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1、7257 工作面平推硬过落差 11m 断层的实践与探讨 赵高升 尚成军 安徽恒源煤电股份公司任楼煤矿 摘 要： 对于综采工作面来说, 遇落差较大断层对工作回采的经济效益以及安全生产具有非常严重的影响, 为了能够进行安全的生产, 只能对综采工作面搬家, 另外开切眼。但这样会降低回采率, 采掘工作也会出现连续失调的现象, 增加吨煤的成本, 企业的经济效益就会相应的降低。任楼煤矿 7257 工作面回采中期将过落差 011m 的断层组, 对工作面回采影响较大。回采过程中采取平推硬过方法过断层, 本文对工作面过断层方案、过断层工艺和效益对比进行深入剖析, 对综采工作面过断层技术提供参考依据。关键词： 平
2、推; 断层; 11m; 效益; 作者简介：赵高升 (1977-) , 男, 汉族, 安徽宿州人, 工程师, 注册安全工程师, 现任恒源煤电任楼煤矿副矿长, 主要从事煤矿安全开采和管理工作。收稿日期：2017-11-14Practice and discussion of flat and hard over drop 11m fault in 7257 mining faceZhao Gaosheng Shang Chengjun Anhui Hengyuan Coal Corporation Renlou Coal Mine; Abstract： For fully mechanized c
3、oal face, has a very serious impact on the economic benefits of a large drop in fault recovery and production safety work, at this time in order to carry out safety production, it can only move in fully mechanized mining face, also cut, which would reduce the rate of extraction, mining will also app
4、ear continuous disorder phenomenon increase, tons of coal cost, the economic efficiency of enterprises will correspondingly decrease. In Renlou Coal Mine 7257 working face mining will lead to a drop of 0 middle fault group 11 m, a greater impact on the mining face. Mining process adopt the horizonta
5、l pushing method of crossing the fault, the fault of working face crossing Fault Technology The comparison of art and benefit is deeply analyzed, and it provides reference for the technology of crossing fault in fully mechanized coal mining face.Keyword： horizontal push; fault; 11m; beneficial resul
6、t; Received： 2017-11-141 工作面简介及 DF5-51 断层情况1.1 工作面简介本工作面靠近 F5 逆断层为 72、73 煤层合并区, 72 煤层整体趋势东厚西薄, 煤厚在 0.83.3m 之间, 平均 2.4m, 煤层赋存稳定, 工作面走向长度 2300m, 倾斜长度 209m, 煤层倾角 17, 为综合机械化长壁式回采式工作面。1.2 DF5-51 断层情况断层为近乎平行工作面的断层, 如图 1 所示。图 1 7257 工作面回采地质平面图 下载原图风巷揭露处断层落差 H=11m, 机巷揭露处断层落差 H=8m。从机风巷揭露岩石段看, 机巷走向影响 57m, 风巷走
7、向影响长度 46m。如图 2、图 3 所示。图 2 机巷掘进施工剖面图 下载原图图 3 风巷掘进施工剖面图 下载原图2 过断层技术实施方案2.1 过断层方案的确定工作面初期考虑采用直接推进通过和搬家跳采 2 种方案。如果跳采, 需提前掘进准备巷道 207m, 支架需转运、安装 138 架, 支架安装就位存在安全风险, 同时也消耗一定的费用。由于我矿采掘接替紧张, 生产任务重。如果采取搬家跳采方式, 工作面将停采 2 个月进行改造, 对产量造成一定的影响。所以, 最终确定直接推进通过的方法回采, 预计可以多回收煤炭资源 2.6 万 t, 同时也减少了跳采准备的费用。2.2 过断层技术的实施(1)
8、 工作面断层前期影响情况。本工作面在 1 月 19 日时起受 DF5-51 断层牵引影响将 72 煤顶板向下牵引, 工作面 30-120 架全岩, 平均每天割煤 2 刀。如图4 所示。工作面进入断层后, 起初跟着两巷提车, 工作面基本全岩, 回采的为72 煤顶板, 且 72 煤顶板草帽顶、滑面较发育, 工作面时有片帮漏顶情况。该工作面断层处岩石破落常用 2 种方法:采煤机直接截割、打眼放炮。如工作面岩石硬度大, 普氏系数大于 4, 上盘顶板下扎, 下盘顶煤上翻, 采煤机无法通过时, 应采取措施挑顶或破底, 确保采煤机顺利通过。可以采取放炮方式挑顶或破底, 炮眼布置方式根据现场矸石硬度而定, 可
