综采面分层开采过落差7.5m断层的方法.doc

综采面分层开采过落差7.5m断层的方法 XX矿是一个年产300万t地质条件复杂的老矿井，引进综采开采已有20年的历史。综采产量一直占全矿产量的60％以上。近几年来综采场地受井田中部京山铁路煤柱和地质构造影响，工作面走向长度均在300～800m之间，造成综采面搬家倒面频繁，衔接非常紧张。只有尽可能延长综采工作面走向长度，才能发挥其高产、高效的作用，缓解衔接紧张的局面，保证全矿生产任务的完成。 8282一层综采工作面，成功地采过了落差7．5m的大断层，延长了工作面的走向，缓解了综采衔接，并为下分层开采创造了较好的生产条件，取得了较好的效益和经验。 1 工作面概况 1．1 工作面地质条件 8282一层工作面位于唐山矿十三水平南翼一、二石门之间的八、九合区煤层，是该区域八、九合区煤层的第一个分层工作面。煤层平均厚度为10．4m，煤层倾角12～25，平均18。全煤层中有2～3层夹石，煤层的单向抗压强度为16MPa。伪顶为深灰色砂质泥岩，泥质成分，带状构造，节理、裂隙发育。直接顶为深灰色泥岩和砂质泥岩互层，厚度5．03m，岩石的单向抗压强度为89MPa。老顶为灰色细砂岩，以石英为主，硅泥质胶结，厚度22m，岩石单向抗压强度143MPa。8282为第一分层，工作面底板为煤层。工作面西部有一条落差7．sm，倾角55、走向N170的逆断层。平行于该逆断层伴生一条落差2．0m的正断层，两断层与工作面下顺槽呈40夹角，一直延伸到工作面停采线以外的京山铁路煤柱中，影响工作面走向达113m、倾斜长度最大90多m。 1．2 工作面生产条件 工作面走向长度（520m）（如不过断层走向长度只有407m），倾斜长度137m，采高2．6m。上、下顺槽沿煤层顶板布置，巷道采用10．4m2可缩拱形支架支护。工作面使用G32013／32型掩护式液压支架，EDW300L型采煤机和国产SGE730/320型中双链封底式刮板输送机，下顺槽使用BEA500型胶带输送机。开采时，在工作面液压支架上顶铺设8菱形金属网，做为下分层的假顶。作业方式为“二采一准”。 2 过断层的方法 2．1掘进施工时的巷道布置 掘进施工遇到断层后，先将断层的性质、落差、断距等要素探清楚，然后掘进巷道从断层下盘穿过断层面进入上盘，开始托煤顶施工，并按18上山掘进，45m后巷道找到顶板，继续沿顶板掘进（图2）。 2．2确定工作面推采方向 为了减少工作面过断层时出现片帮冒顶现象，有利于控制顶板和煤壁，确定了由断层的上盘向下盘推采，即从一石门向二石门方向俯斜开采。由于断层影响范围俯斜开采的下山角度达18，对工作面的煤顶和煤壁的控制较有利。 2．3下顺槽胶带输送机的布置 因断层位置在巷道走向垂直剖面上出现了上仰18角的折线，给使用一条胶带输送机带来了困难。为此在断层位置安装了“接力机头”装置，解决了在垂直面上出现上仰折线造成胶带输送机胶带上漂的问题。下顺槽650m长的巷道，只安装了一套胶带输送机和一套顺槽转载机。下分层开采时仍可使用此方法。 2．4 工作面过断层时各种角度的控制 2．4.1 工作面走向方向倾角的控制 工作面要顺利采过断层，关键在于控制好工作面走向方向下山开采的角度和倾向方向的角度。走向方向下山的角度必须以下顺槽为标准，按照巷道18下山的坡度，从下出口排头架开始，随着工作面推进，逐渐使支架一架架开始托煤顶开采，直到断层位置，再一架架过渡到断层下盘。在工作面下托煤顶俯斜开采时，必须保证工作面走向下山达到18，如果达不到18下山的角度，就会使工作面撞到断层下盘的顶板上，影响工作面过断层，甚至会失败。工作面要由走向近水平开采马上过渡到俯斜18下山开采，关键在于采煤机的卧底量要相适应。调整采煤机摇臂的升降角度，使采煤机卧底量由原来的113mm增加到594mm，满足了工作面俯斜18下山开采的需要。 