大采高工作面过断层技术实践.pdf

第8 期 2 0 1 2 年8 月 山西焦煤科技 S h a n x iC o k i n gC o a lS c i e n c e T e c h n o l o g y N o ．8 A u g ．2 0 1 2 技术经验 大采高工作面过断层技术实践 边俊奇，田慧强，谢明亮 山西西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西古交0 3 0 2 0 3 摘要镇城底矿地质条件较为复杂，构造多，大采高采煤工艺应用较广泛，但大采高综采工作 面由于采高大，在过较大断层时问题突出，操作不当会出现支架实际工作阻力降低、支架倾倒、冒顶等 情况，尤其当断层断距较大时，会加大工作面通过的难度。为保证大采高工作面顺利过断层，在准确 计算过断层最小采高、坡度的前提下，制定相应的安全技术保障措施，才能实现大采高工作面安全、高 效、快速通过断层。本文对该矿大采高工作面在过断层时的相关技术措施进行了阐述，可为同类矿井 提供参考。 关键词大采高；过断层技术；支护 中图分类号T D 3 5 3 文献标识码A 文章编号1 6 7 2 0 6 5 2 2 0 1 2 0 8 0 0 2 6 0 3 西山煤电股份有限公司镇城底矿南六采区 2 2 6 0 6 工作面，所采煤层为2 ．3 。煤，综合机械化一次 采全厚采煤法开采，顶板情况伪顶为0 ～0 ．4m 泥 岩；直接顶为1 ．6 9m 厚细砂岩，老顶为3 ．5 0i n 厚中 砂岩；直接顶为1 ．3 1m 粉砂岩，老顶为4 ．4 4m 粉砂 岩。工作面在回采9 0m 后，遇到一落差为目 3 ．0m 的正断层，随着工作面的推进，该断层落差逐渐增大， 回采4 0 0m 后落差为日 5 ．1m ，给安全生产带来极 大不便，分割为3 个工作面，需重新补巷，且每个工作 面也需重新布置，为此选择硬过断层的方法回采。 1 工作面概况 2 2 6 0 6 大采高工作面沿顶板掘进，煤层平均厚度 2 ．6 8m ，煤层整体呈复式向斜构造，倾角7 0 ，该工作 面走向长22 1 5m ，倾斜长2 4 9m ，采用走向长壁后退 式采煤法。当工作面推进至9 0m 时，遇F S l 2 3 正断 层，至4 0 0m 时，另一断层F S l 2 4 扩大至5 ．1m ， F S l 2 3 、F S l 2 4 断层位置示意图见图1 。 2 工作面过断层技术要求 合的方法，减少破岩量。 图1F S l 2 3 、F S t 2 4 断层位置示意图 2 工作面过断层破岩，根据断层落差大小和岩 石软硬确定采煤机截割或爆破。爆破时采用打眼防 震动炮，采机扫岩的方法进行。 3 设备允许的最小采高该矿使用M G T Y 2 5 0 ／ 6 0 0 一1 ．1 D 采煤机，滚筒直径为1 ．8m ，机身高度 1 ．2 4m ；所用支架为Z Z 4 0 0 0 ／1 7 ／3 5 支撑掩护式液压 支架，支架高度为1 ．7 ～3 ．5m ，工作面过断层影响区 域范围时，采高过低易造成死架，且影响采机通行，所 以增加5 0 0m i l l 安全高度，最小采高确定为2 ．2m ，所 1 工作面过断层采取上盘挑顶，下盘拉底相结以，将最小采高控制在2 ．2 ／1 1 。 收稿日期2 0 1 2 0 7 1 0 作者简介边俊奇 1 9 7 0 一 ，男，山西忻州人，1 9 9 0 年毕业于大同大学，工程师，主要从事煤矿生产及安全管理工作 E m a i l 5 5 3 7 2 0 6 3 3 q q ．c o r n 万方数据 2 0 1 2 年第8 期 边俊奇等大采高工作面过断层技术实践 4 工作面过断层时，溜子的拉运方向坡度控制 在1 0 。以下，使溜子平缓过渡，坡度过大采机运行困 难，同时工作面凸起处溜子底板不易拉下去，造成坡 度越来越陡而运行困难。 5 工作面过断层，受断层影响区域内的仰、俯情 况，视未受断层影响其它段的顶板变化而定，前后要 协调一致，否则，会造成过量拉底或挑顶，增加破岩工 作量。 6 工作面过断层区域内支架要充分接顶，并达 到初撑力。否则，会造成顶板下沉而冒顶。 7 当断层带顶板破碎易发生冒顶事故时，割煤 放炮前，在煤壁挂铁丝网、架设梯子梁、打锚杆锚索， 进行联合支护。 8 工作面发生冒顶事故时，采用“井”字型小木 垛进行构顶支护，严禁空顶作业。 9 工作面断层处打眼放炮前要提前拉支架，使 主梁梁头紧靠煤擘。 l O 工作面断层处的炮眼布置为打眼时根据岩 厚确定炮眼布置方式，破岩厚度小于0 ．8m 时为单排 炮眼，破岩厚度在1 ．5m 以上时，为双排炮眼。上盘 顶眼距顶0 ．2m ，下盘底眼距底0 ．2m ，炮眼问水平距 0 ．8m ，垂距0 ．8m ，炮眼口均向机头或机尾摆1 0 0 。 1 1 上作面打眼使用F T 一1 7 0 型钻机，1 ．5m 长 的六菱形空心钻杆，炮眼垂深0 ．8m ，打一茬眼，割一 刀煤，严禁打满杆，以防控顶面积大而造成冒顶。 1 2 工作面炮眼装药量为每眼1 卷，正向装药结 构，放炮时间尽量减少采空区抛渣，影响拉架和损坏 支架。 