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273 科学管理 2020年第9期 断层是煤炭开采过程中常见地质构造，断层存在 会给采面正常生产带来一定的影响。特别是工作面遇 到的落差较大断层时，其影响范围更广，同时断层可 能会与含水层联通，给采面生产安全带来明显威胁 [13]。若采面采用平推硬过法过断层时，不采取相关煤 岩体加固措施，由于断层带内煤岩体破碎，采面在生 产期间可能会遇到顶板大范围冒落、支架失稳甚至倒 架以及煤壁片帮等问题，给采面生产带来严重威胁。 注浆加固法具备安全系数高，在采面过地质构造时广 泛采用。文中以2301综放工作面过断层为技术背景， 将新型无机加固材料应用到构造带内破碎煤岩体加固 中，保证了采面过断层安全 1 工程概况 山西某矿2301回采工作面开采3号煤层，厚度在 7.6m，采用综放方式开采，地质构造较为复杂，其 中23011巷为采面回风巷、23012巷为采面进风巷。 根据矿井前期地质勘探资料，工作面在回采过程中 会先后揭露F114、JDF88等5条正断层。由于受断层 构造带影响，局部范围内煤层裂隙发育，采面在过 断层期间容易出现冒顶、片帮等问题。特别是采面 中部发育的DF22断层（H010m，213∠50）、 JDF87断层（H02m，189∠4550）、JDF88断 层（H02m，189∠5055）对回采工作面影响显 著，影响范围为120m。具体采面与断层位置关系见图 1。 图1 采面与断层位置关系 2 注浆材料 注浆选用新型无机加固材料，该加固材料不仅具 备有机高分子材料优点，同时可以避免对环境影响， 可以有效增加断层影响带附近煤岩体强度。降低采面 在过断层期间出现煤壁片帮、冒顶发生率。 3 注浆加固方案 选择在回采工作面进风巷进行深孔注浆，终孔位 置应超过断层10m，从而可以实现断层影响带附近全 方位控制。以及控制煤壁及顶板稳定原则，注浆加固 的重点是对采面顶板上覆岩层进行控制。采用新型无 机加固材料并结合高注浆压力可以使得注浆浆液在微 小裂隙中扩展，提升采面注浆效果。 一般情况下在断层构造带附近的煤岩体裂隙发 育，注浆时容易漏浆，因此注浆前先采用浅孔低压注 浆，对煤层表层裂隙进行封堵。 3.1 注浆钻孔布置 注浆钻孔布置在采面回风巷内，每个5m布置一个 钻孔，共计施工37个注浆孔，从切眼向采面停采线 方向注浆孔编号依次为1号、2号37号。钻孔分上 下两层布置，呈三花眼状。最下排钻孔布置在距离 煤层底板1100m位置处，钻孔仰角为812，深度为 2545m；上一排钻孔距离巷道底板2000mm，深度为 5070m，上仰角度为713，施工的注浆孔孔径为 75mm。具体注浆钻孔布置见图2。 （a） 平面图 （b） 剖面图 图2 注浆钻孔布置示意图 3.2 封孔 注浆孔封孔质量直接影响注浆效果，在回采工作 面采用两堵一注封孔方式，封孔长度为10m。 3.3 注浆参数 1）注浆压力 注浆压力直接影响注浆效果，压力过大会造成煤 岩体破碎，降低煤岩体强度，压力过小则造成注浆范 围过小，不能起到煤岩体全覆盖注浆加固目的。根据 采面煤体强度以及断层发育情况，采用的注浆压力控 制在815MPa时，若注浆过程中漏浆或者跑浆严重可 综放开采工作面过断层注浆加固研究 郭旺 山西华润煤业有限公司福巨源煤矿 山西 古交 030200 摘要断层是影响煤炭生产中常遇地质构造，在断层影响范围内煤岩体裂隙发育，围岩稳定性较差，采面推进过断层 时常出现冒顶、片帮等问题，给采面正常生产带来不利影响。基于此，提出一种新型无机加固材料对断层破碎带附近煤岩 体进行加固，并详细对注浆加固参数进行设计。注浆后煤岩体强度、稳定性显著增加，确保了回采工作面过断层安全，现 场取得显著应用效果。 关键词综放开采 无机加固材料 注浆 断层 破碎带 科学管理 274 2020年第9期 以适当降低注浆压力。 2）注浆量 合理的注浆量可以提升断层破碎带影响范围内的 煤岩体强度，注浆量过低时会导致注浆浆液在煤岩体 裂隙中充填不密实，注浆量过大则造成浆液浪费。注 浆量与注浆钻孔长度、孔径、加固区域内煤岩体裂隙 发育情况、注浆浆液粘度、煤岩体破碎情况以及煤岩 体孔隙率等因素密切相关。根据现场情况预测单个注 浆钻孔需要的注浆量为2t。 