15302综采工作面过断层的构造.pdf

1 5 3 0 2综采工作面过断层构造 郭美玲 山西省阳泉固庄煤矿 ， 山西 阳泉 5 0 6 0 摘要 1 5 3 0 2 综采工作面遇断层， 本文分析了断层构造情况， 提出了过构造方案， 通过实施取得了良好技术经济效果。 关键词 煤炭生产； 综采工作面； 过构造 中图分类号 T D 3 ． 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 8 8 1 2 0 0 9 0 1 0 0 9 3 0 2 1 ． 概 况 山西省阳泉固庄煤矿位于阳泉市西北 1 9 k in，阳泉市 郊区和盂县接壤地带。 成立于 1 9 8 2年， 矿井设计生产能力 为 1 5 0万吨 ／ 年。 1 ． 1 地质基本情况 固庄煤矿井 田位于沁水煤 田的东北边缘， 主要含煤地 层为上石碳系太原组及下二选系山西组， 本区主要开采煤 层有三层。由上至下依次为 8 煤层 俗称九尺煤 赋存两 层可采煤层 ，即 8 1 煤层与 8 2 煤层 ， 8 1 煤层平均厚度 0 ．7 6 m， 8 2 煤层平均厚度 1 ． 2 6 m，层间距一般 4 m左右， 一 般同时分层开采； 1 2 煤层 俗称四尺煤 为本区主要可采 煤层之一，平均厚度 1 ． 3 m，较为稳定 ，在煤层上部有约 0 ． 2 m夹石， 俗称腰带石， 为本煤层的标志层 ； 1 5 煤层 俗 称丈八煤 ， 为本区主要稳定可采煤层 ， 平均厚度 7 ． 3 7 m， 在 煤层中部有一层炭质页岩， 俗称连岩石， 为本煤层的标志 层 ， 煤层上部为八寸石， 随采随落。本煤层为本区最稳定、 结构复杂的厚煤层， 经济价值最大。 1 ． 2 工作 面概况 本矿 1 5 3 0 2回采工作面为 1 5 煤三采区首采工作面， 该 工 作 面地 表 基 岩 出露 ，冲 沟 发 育 ，盖 山厚 度 2 0 2 m 3 0 8 m， 平均 2 3 0 m。在走向长 8 4 0 m， 倾斜长 1 4 6 m的 回采范围内， 发育褶曲 5条、 断层 3条， 对回采工作造成许 多不利影响， 其中以F l 逆断层对回采影响最大， 曾一度讨 论重新布置采掘工程。该断层位于进风巷 8点以西 7 m及 回风巷 8点以西 9 m两点连线， 贯穿整个工作面， 该断层面 走向为 2 5 。倾向为 2 9 5 。， 倾角为 3 2 。， 在进风巷落差为 6 m， 在回风巷落差为 7 m。 1 ． 3 采煤 方法及机械设备 1 5 3 0 2 工作面，采用综采低位放顶煤一次采全高法， 机采高度 2 ． 5 m， 放顶煤高度 4 ． 5 m左右， 工作面长 1 8 0 m。 支 架型号 Z F 0 0 0 1 6 ．5 ／ 2 6 ．5 ， 采煤机 MX G 一 3 5 0型 ， 前部溜 S G Z 7 ／ 3 2 0型， 后部溜 S C W一 6 3 1 8 0型。 2 ． 构造分析 首先从 1 5 3 0 2工作面进风顺槽一侧看， 该断层造成对 盘煤层下降 6 m，所处地段煤层底板为砂质页岩 ，厚约 2 ． 5 m， 并夹有 1 5 下煤 ， 该砂质页岩上留有明显的掘进机 机头挖掘痕迹 ， 经综掘队验证， 掘进工程未开炮， 证实了该 砂质页岩从物理特征上已被构造力影响破坏， 造成岩石强 收稿 日期 2 0 0 8 一 t l 一 1 5 作者简介 郭美玲 1 9 6 5 一 ， 山西省阳泉固庄煤矿工程师。 度的降低， 从而能被综掘机截割。因此， 在综采过构造时， 若综采支架调整到合理的位置， 采到断层对盘时支架顶梁 可调整到对盘煤层顶板， 那么， 需要处理的本盘煤层底板 厚度仅为 1 ． 