祁虎根 薛寶平

（霍州煤電集團(tuán)安全監(jiān)察局，山西 霍州 031400）

1 概況

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦302工作面位于830水平三采區(qū)左翼，東為井田邊界，西為830南翼系統(tǒng)大巷，南為5-304工作面（未采），北為5-210工作面采空區(qū)。302工作面走向長(zhǎng)度為1744m，傾向長(zhǎng)度為220m，工作面回采煤層為5#煤層，平均厚度為3.1m。煤層直接頂主要以炭質(zhì)泥巖與粉砂巖混合巖層為主，平均厚度為3.5m，巖石普氏系數(shù)f=4.5；基本頂主要以粉砂巖為主，平均厚度為11.8m。截至目前工作面已回采870m。

資料顯示，302工作面回采至860m處位于工作面85#支架之間處揭露一條正斷層F7，斷層落差為2.0，傾角為85°，如圖1所示。通過鉆探發(fā)現(xiàn)F7斷層影響工作面傾向長(zhǎng)度為23m，走向長(zhǎng)度為45m，斷層巖體主要以粉砂巖為主，巖石普氏系數(shù)f=5.0。

圖1 302工作面F7斷層地質(zhì)素描、剖面示意圖

工作面前期采用采煤機(jī)強(qiáng)行推進(jìn)法過斷層，但是由于斷層巖體硬度大，采用采煤機(jī)強(qiáng)行破巖時(shí)采煤機(jī)截割部損壞嚴(yán)重，而且煤柱損失量大，破巖量大，不利于工作面安全高效回采。對(duì)此，決定采用松動(dòng)爆破仰斜法過F7斷層，并在過斷期間采取合理有效的安全技術(shù)措施。

2 松動(dòng)爆破仰斜法回采工藝

2.1 松動(dòng)爆破施工

（1）302工作面從75#支架開始向88#支架施工松動(dòng)爆破孔進(jìn)行爆破施工。松動(dòng)爆破孔深度為1.2m，孔徑為43mm，鉆孔垂直工作面巖體布置，當(dāng)巖體厚度達(dá)0.5m時(shí)開始布置鉆孔。鉆孔排距為1.0m，間距為0.5m，每排第一個(gè)鉆孔距頂板間距為0.3m。

（2）采用松動(dòng)爆破施工工藝，每個(gè)爆破孔內(nèi)填裝一支礦用3#乳化藥卷（300g）、一支毫秒延期電雷管，采用正向裝藥方式，雷管腳線采用串聯(lián)連接方式，孔口處采用水泡泥進(jìn)行封孔處理，封孔長(zhǎng)度不得低于0.6m。

（3）MFB-200型隔爆電容發(fā)爆器起爆，每次允許爆破炮孔數(shù)量不得超過3個(gè)，裝一次藥爆破一次，嚴(yán)禁一次裝藥分次爆破。嚴(yán)禁打眼、裝藥平行作業(yè)。

（4）爆破施工前嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”“三人連鎖”放炮制度，放炮前應(yīng)將工作面所有施工人員撤出工作面至頭尾順槽，并在頭尾順槽攔人設(shè)警戒。

2.2 采煤機(jī)仰斜回采施工

（1）工作面揭露斷層且松動(dòng)爆破施工完后，將采煤機(jī)下行至溜尾處，采煤機(jī)從溜尾130#支架處開始斜切進(jìn)刀正?；夭蓴鄬由媳P煤體。

（2）當(dāng)采煤機(jī)割煤至75#支架時(shí)（距斷層面22m），采煤機(jī)以5°仰角仰斜回采留底煤破斷層巖體，如圖2所示。采煤機(jī)破巖時(shí)的采煤機(jī)滾筒截割深度為0.5m，為了防止一次性破巖造成刮板輸送機(jī)矸石堆積，加大運(yùn)輸負(fù)荷，采用單滾筒往返破巖法，即上行破巖體時(shí)先采用前滾筒破頂巖，下滾筒拍矸石，當(dāng)采煤機(jī)割煤至斷層面后再采用后滾筒下行破巖。

