綜放工作面過(guò)大型地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)探討

1、<p>　　綜放工作面過(guò)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(guò)紅12斷層群期間，采取直接平推硬過(guò)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(jìn)切眼的費(fèi)用，為今后綜采工作面過(guò)大落差斷層提供了寶貴的技術(shù)依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)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(guò)兩次改擴(kuò)建，現(xiàn)設(shè)計(jì)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(xì)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(kāi)采的25042綜放工作面，從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)，幾經(jīng)修改，回采期間共計(jì)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(gè)工作面，推進(jìn)方向長(zhǎng)約170m，對(duì)工作面回采影響最大。 </p><p>　　2 工作面布置及支護(hù)形式 </p><p>　　2.1 工作面布置 在工作面掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)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(hù)形式 下順槽運(yùn)輸巷

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

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(qiáng)度會(huì)大于煤層的強(qiáng)度，這樣會(huì)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(yán)重。當(dāng)回采工作面通過(guò)斷層時(shí)，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(guò)正斷層，以圖3點(diǎn)劃線(xiàn)的方向從上盤(pán)向下盤(pán)推進(jìn)。當(dāng)工作面還在

7、斷層的上盤(pán)，快通過(guò)斷層面時(shí)，斷層破碎帶弱變區(qū)A范圍內(nèi)的煤層由于破壞嚴(yán)重，煤沿?cái)鄬用嫦禄蚨簩颖Ａ舨蛔?，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(huì)發(fā)生冒頂，從而影響生產(chǎn)。梁端面頂板冒落后，如不能進(jìn)行有效護(hù)頂，而采取讓支架抬頭伸出前伸縮梁來(lái)應(yīng)付梁端面冒頂，由于受千斤頂伸出量的限制，過(guò)大的頂梁抬頭承受頂板垮落的壓力，會(huì)造成支架前梁千斤頂?shù)膿p壞，也會(huì)進(jìn)一步加劇頂板的惡化。即使支架推過(guò)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(wú)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(guò)斷層的時(shí)間延長(zhǎng)，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(chǎng)實(shí)際條件影響，工作面采用松動(dòng)爆破和丟三角煤相結(jié)合的辦法直接推進(jìn)通過(guò)。這樣可以節(jié)省用于倒面掘進(jìn)準(zhǔn)備巷道和支架回撤的準(zhǔn)備費(fèi)用，同

9、時(shí)緩解了礦井的接替緊張的局面。但是，過(guò)該斷層由于丟三角煤，斷層上下盤(pán)交界處頂板極難控制，技術(shù)難度大，安全威脅大，同時(shí)在過(guò)斷層期間，由于落差較大，切眼將進(jìn)入斷層下盤(pán)的底板巖石中，工作面破巖范圍增大，對(duì)設(shè)備的磨損較為嚴(yán)重。為確保工作面支架及運(yùn)輸機(jī)的正常使用，必須根據(jù)頂板的強(qiáng)度以及斷層實(shí)際揭露的情況進(jìn)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(yùn)輸機(jī)和支架下滑，提前對(duì)工作面進(jìn)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(zhǎng)度。施工過(guò)程中，工作面推溜移架?chē)?yán)格執(zhí)行由下向上的順序，防止支架下滑。②過(guò)斷層期間，加強(qiáng)工作面機(jī)電設(shè)備的維修和管理，確保各部機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，消除管路“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，液壓泵站壓力達(dá)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(guò)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(pán)坡度，并根據(jù)斷層發(fā)展趨勢(shì)及時(shí)調(diào)整施工工藝，對(duì)工作面進(jìn)行合理挑頂或臥底，盡量使工作面坡度一致，確保支架及運(yùn)輸機(jī)正常使用。⑤加強(qiáng)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(shí)進(jìn)行帶架調(diào)整，嚴(yán)禁運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)彎曲不直、高低起伏現(xiàn)象。移架?chē)?yán)格執(zhí)行帶壓擦頂移架法，少降快移。⑥在過(guò)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(guò)程中因頂板過(guò)于破碎不能及時(shí)護(hù)頂而造成流矸冒頂事故。⑦過(guò)斷層期間，由于斷</p><p>　　4 安全效益和經(jīng)濟(jì)效益 </p><p>　　紅13-3斷層按照以往傳統(tǒng)回采過(guò)斷層方法，必須另掘巷道繞過(guò)，經(jīng)過(guò)嘗試本方法，采用平推硬過(guò)（上盤(pán)丟三角底煤、下盤(pán)采用松動(dòng)爆破破巖直接推過(guò)）的方法，減少了重新掘進(jìn)切眼和拆除搬家的費(fèi)用500余萬(wàn)元，多回收煤炭約18萬(wàn)噸，比預(yù)定時(shí)間提前15天過(guò)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(guò)大落差斷層提供了寶貴的技術(shù)依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]翟世龍，張宗寶.大型地質(zhì)構(gòu)造對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)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