3 m一 1 ． 5 m。 再从回风顺槽一侧分析， 虽然断层造成两盘煤层顶底 板相接， 但由于构造本身的特点， 断层对盘顶板所形成的 “ 岩墙” 沿回采推进方向的厚度不超过 4 m一5 m， 且呈上宽 下窄的楔形 ， 同样也受到构造力的影响破坏 ， 即使机组截 割困难 ， 也可考虑使用局部开炮的方法将其落下。 考虑到断层走向与工作面推进方向有 2 5 。夹角的实 际情况 。 回采中需要开炮处理的“ 岩墙” 在工作面内宽度不 会超过 2 0 m， 且有逐渐向进风巷一侧推移的趋势。 3 ． 确定过构造方案 1 5 3 0 2工作面遇全煤层错断的逆断层， 给综放面正常 生产带来困难， 由于国内可借鉴的经验不多 ， 使“ 能否强行 通过构造区” 成为争议点。 综采设备重、 液压支架工作溜能 否顺利前移， 能否适应顶板破碎条件下的开采。 “ 强行通过 构造区” 技术难度大， 又无生产经验 ， 而“ 重开绕道， 工作面 丢掉构造区” 不仅多掘巷道， 丢煤多 ， 而且综采面重新搬 家， 既影响了生产又损坏设备， 很不经济。 为了减少煤炭资源损失 ， 减少搬家次数， 缓解采掘矛 盾。 在该工作面开采期间， 地质人员通过细致观察， 科学发 析， 进一步查明了构造分布情况 ， 并对构造可能造成的影 响作出评价 ， 得出结论 对于造成全煤层错断的逆断层完 全有可能通过机采与炮采相结合的方式一次性通过， 不需 新开切眼。经过多方论证 ， 最终提出了综采过构造方案。 1 回采接近构造前 ， 进、 回风巷由技术部门准确标定 位置， 以便准确掌握过构造动态。 2 回风一侧遇断层前 2 0 m， 工作面四段 7 5架至 9 9 架 应强行割底， 必要时可结合开炮， 至断层面时割底厚度 应达到 1 ．5 m， 即 每推进 l m， 起底 7 c m～ 8 c m。 3 工作面三、 二 、 一段 ， 随四段割底进程逐步开始割 底 ， 即 四段割底达 0 ． 5 m， 时三段开始割底， 三段达到 0 ． 5 时二段开始， 以此类推。 4 过断层面， 有意识地加快机尾推进速度， 以减少工 作面内遇构造的宽度。 5 回风巷断层处应提前压顶垫底， 改善过构造条件。 6 过断层后 。 应及时调整支架， 随断层对盘煤层的情 况开采。 4 ． 安全技术措施 4 ． 1 割煤要求 1 5 3 0 2综采面过断层构造期间， 机组司机要掌握好割 顶割底尺寸， 做到割底平整， 确保运输机运转良好， 同时根 据煤层变化情况， 调整工作面坡度， 尽量少割顶底板岩石。 4 ． 2 放煤要 求 1 5 3 0 2综采面构造影响带 ， 工作面推进方向上 ， 提前 5 m开始不放顶煤，工作面倾向构造带前后 5 m不放顶煤， 直至完全过构造后， 才开始正常放煤， 不放顶煤主要是为 了使支架顶梁接顶好， 能有效支护工作面顶板 ， 同时为了 充填采空区， 防止支架后滑和倒架。 4 ． 3移架要 求 移架时， 降架高度不能大于邻架侧护板高度的 2 ／ 3 ， 以 避免出现倒架咬架现象。被移架的相邻两架支架必须开 紧， 避免移架时将溜子拉回， 保证相邻两架能起导向杆作 用， 防止倒架、 窜架。工作面备有单体液压支柱和移溜器， 对失去稳定性的支架进行辅助调整， 用单体柱、 移溜器配 合采煤机向上顶运输机， 以阻止运输机下滑和辅助推溜。 4 ．4 ． 移溜要求 1 5 3 0 2工作面构造影响段 ， 溜子道正上方 ， 每隔一架 在支架前探梁吊耳上悬挂一条锚链 ， 用以起吊溜子， 解决 溜子陷底， 推移困难问题。 在顶板完整无片帮地点， 可操作 支架前梁升降起吊溜子， 下垫木板， 保证推溜顺利。 在顶板 破碎、 片帮严重地点， 严禁采用支架吊溜子， 要采用导链起 吊。