2．4.2 工作面倾向倾角的控制 工作面过断层时，从下出口排头支架开始往上有一段范围内要托煤顶开采，这段托煤顶范围的倾角，要求在工作面支架和采煤机能够适应的情况下，尽量增大角度，以减少工作面托煤顶的范围和煤炭损失。为此，将工作面托煤顶范围的倾角控制在25左右。为保证液压支架、采煤机和输送机能够在25倾角正常工作，特采取如下技术措施 （1）在下出口的第～三组排头支架上安装了支架的防倒和防滑装置，保证了排头支架在25倾角下移架时不会倾倒和下滑。 （2）加强支架的检修工作，特别是排头支架的检修，要杜绝因液压支架密封不完好造成支架自降架发生倒架事故。 （3）移架时严格按照自上而下的顺序，用单体液压支柱配合，将移架后的支架调成有4的迎山角度，以平衡顶板作用在支架上的下滑力。 （4）控制好工作面机头超前机尾的距离。过断层期间，在工作面平均倾角19．2的情况下，机头超前机尾9～12m，以平衡工作面输送机的下滑力，防止输送机下滑。 （5）在采煤机上安装液压防滑装置，以防止采煤机下滑造成事故。 （6）工作面下半部采用自上而下的斜切进刀方式。由于工作面下半部断层范围倾角大，还要挑断层下盘顶板，采煤机上行斜切进刀时牵引部受力太大，落煤矸效果差，故采用了自上而下的斜切进刀方式。收到了较好的效果。 2.5 工作面托煤顶范围的控制 当工作面下出口排头支架推采到断层位置时，工作面托煤顶范围最大。通过计算，找出理想状态下的最大托煤顶范围，用来控制和指导工作面过断层的工作。 2．6托煤顶范围顶板的控制 过断层前，工作面托煤顶范围是俯斜开采，走向下山角度最大达18，煤壁片帮和顶板冒顶现象较少。揭露断层后，工作面俯斜开采角度变小，且断层附近的弱变区和破碎带容易片帮冒顶，为此要特别加强对此范围的顶板控制，控制此范围顶板的方法主要是 （1）降低采高。易片帮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。 （3）追机带压移架等等。 2．7 为下分层开采创造有利条件 随工作面向前推进，断层逐渐向工作面中部过渡，在过断层的同时，还要尽量多回收煤炭并为下分层开采创造有利条件。具体方法如下 2．7.1 挑断层下盘顶板为下分层开采创造良好条件 因断层落差较大，影响下分层的开采，为此在过断层时，采取挑部分断层下盘顶板的方法（图5）。在伴生的正断层到逆断层之间5m范围内，工作面挑顶板最大达2．2m，这样在断层上盘托煤顶范围就可少损失高度2．2m，倾斜40m，走向100多m，近1．57万t的煤炭。即减少了断层附近煤炭的损失，又为下分层的开采创造了有利的条件。在挑顶板的同时，还要调整好工作面断层下盘与上盘托煤顶范围的工作面竖曲线弧度，使该竖曲线的曲率半径R大于70m，以保证工作面液压支架上部顶梁不相互挤在一起，可以顺利移架。同时也保证采煤机能够在输送机上正常行走。 2．7．2 探明断层附近下分层的剩余煤层厚度 工作面推采过程中，在断层附近，走向每10m、倾向30m范围内，沿倾斜每3～5m为一个探点，用煤电钻探明各点的剩余煤层厚度，将探明的剩余煤层厚度填绘在1500的工作面平面图上，为下分层的巷道布置和开采提供资料。 3 成果 （1）8282一层工作面利用俯斜托煤顶开采等方法顺利地采过了落差7．5m的大断层，延长了工作面的走向，缓解了综采衔接，取得了较好的效益。 （2）过断层期间，采取了一系列的措施，控制了工作面各种角度，控制了工作面顶板，保证了工作面的正常开采。 （3）采取了挑断层下盘顶板等措施，减少了煤炭损失，为下分层开采创造了有利条件。 （4）工作面过断层期间仍取得了较好的各项指标，实践证明，如果技术措施得当，综采工作面过大断层也可以取得较好的效益。 （5）为分层综采工作面过大断层总结了经验。 该文章来自【中国矿业论坛】,地址http//