3）防漏浆技术 在采面注浆时当漏浆严重时可以先暂停注浆，并 适当降低注浆压力以及泵送流量，采用棉纱对漏浆点 进行封堵或先采用双液浆对裂隙进行封堵，随后再换 单液浆继续加固。 4）合理注浆时机 注浆时机应跟采面采高、断层发育情况、开采推进 情况、顶板岩性以及采取的开采方式密切相关，根据采 面开采情况选择在切眼距离断层40m时进行注浆。 3.4 注浆系统 具体在采面进风巷内布置的注浆加固系统见图3，双 液注浆泵型号为ZBYSB100/20-18.5，搅拌泵型号为QB260， 其他的设备包括有盛浆桶、混合器以及注浆管路等。 图3 注浆加固系统 3 结束语 1）在断层构造带范围内煤岩体稳定性较差，若不 采取加固措施采面揭露断层时容易出现冒顶、支架失 稳以及片帮等各类问题，制约采面生产。注浆加固时 确采面过断层破碎带的一个安全实用技术措施，通过 注浆对破碎带内的裂隙进行充填，提升破碎围岩稳定 性。 2）适宜的注浆材料可以现在提升断层注浆加固效 果，经过综合分析在2301采面内采用一种新型有机加 固材料进行注浆，该材料性能与高分子材料相似，同 时还不会对环境造成造成污染，不会给井下作业人员 安全带来不利影响。 3）注浆加固后回采工作面在过断层期间顶板未出 现冒落问题，仅有局部区域出现小规模煤壁片帮，片 帮深度均在0.5m以内，不会给采面正常生产带来明显 影响。 参考文献 [1] 王业飞 . 底板起伏条件下综放工作面回采工艺及破 碎煤岩控制研究 [D]. 中国矿业大学， 2019. [2] 李海鹏 . 综放工作面断层区域注浆加固技术 [J]. 内 蒙古煤炭经济， 2019（11） 134-135. [3] 赵玺 . 综放工作面初采安全高效过断层技术工艺 [J]. 煤矿现代化， 2019（04） 27-29. 作者简介 郭旺，（1990-） ， 男， 山西左权人， 学士， 助理工程师， 毕 业于黑龙江科技大学资源勘查专业， 目前在山西华润煤业有 限公司福巨源煤矿从事地测防治水科长工作。 用含中性点接线的逆变器，而其接线组别宜选用yn11 类型。 2.2 加强日常绝缘监测 为保障光伏电站运行安全，应当严格依规开展定 期监测工作，特别是在绝缘监测方面，能够更及时的 发现箱式变压器的绝缘缺陷，降低站内设备故障几 率。在实际光伏电站运维中，需适当提高箱变绝缘监 测的频次。 2.3 重视油样化验工作 经光伏电站箱变故障分析，其内部绝缘缺陷是导 致高压故障的关键原因，为避免类似故障发生，需做 好箱变内部油样的化验工作。从内部绝缘出现缺陷到 引发故障，均是在较长时间逐渐积累的，其在恶化过 程中通常会有放热或放电的问题，进而使得油样成分 发生拜年话。通过定期化验，能够更有效的去检测绝 缘状况，必要时还要采取干预措施，避免绝缘情况恶 化。在箱变运行中，还要加强油温的监测，通过增加 巡视及化验的频次的方式，避免油温过高变压器演变 为故障。 2.4 做好投建阶段技术选型工作 为保证光伏电站长期运行的安全性，降低箱式变 压器的故障几率，就要从光伏电站建设阶段出发，切 实做好选址、电气设计、设备选型等工作，确保箱变 产品本身质量过硬，还要符合电站整体设计要求。 3 结束语 综上所述，本文以典型的箱式变压器为例，结合 光伏发电特点，详细分析了其常见的接地、断线以及 短路等变压器故障。为有效规避箱变故障，光伏电站 运维方要加强日常绝缘监测，重视油箱化验工作，在 条件允许下，还要增设绝缘监测装置，切实保障箱式 变压器安全运行。 参考文献 [1] 林青娇 . 站用变压器的保护与故障处理分析 [J]. 集 成电路应用， 2019， 36（11） 102-103. [2] 葛琪， 苏战辉， 谢红伟， 董永超， 霍富强 . 分布式光伏 电站过程层设备通讯故障的探讨 [J]. 机械与电子， 2016， 34 （10） 50-53. [3] 赵霞， 罗兰， 汪凡， 颜伟， 余娟 . 含不接地逆变电源的 中低压配电网三相潮流模型 [J]. 中国电机工程学报， 2016， 36（20） 5421-54305718. 作者简介 曲小飞 , 男， 山西省忻州市定襄县宏道镇 ； 1988/10/19， 本科 ； 沈阳农业大学科学技术学院， 机电助理工程师。 （上接第242页）