒汩_斷層進行開采,同時要加強斷層帶支護,防止工作面頂板冒漏現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 薄煤層過斷層支護

(1)過斷層時嚴禁空頂作業(yè),任何作業(yè)人員均要求在牢固的支護條件下進行作業(yè)。在斷層帶內(nèi)進行支護時,要采用高度適宜的液壓單體柱進行支護,同時要保證液壓單體柱的初撐力達到規(guī)程要求。

(2)在斷層頂板破碎帶內(nèi),液壓單體柱要采用穿鞋帶帽,并在單體柱上方架設(shè)棚子,推移溜子時要打好替棚,為防止影響溜子前移,要做到過梁過頂。在斷層帶打設(shè)單體液壓支柱時,必須做到打設(shè)一棵綁一棵,用鐵絲將柱頭鏈接到頂網(wǎng)上,防止倒柱傷人事故發(fā)生。過斷層時架設(shè)的棚梁必須可靠,頂板不平處用背木背實。

(3)過斷層需要放炮時,為避免頂板大面積冒落,要采用“打淺眼、少裝藥”的方式進行放炮,嚴禁放大炮。

(4)過斷層時要制定專項過斷層措施?,F(xiàn)場要派經(jīng)驗豐富的老工人進行敲幫問頂,及時檢查過斷層作業(yè)地點偽頂、直接頂是否存在松動巖石,并及時處理掉危巖。區(qū)隊干部要確保過斷層工作安全進行,一旦出現(xiàn)安全問題應(yīng)立即停止作業(yè)。

(5)加強1201工作面礦壓觀測,掌握該工作面礦壓規(guī)律,在工作面來壓之前要進行加強支護。當(dāng)出現(xiàn)威脅作業(yè)人員安全時,要及時停止作業(yè),撤離到上、下巷安全地點,并匯報調(diào)度室進行處理。

3 效果分析

1201薄煤層工作面存在多個斷層不同程度地影響了該工作面的正?;夭?,采用合理的過斷層方法,并輔助以相應(yīng)的過斷層措施和支護方法,使1201工作面最終順利通過了這些斷層。1201薄煤層過斷層實踐效果明顯,為工作面過斷層積累了經(jīng)驗。

〔1〕溫慶華.薄煤層開采現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢〔J〕.煤炭工程,2019,(3):60-62.

〔2〕王士博.綜合機械化采煤在桃山煤礦薄煤層開采中的應(yīng)用〔J〕.煤炭技術(shù),2008,27(4):53-54.

〔3〕成光星,申 龍.薄煤層綜采自動化采煤工藝技術(shù)研究與應(yīng)用〔J〕.中國煤炭,2009,35(9):61-62.

〔4〕張守山.薄煤層炮采支架與單體聯(lián)合支護頂板過斷層〔J〕.山東煤炭科技,2008,(3):2-3.

〔5〕邵長華,劉 勇,侯繼文.薄煤層回采工作面過斷層的技術(shù)研究與應(yīng)用〔J〕.山東煤炭科技,2008,(4):82-83.

〔6〕邢佑命,邱運來,李方明.薄煤層回采工作面過斷層技術(shù)研究與應(yīng)用〔J〕.山東煤炭科技,2004,(4):57-58.

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