1 3 工作面放炮时，炮眼口均朝机头 尾 时，放 炮顺序应从机尾 头 向机头 尾 逐段进行。 1 4 放炮时，每3m 为一段，放炮后及时伸出防 片帮板，控制好顶板，防片帮板伸出后端间距≥3 4 0 m m 时，要及时带压擦顶移架。 1 5 放炮后顶板不平时，采机割煤时应将顶板扫 平，不能造成低头架。 1 6 放炮前要对支架采取防护措施，同时应停止 乳化液泵供液，待放炮后，检查支架阀组手把是否被 炮崩出的岩石打到升降位置，若有，及时回0 后，方可 通知供液支护，避免在放炮后造成支架自动降架而 漏顶。 3 断层带顶板破碎时的加强支护 其施工工艺 1 铺网。 a 铺网时，先将支架防片帮板收回，将其长边沿 工作面倾向展开，并与循环网搭接1 0 0m m ，隔一孔联 一扣，网的短边搭接1 0 0m m 、孔孔相联、联网丝为 3 0 0m m 长的1 4 。铁丝，联网时网丝双股拧结，每扣3 匝，网的规格为0 ．7X1 0m 2 的1 2 “菱形金属网。 b 铺第一道网时，先将支架防片帮板收回，将网 的长边沿上作面倾向展开，吊挂在前梁梁头，并拉回 吊起。网铺好后，两人分别架住板梁的两端，架在金 属网下，一人操作支架，将支架防片帮板打出，挑住板 梁，然后人员迅速撤离煤帮进入支架内，将板梁下支 架防片帮板全部打出，如此逐架进行，将网压住。板 梁使用d 2 0c mx3 ．0m 圆木从中一分为二，制成厚度 不小于1 1 0m m ，板梁与铁丝网间用8 ”铁丝双股捆绑 每根木梁捆两道铁丝。铺网、上板梁作业时，必须逐 架逐段进行。 2 上梯子梁、打锚杆锚索。 a 在网下先沿工作面倾向布置梯子梁，相邻两 架梯子梁必须对接，使锚孔重合，并由锚杆托盘压死。 b 锚杆的布置及安装。 1 打锚杆眼前，先按设计要求进行定位、标记、 同时在锚杆上也做一标记，以保证打眼深度，锚杆倾 向煤帮4 5 。，间距1 ．0m 。 2 采用M Q T 一1 2 0 型锚杆钻机，长1 ．5m 的六 角中空钻杆，使用d 2 7m m Y 型钻头打眼，眼深1 ．5m 。 施工时，必须保证锚杆孔径和药卷直径相匹配、匹配 系数4 ～6m m 、药卷直径2 3m m 。 3 锚杆眼打好后，取下钻杆，将M S C K 2 3 5 5 、 M S Z 2 3 5 5 型各一卷药放进锚杆眼内 M S C K 2 3 5 5 型在 眼底 ，然后用预先上好连接头的锚杆体将锚固剂送 到眼底。外露0 ．3I N 时开始搅拌，边搅拌边推进，搅 拌时间为3 0S ，保持推力1m i n ，然后取下搅拌机具，3 r a i n 后将锚杆尾部螺母拧紧，使预紧螺母扭矩达到 2 0 0N m ，达不到时重新补打，锚杆锚固力为9 0k N 。 4 安装锚杆时，要首先检查锚杆眼的方向、位 置、深度、角度是否符合要求。如发现不符合要求，不 得在该眼中安装锚杆，应重新补打。拧紧螺母杆尾螺 纹部分外露长度不得小于2 0m m ，不得大于3 0m m c 安装锚索具体工艺。 1 利用M Q T 一1 2 0 型钻机配合d 1 9m m 可接六 角中空钻杆和d 2 7m m Y 型钻头钻孔，孔深6 ．3m ，锚 万方数据 2 8 山西焦煤科技2 0 1 2 年第8 期 索倾向煤帮6 0 。，间距1 ．5m 。 2 安装时，将M S C K 2 3 5 5 、M S Z 2 3 5 5 型药卷各 两卷依次放人孔内，用锚索将药卷推至孔底，上好锚 索安装器，将锚索与钻机连接。 3 开始时，钻机低速度运转，均匀用力将锚索 往里推，当锚索外露1 ．0m 时，快速钻动钻机，最终外 露0 ．2 ～0 ．3m ，保持钻机平稳搅拌4 5S 后停止，在保 持钻机推力1m i n ，方可撤钻机。 4 安装锚索2h 后，上好锚索托盘和锁具，并 用张拉千斤顶进行张拉承载，保证张拉压力达到 3 0M P a 。 4 劳动组织及效益 1 按规程要求正规施工，每割一刀煤需要打眼 6 0 个，3 台风钻同时作业，每台钻需打眼2 0 个，每打 一个眼连装炮需要5m i n ，打眼装炮共需1 0 0n f i n ，放 炮时每3m 放一炮，一刀煤放炮1 0 次，需8 0m i n 。打 眼放炮总计1 8 0m i n ，开机割一刀煤3h ，完成一刀生 产任务需6h 。 2 按两班半出煤，半班检修组织生产，生产班互 创条件，每天两个生产班割3 ．5 刀煤，检修班派足人 员边检修边打眼，割一刀煤，圆班完成4 ．5 刀煤，约 24 6 8t ，全月按生产2 5d 的计算，共生产原 煤6 17 1 1t 。 3 生产班要求所有人员全部参与打眼、放炮工 作，割煤时才各有分工。 4 按照劳动组织岗位人员配置，每个圆班出勤 6 3 人，每日生产原煤24 6 8t ，完成工效约3 9t ／工。 5 问题及建议 1 过断层期间，要保证支架完好，不出现自动卸 载现象，否则无法控制顶板。采煤机割过煤后，要及 时拉架，滚筒过后防片帮板马上伸出。 2 工作面刮板输送机坡度要缓，不使刮板输送 机出现急弯，保证刮板输送机正常使用。 3 对断层带顶板破碎段的铺网、架设梯子梁、打锚 杆锚索联合支护非常必要，能有效地控制顶板和煤壁片 帮，从而预防煤壁片帮以及因煤壁片帮而引发的冒顶事 故，保证生产的正常进行。