工作面变坡点要保证平缓 ， 溜子运转平稳， 因底板不 平 ， 可起吊溜子， 将溜子垫平垫稳。 4 ． 5液压 系统要 求 1 5 3 0 2工作面构造影响带支架， 采用专用液压泵和专 用液压管路供液， 泵站压力保证在 3 1 ． 8 N P a以上， 4 h液压 系统不漏液、 不串液， 无损元件， 配件充足， 乳化液符合标 准要求 ， 有备用液压泵、 液压箱。 4 ． 6 防滑防倒措施 工作面设锚固站， 以加固工作面起坡前机尾排头两架 支架， 移架时先移基准架， 其余支架向基准架看齐。 在过构 造期间， 当工作倾角大， 为防止输送机下滑， 沿工作分段设 千斤， 将支架底座和前后部溜槽用锚链相联。在支架间底 座前后分别联有 1 2 个调整千斤，以随时调整架间空隙， 调正架位， 起到导向和防滑作用， 调架着力点以靠近支架 重 心为宜。 4 ． 7加强地质预测预报工作 1 5 3 0 2工作面在过断层构造期间，地质人员跟班监 测， 按照确定的预报范围、 预报内容 ， 随时掌握煤岩变化情 况和过构造情况， 及时准确地收集数据和信息 ， 及时提出 处理意见， 将工作面地质预测预报表发送到有关领导及相 关单位， 以便采取有效措施 ， 保证工作面顺利通过断层构 造 。 4 ． 8爆破要 求 1 5 3 0 2工作面过构造期间， 确需小范围爆破 ， 必须设 专职爆破员， 制定相应的安全技术措施， 并严格执行有关 规定 ， 做到职责分工明确， 制度落实到位 ， 确保工作面安全 通过构造区。 5 ． 实施过程 由于准备论证工作充分， 加之对该断层构造派生的褶曲构 造也纳入考虑范围，过断层构造的实施过程得以顺利进 行。 从工作面接近断层前 2 0 m开始， 首先利用断层派生的 向斜 该向斜走向基本与断层走向平行 ， 两翼大致等长， 东 西翼各长 2 0 m， 岩层倾角 1 O 。～ 2 O 。 ， 采至较低标高， 当 煤层底板抬高时， 开始割底， 以保持工作面相对断层较低 的标高。严格执行既定方案， 即 到断层面时割底 1 ． 3 n r 1 ． 5 m 。 当工作面回风巷采至断层面时，割底实际达到了 1 ． 3 m， 且在支架顶部出现了对盘煤层的伪顶， 继续推进， 揭 露老顶灰岩范围不超过 l O ～ 1 5 架 ，通过局部开炮落岩， 工 作面四段 自遇到断层直至完全摆脱断层影响， 在走向方向 推进了 1 6 m， 这一过程为三、 二、 一段过断层提供了可靠的 经验 ， 同时， 也暴露了一些问题， 最现实的问题是如何控制 工作面遇断层时的标高，使割底与压顶实现不偏不重， 以 最大化地减轻过断层的困难。 经过技术人员与生产单位跟 班作业， 适时调整， 加之机头位置断距相对较小， 整个工作 面走向推进 5 0 m后， 完全按照预定方案顺利通过断层。 6 ． 实际效果 通过技术部门与生产单位的紧密配合， 矿井地质人员 跟班现场观察， 分析论证 ， 最终使 1 5 3 0 2工作面顺利地通 过了这一大断距的逆断层。实践证明， 1 5 3 0 2工作过断层 构造的地质预测预报是准确的， 工作面开采方案 、 回采工 艺和安全技术措施是行之有效的。 虽然工作面仅实践了局 部过断层构造开采， 但此经验值得推广。今后将对本次过 构造的地质预测预报经验数据、 开采方案和安全技术措施 应用于局部地质条件复杂地丈八七采区其它工作面， 解决 七采区复杂地质条件下的生产问题。 通过与“ 重新开切眼， 搬家过构造” 方案相比， 节约搬家费用 5 O万元， 减少资源 损失 1 1 ． 8万吨，增加原煤产量 6万吨，增加销售收入约 2 0 0 0万元． 大大缓解了原本紧张的采掘衔接 ， 取得了良好 的经济效益和社会效益。