9、布置单排眼, 也可布置三花眼、五花眼, 一次装药分次起爆, 每次放炮不超过 5 架支架, 以防止压死运输机。放炮时, 采煤机放在放炮区域以外, 尽量放在放炮地点的机尾侧, 以利于出矸;当断层落差小, 岩石硬度小, 普氏系数小于 4 时, 可用采煤机直接截割, 采煤机割岩速度要放慢。图 4 工作面地质素描图 下载原图(2) 刹车找煤阶段。为了能多回采原煤, 从两巷剖面来看, 上盘的 72 煤被牵引向下, 预计走向可采 20m 底煤, 按现场平均采高 2.2m 计算, 共计多回采原煤12300t, 如果提前提车破顶、留底回采, 将浪费这段资源。因此, 采用先刹底找煤, 后大幅度提车撵下盘煤层的方法
10、硬过断层。工作面在 2 月中旬, 基本全矸, 此后以 15提车, 每个循环提车 150mm, 期间底板 138-80 架、1-40 架逐渐出现 01m 厚煤。但是, 由于机尾 130-138 架顶板破碎, 导致回采时这几架采高平均达到 3.75m, 而本工作面使用的 ZY6000/18.5/38 支架最大支撑高度为3.8m。如果上方空顶, 由于立柱行程有限, 支架将不能起到支撑左右, 易出现歪架等情况, 存在一定的安全隐患。同时刹车过程中煤机行走部组件受煤机自身倾斜的重力影响, 导向轮、滑靴等关键点受力增大, 致使损坏, 影响正常进尺。(3) 提车破矸阶段。受地质构造因素影响, 煤层发育不稳定
11、, 在刹车回采底煤结束时, 工作面进入提车阶段, 提车需要 2 个过程: (1) 将俯斜 15.9的支架抬平; (2) 继续提车使支架保持 15仰采。采煤机滚筒最大挑顶高度为 200mm, 由于支架顶梁紧贴上方矸石, 必须推进 3.53.9m (ZY6000/18.5/38 支架顶梁长度为 3.9m) , 使支架顶梁与顶板岩石之间有足够空隙或有少量破碎矸石, 支架方能抬平, 为继续提车还要经过这一阶段, 方能使支架 15仰采。图 5 风巷提车角度预想图 下载原图图 6 机巷提车角度预想图 下载原图2.3 控顶阶段过断层期间, 工作面接进断层面时, 托煤顶仰斜开采, 走向上山角度最大达25, 断
12、层影响带顶板破碎煤顶不易控制, 容易发生冒顶事故, 为此要特别加强对此范围的顶板控制, 本工作面过断层期间控制顶板主要采取的方法是:(1) 降低采高。易冒顶范围的采高降低到刚刚能够通过机组的 2.3m 左右。(2) 人工做好超前支护, 提前控制好顶板, 采用 DN-2.8 单体配合 2.5m 工字钢或者 2.5m 半圆木支护顶板。(3) 保证工作面“三直一平”, 避免因工作面不平直而造成支架的挤架、咬架和倒架现象。(4) 合理控制采高, 防止支架空顶;减少截深-使梁端距缩短, 同时采煤机过后3m 之内及时移架。(5) 断层带附近顶板破碎, 要求采煤机后滚筒割煤后, 立即移架, 并打出护帮板,
13、挤住煤壁, 防止架前流碴冒顶。(6) 所有支架必须达到初撑力, 确保断层附近支架对顶板的有效支护。(7) 采用带压擦顶移架方式移架, 防止支架挤咬和倾倒。(8) 断层影响范围内, 及时拉超前架, 防止片帮、漏顶。3 影响过断层正常进尺的几点分析3.1 放炮影响过断层期间安排中班打眼放炮, 夜班割煤, 每个班打眼平均在 70 架左右。每架平均在 35 个眼, 挑顶眼居多。中班打眼预计 5 个小时打完, 放炮预计在 45个小时。打眼速度正常不受其他影响, 但放炮一次最多能放 5 个眼。通过现场分析原因, 由于工作面岩石为粉沙岩, 硬度高, 岩石崩裂后, 碎裂的小矸石块落入运输机刮板、链条上, 填满
14、了其内空间, 增加了刮板链条与运输机溜槽的摩擦阻力, 导致运输机拉不动, 需要人工清理部分矸石后方能开车, 大大减小了放炮的效率。3.2 工作面片帮漏顶影响图 7 工作面素描 下载原图由于工作面需破顶提车撵断层上盘, 受断层面应力影响, 同时顶板为煤顶, 且有几处滑面较发育, 滑面倾角在 60左右。如图 7 所示:2013 年 3 月 6 日工作面素描。在推进过程中工作面片帮漏顶时有发生, 每个圆班工作面需正规人工超前管理 1030 架, 为了合理安排时间, 早班管理 20 架, 中班交接后割煤 (机头进 2 次) , 然后班末管理 10 架左右, 给夜班创造条件, 夜班 70138 架进刀2
15、 次。这样保证了每个圆班能正常推进 2 刀煤。4 经济效益分析经过计算 7257 工作面强推硬过该正断层多回收原煤 2.6 万 t。同时, 省去了开掘改造巷 207m 及综采设备回撤搬迁等费用, 同时减少了由于设备转运安装带来的安全隐患。缓解了任楼煤矿的生产接替, 创造了良好的经济效益。5 结语综采工作面安全过断层, 减少了综采安装、搬家倒面的次数, 避免了时间和设备的浪费, 缓和了采掘接替矛盾;回收了断层煤柱, 有效提高了矿井煤炭的采出率, 降低了煤炭开采成本, 对企业发展、提高经济增长起到了促进作用。参考文献1徐永圻.煤矿开采学 (修订本) M.徐州:中国矿业大学出版社, 1999. 2吕礼国, 李伟, 王明胜.综采工作面过倾向大落差断层技术实践J.煤炭科技, 2016 (2) :35-36.
