浅析大倾角工作面过正断层技术研究

浅析大倾角工作面过正断层技术研究

赵运动

（江苏徐矿能源有限公司，江苏 徐州 221616）

摘要：煤炭资源能源作为一次性消费能源的结构比例并未发生根本性转变，对煤炭的依赖程度依旧突出断层构造作为煤矿开采过程中最为常见的地质构造之一，掘进工作面过断层控制是提高煤矿开采安全和产量的重要前提。

关键词：地质构造；断层；掘进

1工程概况

13902工作面回采期间倾角超过25°。13902工作面开始回采时，从工作面8#架揭露f1正断层至工作面1#架结束，根据地质预测该断层最大落差达1.9~2.3m。

2大倾角工作面技术

2.1煤壁机道安设挡矸帘

大倾角区域煤壁机道每10架设置一道挡矸帘，挡矸帘采用旧皮带制作，挡矸帘上部开2个孔，通过塑封钢丝绳或40T链条配合道夹板与支架前梁固定，挡矸帘下垂至输送机大链上。挡矸帘损坏后必须立即更换，工作面备用挡矸帘不得少于2付。工作面铺设金属网区域取消煤壁机道挡矸帘。

2.2工作面挂倾向防护网

防护网采用直径不小于6mm防静电、防火尼龙3股以上编织成长×高=5.5m×1.5m的尼龙网。大倾角段及向下10架的区域，全部挂倾向防护网，防护网用上述规格的尼龙网沿工作面倾斜方向布置，首位连接而成的全封闭挡矸网。防护网上部与支架顶梁联接下部与电缆槽联接，且联接部位间距上方不超过500mm，下方不超过100mm。上、下联首位联结均使用尼龙绳将防护网绷紧系好，不影响煤机运行。料场必须有不少于2捆备用防护网。工作面吊挂防护网段清理浮煤时，可将防护网下部向上吊起但必须等刮板输送机停止运行，间隔两架揭开一个口，揭起高度离电缆槽抬高架约0.2m，清理完成后及时恢复好防护网。

大倾角区域人行道每隔10m设置一道挡板坝，挡板采用角铁焊制结构，框架内焊平焊网，挡板高度不低于0.6m，长度大于人行道宽度且便于行人通过。

煤机运行时，刮板输送机机头严禁人员来回走动，以防滚矸伤人。在正对机头处使用不低于10mm厚钢板加工的可升降式挡矸板代替密集支柱，挡矸板宽2m配合千斤顶加工制作，使用时根据巷道高度调节挡矸板，挡矸板上距顶板不超过200mm，下至转载机挡煤板，当挡矸板受到损坏时，应及时修补或更换，始终确保完好。

3过正断层施工工艺

该断层，预计影响范围走向约21m、倾向约9m，预计影响5架范围。工作面断层影响范围采高控制在3.0-3.2m，严禁乱抬乱刹。断层上盘破顶板回采、下盘托顶煤破底矸回采，保证溜子与支架基本平直。避免相邻支架间出现较大落差超过侧护板2/3。断层影响范围及时随平，保证溜子平直不起伏、大线直、支架状态良好。根据现场情况，若工作面顶板出现破碎现象，工作面铺菱形金属网，人员进入煤壁区作业设好挡矸坝。顶板铺设规格为1.2m×5m的单层菱形金属网，网沿倾向展开，网与网之间走向和倾向压茬均不小于200mm，新网在下旧网在上，用18#镀锌铁丝双股间距200mm在金属网边缘三花状联接，并沿倾向上长度不小于3m，厚度不小于0.12m的半圆木，间距1.2m；顶板破碎严重时铺设规格为1.2m×5m的双层菱形金属网，网沿倾向展开,走向压茬不小于600mm，双层网倾向压茬错开2.5m，新网在下旧网在上用18#镀锌铁丝双股间距200mm五花状联接。并沿倾向上长度不小于3m，厚度不小于0.12m的半圆木或铁料(3m或4m)，间距0.6m，半圆木平面向上与菱形金属网使用14#铁丝双股捆扎不少于两道。断层影响区域及时过超前架，初撑力必须保证24MPa,打出伸缩梁及护帮板，过架时要少降快拉，顶板破碎时带压移架，及时调整支架状态，防止歪架、倒架。若断层区域岩石厚度在0.5m以上且岩石普氏硬度系数f≥5时，必须采取打眼放震动炮的方法处理。

采用湿式打眼，使用钎头φ34mm，钎子长度2.0m，间距750mm（根据岩石硬度可进行调整炮眼布置）进行打眼。炮眼垂直煤壁三花状布置，深度不低于1.8m，（根据现场情况先使用不低于1.0m钎子打眼在使用2.0m钎子进行套眼，保证炮眼深度）使用扫眼器扫眼后方可装药。如现场岩性变化时，炸药、雷管用量可适当调整，但必须当班跟班干部或班长签字同意。使用煤矿许用毫秒延期电雷管，煤矿许用二级水胶炸药，每眼装药2块，用水炮泥和黄泥封孔，封孔长度不小于0.5m。顶板破碎时必须分次装药分次起爆。作业人员严格按照先找掉后工作的规定，找掉从上向下，先对架缝及煤帮进行找掉，确认安全后再进行打眼工作。找掉工作是个动态的过程，每次点眼前必须找掉，打眼期间监护人员时刻关注周围环境，及时找掉、处理隐患。打眼人员严格按照安全质量管理员所点的眼进行打眼，打眼工作自上向下进行，装药、放炮自下向上进行，起爆顺序从下向上，每次起爆个数为16～24个，每次放炮后，必须检查爆破后顶板情况并及时打出伸缩梁，用好护帮板，然后将溜子开空。