铺网、架设梯子梁、打锚杆锚 索联合支护要及时，不能在片帮、冒顶后进行。 P r a c t i c eo nP a s s i n gt h r o u g hF a u l tT e c h n o l o g yo f L a r g eM i n i n gH e i g h tW o r k i n gF a c e B i a nJ u n q i ，T i a nH u i q i a n g ，X i eM i n g l i a n g A b s t r a c tT h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o n so fZ h e n c h e n g d ic o a lm i n ei sm o r ec o m p l e x ，t h es t r u c t u r ei s m o r e ，l a r g e m i n i n gh e i g h tp r o c e s si sa d o p t e dw i d e l y ，b u tt h ef u l l ym e c h a n i z e dw o r k i n gf a c eb e c a u s eo fl a r g em i n i n gh e i g h t ，w h e n p a s s e dt h r o u g ht h ef a u l tt h ep r o b l e m si sp r o m i n e n t ，i m p r o p e ro p e r a t i o nw i l la p p e a rt h ea c t u a lr e s i s t a n c eo fs u p p o f lr e d u c e d ，t h es u p p o r tt o p p l e do v e r ，r o o ff e l la n dm a n yo t h e rc i r c u m s t a n c e s ，e s p e c i a l l yw h e nt h ef a u l td i s p l a c e m e n ti s l a r g e rw i l li n c r e a s et h ed i f f i c u l t yo ft h ef a c ep a s s i n gt h r o u g h ．I no r d e rt oe n s u r et h a tt h el a r g em i n i n gh e i g h tf a c ep a s s t h r o u g ht h ef a u l ts u c c e s s f u l l y ，u n d e rt h ep r e m i s ew h i c ha c c u r a t e l y c a l c u l a t et h em i n i m u mm i n i n gh e i g h to fp a s s i n g t h r o u g ht h ef a u l ta n ds l o p e ，f o r m u l a t e dc o r r e s p o n d i n gs e c u r i t yt e c h n o l o g ys a f e g u a r dm e a s u r e s ，c a nr e a l i z es a f e l y ，e f f i c i e n t l ya n df a s d yp a s s i n gt h r o u g ht h ef a u l t ．I nt h i sp a p e r ，w h e nt h el a r g em i n i n gh e i g h tf a c ep a s s e dt h r o u g ht h ef a u l t t h er e l a t e dt e c h n i c a lm e a s u r e sa r ee x p o u n d e d ，c a np r o v i d ear e f e r e n c ef o rt h es i m i l a rm i n e s ． K e yw o r d sL a r g em i n i n gh e i g h t ；P a s s i n gt h r o u g hf a u l tt e c h n o l o g y ；S u p p o r t 万方数据 大采高工作面过断层技术实践大采高工作面过断层技术实践 作者边俊奇， 田慧强， 谢明亮， Bian Jun-qi， Tian Hui-qiang， Xie Ming-liang 作者单位山西西山煤电股份有限公司镇城底矿,山西 古交,030203 刊名 山西焦煤科技 英文刊名Shanxi Cooking Coal Science Technology 年，卷期2012,368 本文链接