综采工作面过落差7m走向断层技术研究及应用.pdf

收稿日期 2006 - 12 - 20 作者简介杨剑山1969 - ,男,河南平顶山人,助理工程师, 1992 年毕业于焦作煤校,现任平煤集团八矿安检科科长。 综采工作面过落差7 m走向断层技术研究及应用 杨剑山,贺启录 平煤集团公司 八矿,河南 平顶山 467000 摘要通过对平煤集团八矿一大采高综采工作面过落差7 m走向断层典型实例的分析,总结了回采工作面现 场过断层的具体措施。 关键词大采高;综采工作面;走向断层 中图分类号 TD82 文献标识码B 文章编号 1003 - 05062007 01 - 0010 - 02 2005年5月,在平煤集团八矿戊9210214140大采 高工作面,开展了过落差7 m走向大断层的技术攻 关,并取得成功。 1 工作面概况 平煤集团八矿戊9210214140工作面位于八矿戊 四采区下部西翼,东起戊9210214141采面采空区,西 距平煤十二矿井田边界260 m,南邻已回采的戊92102 14101采面,北与尚未开发的八矿二水平接壤。采 面东西走向长67213 m,南北倾斜宽14417 m,埋藏 深度为46616～51218 m。煤层平均厚度为413 m, 平均倾角为18,呈上陡下缓和东陡西缓的趋势。 煤层为黑色块状肥煤。煤层瓦斯含量大,为严重突 出危险工作面。煤层直接顶为深色砂质泥岩,夹条 带状细砂岩,直接底为泥岩。 在掘进回采巷道和切眼时,共揭露出大小断层 17条,均为正断层,落差017～710 m,落差大于1 m 的断层13条。其中F 17 14断层落差 7 m,倾角48～ 58,从回风巷中12测点外10 m处开始揭露,与采 面走向呈20 向采面内部发展100 m后,与采面走 向平行向前发展图1、 图 2 。 2 工作面设备布置情况 该工作面采用98架ZY640022315 /45型支撑掩 护式支架支护顶板,采面设计采高413 m。采用 MGTY2300 /7302111D /412M电牵引采煤机落煤。采 煤工作面采用MECO2830 /750型刮板输送机运煤, 运输巷采用SZZ830 /250型刮板转载机和112 m落 地式 胶 带 输 送 机 运 煤。高 压 供 液 使 用2套 GRB315 /3115大流量乳化液泵轮换供液。使用QF 型轻便钻机打瓦斯释放孔。 图1 戊9210214140 F17 14断层平面 图2 戊9210214140 F17 14断层剖面 3 过断层的方案选择 过断层的方法总体上可分为两大类① 根据断 层的实际情况,在采取合适的措施后平推硬过;② 不 直接接触断层,采取跳切眼或在断层带掘巷道等方 法预先消化掉断层。前一类方法主要针对落差小的 断层,在生产实践中被广泛使用;后一类方法主要针 对落差较大而且走向与采面走向的夹角较大的断 层,在短时间内跳切眼即可将断层甩掉。 戊9210214140工作面F 17 14断层在回风巷揭露时, 断层走向与采面走向夹角较小,在运输巷未揭露出, 01 2007年第1期 中州煤炭 总第145期 不能准确判断其在采面走向上的影响范围。因此, 采用跳切眼的方法过断层已不可能,惟有采取措施 硬过。 4 过断层技术分析 F 17 14断层落差大,破碎带长,顶板极其破碎,对回 采的影响很大,给硬过断层提出了两大技术难题。 1由于采面煤层平均厚413 m,选用了目前国 内较大的ZY640022315 /45型支撑掩护式大采高支 架。大采高支架的固有缺点是稳定性差,其适应坡 度一般在15 以下。该采面受F 17 14断层的影响,断层 带及以上坡度增大至20 。在如此复杂的条件下, 如何保证支架的最佳支护状态,防止挤架、 咬架,是 保证成功硬过断层的重要基础。 2当采高超过315 m以后,片帮对顶板控制 的影响不可忽视,通常片帮深015～110 m很常见。 F 17 14断层破碎带长20余米,而且顶板非常破碎,一旦 发生大面积片帮,很容易引发冒顶事故。因此,对破 碎顶板的控制是成功过断层的关键。 5 主要技术措施 511 顶板控制 1过断层时采面顶板的层位控制。由于断层 下盘顶板很破碎且落差大,因此不能沿下盘顶板回 采。采取上盘破顶下盘托顶煤的方式上盘破顶板 岩石310 m,长约15 m;下盘托顶煤最厚处410 m, 长约20 m 图 2 。 2降低断层带采高。为了防止过断层时发生 大面积片帮引起冒顶事故,采面上半部断层带及以 上采高降低至218～312 m。要保证顶梁平缓过渡, 顶梁侧护板错差不超过2/3。 3采用爆破落煤。采煤机割煤时顶板一次暴 露面积较大,且对顶板震动比较大,很容易诱发冒 顶。因此,在破顶板坚硬岩石段和托顶煤段采取爆 破落煤措施,人工攉煤。托顶煤段在煤层中只布置 底眼和腰眼,腰眼离顶板不少于115 m。放炮后顶 板以下形成伞檐煤,起到临时支护顶煤的作用,减少 空顶面积。放完炮后首先拉架,打开护帮板,将伞檐 挤下后再清煤。炮眼布置如图3所示。底眼和腰眼 装药量均为400 g,眼深均为1 500 mm,起爆顺序为 底眼 → 腰眼,封泥长度均大于500 mm,水炮泥均为 1卷。 4及时拉架。采面煤墙片帮宽度超过400 mm处,无论是否在断层带,必须大力提倡拉超前 架。在不能拉超前架的地方,追煤机前滚筒移架。 安排专人在追煤机后滚筒伸护帮板,防止发生片帮。 图3 炮眼布置示意 512 加强支架稳定性 1安装防倒千斤顶。从采面机尾开始,每5 架安装一套防倒千斤顶装置。在拉架时收紧防倒千 斤顶,减少支架向下偏移。 2安装侧护板双向液力锁。该采面支架出厂 时各架侧护板液路上没有安装双向液力锁,由于支 架质量大,当坡度增大至18 以上时,在支架重力作 用下已打开的侧护板会自动收回。为了防止侧护板 自动收回形成挤架、 咬架,在采面机尾至断层带的支 架侧护板液路上安装双向液力锁,加强支架整体刚 性。 3及时调架。由于断层带顶板破碎,拉架时 架间容易流砟导致顶空,支架初撑力低,支架发生游 动形成挤架、 咬架。因此,在断层带及以上备用单体 柱拉架时,配合使用防倒千斤顶、 侧护板进行调架, 保证支架处于合理的支护状态。 4合理调整伪倾斜。为防止采面输送机上窜 下滑,采面伪倾斜调整为 3 10015m,即机头超前 机尾 3 10015m。每日测量机头、 机尾进度,根据 情况进行调整。 6 结语 该采面所揭露的断层很特殊,不仅落差大,而且 影响范围大,几乎贯穿整个采面。在过断层时,我们 根据现场情况不断完善措施,调整方案,安全回采终 获成功,为今后过类似断层积累了宝贵的经验。 责任编辑秦爱新 11 2007年第1期 杨剑山等综采工作面过落差7 m走向断层技术研究及应用 总第145期