4安全技术措施

进入煤壁区作业时，施工地点及上方严禁操作支架，严格执行敲帮问顶和先检查后工作制度，人员站在上方使用长度不小于2m的长把找掉工具对架间顶板和煤壁进行找掉，找掉顺序：由上至下，由顶至底。人员进入煤壁区作业时，工作面煤机、刮板输送机停电闭锁，挂牌管理，严格执行“谁停电 谁送电”制度。

进入煤壁区作业时，在施工地点上方3架处设置挡矸坝，具体方法为：使用两根长3m或4m，厚不小于0.12m的半圆木上端平行斜靠在支架前梁上，一根半圆木下端紧贴销排抵实刮板，一根半圆木下端抵实铲煤板，另一根半圆木距煤壁距离不大于0.2m下端抵在溜槽前方，半圆木间距0.8～1m，倾角45°～75°；紧贴溜槽上沿横放一根长2m厚不小于0.12m半圆木，在支架前梁下1m处再横放一根2m厚不小于0.12m半圆木，并在两半圆木之间再布置一根横向的长2m的半圆木；在半圆木上铺设单层菱形金属网，半圆木之间、金属网与半圆木之间均采用双股16#镀锌铁丝捆扎牢固，金属网要覆盖电缆槽至煤壁、支架顶梁至溜槽范围。挡矸坝设置或使用4根不低于3.0m长皮带连杆。一根皮带连杆抵实销排，另一根皮带连杆抵实铲煤板，两根皮带连杆间距0.8～1.2m，倾角45°～75°；在电缆槽上横放一根不低于3.0m皮带连杆，在支架前梁下1.0m-1.5m处再横放一根不低于3.0m皮带连杆；在皮带连杆上铺设单层菱形金属网，皮带连杆之间、金属网与皮带连杆、底部金属网与大溜子链条之间均采用双股14#铁丝捆扎牢固。金属网要覆盖电缆槽至煤壁、支架顶梁至溜槽范围。严禁使用木板作为挡矸坝横或竖或斜撑梁使用。

进入煤壁区分组作业时，组与组拉茬处上方3架范围内设置挡矸坝施工方法如上，每组作业人员不少于3人，1人负责监护，2人协调打眼，打眼时施工人员必须选好站位地点，一人站在风锤上方，一人站在风锤斜上方操作，严禁站在风锤下方，防止风锤向下歪倒砸伤人，风锤腿卡在刮板链条下，领钎人员严禁带手套施工。

进入煤壁区作业时，保证施工地点及上方10架范围支架初撑力不小于24MPa，伸缩梁、护帮板抵实煤壁。联网结束后，用14#铁丝将网拉起拉紧固定在支架护帮板上固定。煤机割煤前，收起护帮板及网子，煤机司机应仔细观察，防止煤机滚筒撕网，一旦出现撕网，应立即将溜子、煤机停电闭锁，重新补网。

液压支架工移架时，要使用好支架伸缩梁，及时过超前架，必须一次升足压力达到24MPa，严禁重复升压，以防顶板破碎造成掉顶。每次过完架后，保证支架前梁余网距溜子铲板不小于1.0m。过断层期间必须保证工作面刮板输送机平直，断层处严禁支架滞后，严禁出现陡弯，相邻支架落差不得超过侧护板的2/3，防止咬架、挤架。

过断层期间，应加强机电及液压设备检修，每天设专人进行检修。对于损坏的支架部件及时更换，确保其处于良好状态，以保证工作面快速推过断层。每天对煤机、刮板输送机、转载机和破碎机进行检修，确保正常运转。工作面发生片帮后，应及时移超前架，打出伸缩梁；若移完超前架后，端面距超过规定，进行护顶。

煤机进入断层影响区域割煤时，速度要放慢，割煤后应及时移架，顶板破碎严重时，应割一架移一架，移架时支架应少降快拉，带压移架。严格执行“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度，在起爆前检查起爆地点甲烷浓度，并按要求设置好警戒及躲炮时间，躲炮距离为100m，躲炮时间15分钟。放炮警戒由班长指定专人设置并由班长亲自解除放炮警戒，警戒人员要明确警戒范围，拉好警戒网，挂好警戒牌，警戒没撤除前任何人不得进入警戒区，放炮时放炮员必须用哨音发出信号。爆破前，乳化泵停止运行，把放炮地点附近的电缆、管线、照明及摄像头放下掩护好，支架前梁至电缆槽范围吊挂全封闭挡炮皮带，以保护立柱、电缆等，吊挂范围：放炮地点及上、下各5架。放完炮结束后，对爆破地点进行检查，乳化泵运行，拆除保护设施。

5结语

断层构造作为煤矿开采过程中最为常见的地质构造之一，掘进工作面过断层控制是提高煤矿开采安全和产量的重要前提。针对煤矿井下采掘工作面过断层技术的应用及发展趋势。采取科学措施保证设备顺利通过断层，能够促进煤矿开采工作的稳步进行。

参考文献

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[2]翟小虎.矿井安全高效过断层技术的实践研究[J].机械管理开发,2022,37(08):173-174+179.

[3]于佳.煤矿井下采煤工作面过断层技术策略探析[J].矿业装备,2022,No.125(05):148-149.

作者简介：赵运动（1981.4-），男，汉，江苏徐州人，2014年1月毕业于中国矿业大学，采矿工程专业，本科学历，助理工程师职称；现在江苏徐矿能源有限公司张双楼煤矿工作，从事煤矿安全管理及采矿工程管理工作。