7541综放工作面过断层技术谈

1、7541综放工作面过断层技术谈吴宇（上海能源大屯股份有限公司 江苏沛县 221611）摘要本文分析了姚桥煤矿7541综放面于2012年2月至3月过f605和f605-1断层期间所采用的关键技术，总结了过断层的经验，提出了过断层需要解决的一些难题，为今后综放面过类似断层提供一定的借鉴经验。关键词 综放面；煤机；支架；断层；顶板破碎；漏顶；冒顶1. 概况姚桥煤矿7541综放面位于东七采区，北以袁堂断层保护煤柱为界，南以东七下部车场为界，东为7539综放面采空区，西为东七下部采区下山，标高-615 -670m,走向长699827m，倾向长185m，倾角214，7煤均厚5.44 m，8煤均厚4.41 m，煤炭中硬。该面直接顶为砂纸泥岩，厚度为3.454.93m，平均厚度为4.19m，自然抗压强度为28.380.8Mpa;老顶为中砂岩，厚度为8.579.39m，平均厚度为8.98m，自然抗压强度为7.5160.1Mpa;直接底为砂纸泥岩，厚度为0.115.37m，平均厚度为8.40m，自然抗压强度为25.683.0Mpa。该综放面主要发育北东向与北西向正断层14条，其中落差大于2.0m的断层3条

2、，即f605正断层，倾角为6570，落差由7m逐渐减小到6.4m，在材料道揭露，由揭露点向溜子道延伸约190m后从溜子道走出；f605-1正断层，倾角为55，落差为7m，在工作面中部揭露，由揭露点向溜子道延伸约77m后从溜子道走出；f606正断层倾角为50，落差为3.5m。由于受f605 和f605-1两条断层的影响，断层与切眼之间的7#煤和8#煤的层间距较小，因此采用两层煤联采的方式进行回采，两层煤结构均简单，都具有自燃发火倾向性，煤尘具有强烈爆炸危险性。 该面安装MG300/700WD型采煤机1台、SGZ764/630型刮板输送机2部、SZZ764/160型转载机1台、PCM110(锤式)破碎机1台、DSJ-100/80/315型皮带机1部、ZFG3600-17/28 H型过渡支架4台、ZF5200-16/28型中间支架120台和ZT2*3200-18/35超前支架11组。2、过断层技术过断层的难易程度与煤层的高度有较大的关系，煤层高度越大，过断层越容易；反之，则较难。综放设备通过断层时所允许的最小煤层高度越小，过断层越容易；反之，比较困难。2.1过断层的前提条件 根据巷道掘进期间

3、的实际揭露情况，超前掌握断层揭露的产状及延伸方向；还要根据综放面推进过断层时实际揭露的产状及延伸方向，地质部门技术人员要及时修正断层的产状及延伸方向。只有这样做才是顺利通过断层的前提条件。2.2过断层的方法选择 综放面过断层方法很多，根据7541综放面f605和f605-1两条断层情况主要选用调整采高法、留顶卧底法和挑顶留底法。2.2.1调整采高法调整采高法就是采取留顶煤或留底煤的方法降低采高。7541综放面在过f605和f605-1断层的初期或后期，断层上下盘顶底板之间的煤层高度大于综采设备允许最小煤层厚度时，要提前一定的距离采取留顶煤或留底煤的方式降低采高，每刀留煤厚度为120mm左右，过断层后逐步见顶见底开采，恢复原采高。2.2.2留顶卧底法和挑顶留底法留顶卧底法就是采取留顶煤卧底岩的方法增加允许综采设备通过的最小高度；挑顶留底法就是采取留底煤挑顶岩的方法增加允许综采设备通过的最小高度。7541综放面在过f605和f605-1断层的中期，断层上下盘顶底板之间的煤层高度小于综采设备允许最小煤层厚度时往往使用这两种方法。7541综放面在过断层期间，有的地段岩石比较松软，就采用煤机割岩

4、直接通过，但有的地段岩石比较坚硬，再使用煤机割岩通过会损坏煤机，就得采取放震动炮爆破的方法先将坚硬的岩石震动破碎，再使用煤机慢速截割。2.3过断层期间回采层位控制 该面主要沿着7#煤地板回采，视断层落差变化及综采设备所能允许的角度，应及时调整溜子飘刹角度，尽量减少破矸、留底或留顶的范围。该面应随着断层往机头运动的规律和影响范围，并根据对应该面的剖面图，应提前调整层位，以减少破矸、留底或留顶的范围。 该面当f605断层揭露后，断层上盘沿着7#煤地板回采，下盘破8#煤地板，应用留顶卧底法，下盘破矸段可放震动炮将坚硬的岩石震动破碎，再采用煤机慢速割矸通过。该面随着断层持续向机头移动，发现f605和f605-1两个断层叠加，位于下盘的支架上方的8#煤地板岩石过厚，使得7#和8#煤较难放出，应用挑顶留底法。此时采取断层上盘适当上漂，留7#煤的底煤，下盘上漂至能将7#和8#煤放出为宜，破矸段可放震动炮将坚硬的岩石震动破碎，再采用煤机慢速割矸通过。该面断层接近机头时，应跟上巷道的角度回采，不进行层位调整，破矸段仍以放震动炮将坚硬的岩石震动破碎，再采用煤机慢速割矸通过。2.4过断层期间顶板控制和片帮处

