綜放工作面過大型地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)探討

1、<p>　　綜放工作面過大型地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)探討</p><p>　　摘要：在25042綜放工作面過紅12斷層群期間，采取直接平推硬過的方法，緩解了礦井采掘接替的緊張局面，提高了采區(qū)資源回收率、降低了重新掘進切眼的費用，為今后綜采工作面過大落差斷層提供了寶貴的技術(shù)依據(jù)和經(jīng)驗積累。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大型地質(zhì)構(gòu)造 技術(shù) 探討 </p><p><

2、;b>　　1 概述 </b></p><p>　　鶴壁中泰礦業(yè)有限公司位于河南省鶴壁市北部，1958年建井投產(chǎn)，經(jīng)過兩次改擴建，現(xiàn)設(shè)計年生產(chǎn)能力150Mt/a。礦井主采煤層為二1煤層，煤層賦存復(fù)雜而不穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造較多，尤其是大型斷層較多。礦井煤層頂?shù)装迩闆r為：直接頂：黑色砂質(zhì)泥巖，層面含大量植物莖部化石及白云母碎片，平均厚7.5m，普氏硬度系數(shù)f=6.37。老頂：灰色中粒砂巖，礦物成分以石英為

3、主，暗黑色礦物次之，層面含白云母碎片，具斜層理，鈣質(zhì)膠結(jié)，平均厚9.5m，普氏硬度系數(shù)f=10.5。直接底：灰黑色砂質(zhì)泥巖，含砂量由上而下逐漸增多，厚4.5m。老底：深灰色中細粒砂巖，中間夾薄層黑色泥巖及黑色泥質(zhì)包裹體，層面含白云母碎片，平均厚8.5m，普氏硬度系數(shù)f=8.53。目前開采的25042綜放工作面，從設(shè)計到投產(chǎn)，幾經(jīng)修改，回采期間共計受38條斷層的影響，其中紅13-3斷層及其伴生斷層（H=11m，∠60°）與工作面

4、斜交且貫穿整個工作面，推進方向長約170m，對工作面回采影響最大。 </p><p>　　2 工作面布置及支護形式 </p><p>　　2.1 工作面布置 在工作面掘進過程中，通過邊探邊掘，上順槽以紅12-7斷層（H=7-20m）為界，下順槽以紅13斷層（H=30m）為界，切眼以一分層采空區(qū)為邊界。如圖1所示： </p><p>　　2.2 支護形式 下順槽運輸巷

5、及上順槽回風(fēng)巷均采用4.2m×3m的U型棚支護，上下順槽推進長度平均為945m；切眼內(nèi)采用ZF5600-18/32液壓支架支護，長度為150m。 </p><p>　　2.3 設(shè)備配置（見下表） </p><p>　　3 過斷層機理分析 </p><p>　　3.1 過斷層時斷層附近煤巖破斷分析 地層中聚集的能量在釋放過程中，往往使巖層發(fā)生斷裂、擠壓、錯動

6、、破碎等現(xiàn)象，并伴有大量裂隙的產(chǎn)生。因此，常常在斷層帶附近，形成斷層破碎帶，如圖2所示： </p><p>　　通常頂板巖層的強度會大于煤層的強度，這樣會造成在受到同樣大小的力的作用下，煤巖破碎后，煤的破碎程度比巖石的要嚴重。當(dāng)回采工作面通過斷層時，頂板破碎不易控制，與保留巖頂相比，保留煤頂要困難得多。 </p><p>　　工作面過正斷層，以圖3點劃線的方向從上盤向下盤推進。當(dāng)工作面還在

7、斷層的上盤，快通過斷層面時，斷層破碎帶弱變區(qū)A范圍內(nèi)的煤層由于破壞嚴重，煤沿斷層面下滑因而煤層保留不住，發(fā)生片幫。工作面煤壁片幫后，梁端面空頂范圍增大，破碎的頂板巖層可能會發(fā)生冒頂，從而影響生產(chǎn)。梁端面頂板冒落后，如不能進行有效護頂，而采取讓支架抬頭伸出前伸縮梁來應(yīng)付梁端面冒頂，由于受千斤頂伸出量的限制，過大的頂梁抬頭承受頂板垮落的壓力，會造成支架前梁千斤頂?shù)膿p壞，也會進一步加劇頂板的惡化。即使支架推過冒頂區(qū)，支架頂梁上的頂板也已破碎和