（3）當(dāng)采煤機(jī)仰斜回采結(jié)束且進(jìn)入斷層下盤煤體后，及時(shí)調(diào)整采煤機(jī)滾筒角度，沿上盤煤體頂?shù)装暹M(jìn)行近水平回采。當(dāng)采煤機(jī)往返割煤兩刀后，繼續(xù)對(duì)斷層巖體進(jìn)行松動(dòng)爆破施工，以此類推直至工作面完全過斷層。

圖2 采煤機(jī)仰斜法過F7斷層施工剖面示意圖

3 頂板安全管理措施

為了防止302工作面松動(dòng)爆破仰斜法過F7斷層時(shí)冒頂事故發(fā)生，提高支架初撐力及工作阻力，采用“注漿+撞楔超前支護(hù)”進(jìn)行頂板維護(hù)。

3.1 注漿支護(hù)

302 工作面過斷層期間采用注漿支護(hù)主要作用是對(duì)斷層附近煤體進(jìn)行加固，防止工作面在過斷層期間受構(gòu)造應(yīng)力影響，造成煤壁片幫嚴(yán)重，加大了工作面端面空頂距。

（1）采用手持式鉆機(jī)配套直徑為30mm麻花鉆桿，在斷層巖體面5.0m范圍內(nèi)煤體施工注漿鉆孔。鉆孔深度為5.0m，鉆孔垂直煤壁布置，共計(jì)施工兩排且成邁步式布置，鉆孔排距為1.5m，間距為1.0m，第一排鉆孔距頂板間距為2.0m。

（2）注漿鉆孔施工完后，用3ZBQ20/24煤礦用氣動(dòng)注漿泵對(duì)鉆孔進(jìn)行聚氨酯粘合劑注漿，注漿壓力為0.9MPa，在注漿時(shí)鄰孔出現(xiàn)串液或煤壁滲液現(xiàn)象時(shí)立即停止注漿。

（3）為了不影響工作面生產(chǎn)，在檢修班進(jìn)行注漿施工，注漿3h后工作面方可進(jìn)行回采施工，工作面每割煤8刀后注漿一次，直至工作面完全過斷層。

3.2 撞楔超前支護(hù)

由于采用松動(dòng)爆破破頂巖時(shí)，受爆破震動(dòng)影響巖體面裂隙增加，在采用采煤機(jī)仰斜回采時(shí)，頂板巖體成破碎狀難以預(yù)留，造成頂板高低不平移架時(shí)無法保證支架初撐力及工作阻力，決定在仰斜回采期間對(duì)頂板超前施工一排撞楔超前支護(hù)。

（1）采用YT-23型鑿巖機(jī)配套Φ42mm一字型鉆頭，在仰斜回采期間設(shè)計(jì)頂板位置施工一排超前支護(hù)鉆孔。鉆孔深度為3.5m，鉆孔垂直煤壁布置，鉆孔間距為0.5m，支護(hù)鉆孔成5°斜角布置。

（2）超前支護(hù)鉆孔施工完后，對(duì)鉆孔內(nèi)依次填裝兩支錨固劑及一根長(zhǎng)度為3.5m超前支護(hù)體。該支護(hù)體主要由中空鋼管組成，采用鉆機(jī)依次對(duì)支護(hù)體進(jìn)行錨固。

（3）撞楔超前支護(hù)施工完后，采煤機(jī)割煤時(shí)控制滾筒高度防止切割支護(hù)體損壞截齒，割煤后及時(shí)帶壓擦頂移架。當(dāng)工作面割煤6刀后施工第二排撞楔超前支護(hù)，相鄰兩排支護(hù)交錯(cuò)疊加布置且疊加距離為1.0m。

4 結(jié)束語(yǔ)

店坪煤礦302工作面采用松動(dòng)爆破仰斜過斷層回采工藝，對(duì)頂板采取“注漿+施工撞楔超前支護(hù)”等聯(lián)合頂板管理措施，減少了機(jī)械破巖量，降低了機(jī)械設(shè)備故障率，聯(lián)合頂板管理措施提高了工作面仰采期間頂板穩(wěn)定性，防止頂板冒落事故發(fā)生，保證了工作面安全高效回采，取得了顯著的成效。