5、理7541综放面过f605和f605-1断层时，破矸段采高不得大于2.5m，但采高不得过低，让支架立柱留足够的活柱，以防压死支架，保证煤机等综放设备正常通过为宜。上下出口要跟巷道顶底板齐平，严禁形成高低差造成出口支护困难。该面过断层时，在断层面附近、煤岩结合处及逮顶煤段的支架一定要采取带压移架，防止顶板松动。确保支架初撑力不低于24MPa，并每班派专人监测补液。该面煤壁片帮段要及时移超前架，打出伸缩前梁紧抵煤壁。避免造成梁端距加大，顶板离层破碎顺着梁端滑落造成端面冒顶。当该面煤壁片帮较深时，应在支架前梁处垂直于煤壁在支架前梁位置打注32*3300mm的螺纹钢，支架前梁挑住外露螺纹钢对顶板进行超前支护。要做到超前煤机进行移架，及时支护空顶区。当煤机通过超前移过的支架时，采煤机司机必须精力集中，严禁割碰支架顶梁。当该面顶板破碎严重而极易冒落时，可以在支架上方铺金属网、上半圆木进行护顶，联网搭茬不得少于0.2m，并用穿条走向联好；煤机割煤移架时不得撕网、顶网。支架工移架要及时、迅速。支架工、煤机司机要密切配合，过断层时煤机司机要放慢速度截割，煤机截割后，先移支架，后移刮板输送机。不能移超前架

6、的，煤机割一架移一架，以便及时支护新暴露的顶板。支架工移架时必须严格按操作规程操作，移架后，必须使支架处于良好的支护状态，支架仰俯角不大于7。相邻支架高低错差不超过顶梁侧护板的2/3，支架不挤、不咬，架间空隙不超过规定。 该面过断层期间，支架工不要频繁升降支架，避免破坏支架上方顶板的完好性，造成顶板离层而破碎，防止出现漏顶、冒顶现象。该面过断层期间，当综放面支架前梁顶板随采随落，冒顶面积又较大时，并且顶板条件不允许把支架前梁降下来铺金属网、放置半圆木。主要是采用架设半圆木或用大链绑11#工字钢挑棚挑走向梁接顶,接封顶要严实，架设要卡牢煤帮，需要时要根据现场情况和位置打好贴帮柱。割煤时要根据现场情况分别把支架升上劲，将贴帮柱替掉。 该面两顺槽巷道压力较大时，巷道中间用半圆木沿走向再加打一排支护，一梁三柱，柱距0.8米，单体支撑要牢固有力并有适当的迎山角，单体初撑力不低于50KN。为解决该面大面积冒顶，支架无法生根，大范围歪、倒架，造成推溜、移架作业困难这一难题，采取了在支架上打联锁木垛的办法，走向用200mm长3.0m半圆木，倾向用2.6m半圆木，紧靠煤帮打联锁木垛。打木垛前将支架降至2

7、.0m左右，木垛打好后将支架升起，以便接牢顶板。2.5 过断层期间的放煤技术放煤工放煤时，要见矸关闭，严禁大量放矸，造成后尾顶梁上煤抽空，使顶板压力作用在煤壁，造成煤壁片帮。 该面上出口2台支架放煤时，观察上出口顶板的状况，顶板破碎或不好时严禁放煤，并加强支护，以维护顶板完整，确保上出口的安全。 该面在处理冒顶时，凡上方挑有半圆木棚梁或用木料接顶的支架，后尾梁暂不允许放煤。防止将木料放到后溜中发生事故。2.6 过断层期间的防灭火技术该面进风隅角设置挡风帐，回风隅角设置导风帐，防止向老塘串风及回风隅角气体超限。在顶煤松动区域，埋设CO检测点和温度探头，检测CO及煤温变化情况，进行顶煤自然发火预测预报，将自燃隐患消灭在萌芽状态。遇到顶板（煤）破碎，裂隙较多地段或冒顶地段，必须压注凝胶、LFM充填材料，或喷涂罗克休防灭火材料，防治煤层自然发火。利用溜子道事先已经预埋好的一趟3吋管路向采空区压注CO2阻化泡沫（CO2、水、以及MEA发泡剂通过专用发泡装置发泡形成的高分子阻化泡沫）。使采空区遗留煤被CO2阻化泡沫覆盖，采空区气体压力增大，减少新鲜空气进入采空区，降低采空区气体中氧气的含量，抑制CO气体浓度升高。3. 结语7541综放面运用上述过断层的技术，顺利地通过了f605和f605-1两个大断层，不仅成功地控制住了顶板，而且还杜绝了以往综放面过断层时所发生的漏顶、冒顶事故。既保证了安全生产，又加快了综放面的推进速度，降低了材料消耗，具有明显的经济效益。【作者简介】吴宇（1971.11），江苏兴化人，大学，工程师；工作单位：上海能源大屯煤电公司姚桥煤矿安监科；电话：0516-89032566

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