8、出現(xiàn)空洞，支架無法有效支撐頂板，自身的穩(wěn)定性也受到影響，極易導(dǎo)致支架沿工作面傾斜方向傾倒，出現(xiàn)支架頂梁相互咬架等現(xiàn)象，從而使過斷層的時間延長，造成惡性循環(huán)。 </p><p>　　3.2 方案的確定 25042綜放工作面所揭露的紅13-3斷層及其伴生斷層，為一斜交正斷層，由于受礦井接替及現(xiàn)場實際條件影響，工作面采用松動爆破和丟三角煤相結(jié)合的辦法直接推進通過。這樣可以節(jié)省用于倒面掘進準備巷道和支架回撤的準備費用，同

9、時緩解了礦井的接替緊張的局面。但是，過該斷層由于丟三角煤，斷層上下盤交界處頂板極難控制，技術(shù)難度大，安全威脅大，同時在過斷層期間，由于落差較大，切眼將進入斷層下盤的底板巖石中，工作面破巖范圍增大，對設(shè)備的磨損較為嚴重。為確保工作面支架及運輸機的正常使用，必須根據(jù)頂板的強度以及斷層實際揭露的情況進行挑頂或臥底，使工作面底板平緩，以利于安全回采。 </p><p>　　3.3 采取的技術(shù)措施 ①由于工作面下順槽比上順

10、槽高17m，為防止工作面運輸機和支架下滑，提前對工作面進行了調(diào)斜，使工作面下順槽超前于上順槽15m，并與斷層影響方向盡量的斜交，減少一次揭露長度。施工過程中，工作面推溜移架嚴格執(zhí)行由下向上的順序，防止支架下滑。②過斷層期間，加強工作面機電設(shè)備的維修和管理，確保各部機電設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，消除管路“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，液壓泵站壓力達到規(guī)定要求，確保工作面支架有足夠的初撐力能有效支撐頂板。③合理控制好工作面過斷層處的采高，將采高降至2.5m&#

11、177;0.1m，防止工作面超高造成支架中心偏移，使支架發(fā)生傾斜，造成擠架、倒架現(xiàn)象。④控制好工作面斷層上下盤坡度，并根據(jù)斷層發(fā)展趨勢及時調(diào)整施工工藝，對工作面進行合理挑頂或臥底，盡量使工作面坡度一致，確保支架及運輸機正常使用。⑤加強工作面工程質(zhì)量管理，確保工作面“三直一平”，若發(fā)現(xiàn)局部超前或滯后，及時進行帶架調(diào)整，嚴禁運輸機出現(xiàn)彎曲不直、高低起伏現(xiàn)象。移架嚴格執(zhí)行帶壓擦頂移架法，少降快移。⑥在過斷層期間，提前在斷層破碎帶鋪金屬菱形網(wǎng)，

12、防止在移架過程中因頂板過于破碎不能及時護頂而造成流矸冒頂事故。⑦過斷層期間，由于斷</p><p>　　4 安全效益和經(jīng)濟效益 </p><p>　　紅13-3斷層按照以往傳統(tǒng)回采過斷層方法，必須另掘巷道繞過，經(jīng)過嘗試本方法，采用平推硬過（上盤丟三角底煤、下盤采用松動爆破破巖直接推過）的方法，減少了重新掘進切眼和拆除搬家的費用500余萬元，多回收煤炭約18萬噸，比預(yù)定時間提前15天過完斷層

13、，確保了礦井全年生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，并為今后綜采工作面過大落差斷層提供了寶貴的技術(shù)依據(jù)和經(jīng)驗積累。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]翟世龍，張宗寶.大型地質(zhì)構(gòu)造對采區(qū)設(shè)計的影響[J].山東煤炭科技，2011（05）. </p><p>　　[2]楊連云.地質(zhì)構(gòu)造與礦井瓦斯涌出規(guī)律的研究[J].技術(shù)與