龙滩煤矿综采工作面推过断层实用技术应用推广

龙滩煤矿综采工作面推过断层实用技术应用推广

黄凯1  ,杨一2 

（四川省华蓥山煤业股份有限公司龙滩煤电公司  四川  广安  638600）

[摘要]龙滩煤电公司3113N工作面F311-2正断层，位于3113N上顺槽K0+785m处，断层倾向45°，倾角约58～60°，断层落差2.6m～3.4m，其破碎带宽约0.05m，断层面无水；3113N下顺槽K0+748m处，断层倾向31°，倾角约76°，断层落差2.5m，其破碎带宽约0.05m，断层面无水。根据目前国内过断层实施技术，一是硬推过，二是重新开掘切眼巷道。龙滩煤矿选择是硬推过断层，为确保顺利推过断层，成立由矿长为过断层的领导小组组长，生产副总为副组长，副总工及部门连队队长为成员。对过断层的技术实施方案进行论证，提前对过断层的材料准备，保障人材物，设备、支架的检修完好性，在断层前20m开始破顶提架，每推进1循环提架100-150mm，直至断层上盘，正常推进23天时间，顺利推过F311-2正断层，工作面未出现顶板垮冒现象。

[关键词]断层落差2.6-3.6m破顶提架无垮冒现象

作者简介：黄凯（1979-），男，四川大竹人，采矿程师，龙滩煤电公司，四川省广安市，2008年6月毕业于重庆职业技术学院采矿工程专业，大学本科，主要从事煤矿采掘技术工作。

杨一（1979.06），男，四川华蓥人，采矿助理工程师，龙滩煤电公司安全副总工，大专学历，主要从事安全生产管理工作。

1立项背景

3113N工作面F311-2正断层：揭露断层最大落差3.4m，揭露断层最小落差2.5m，根据以前的过断层技术经验，只有重做巷道。对于工作面重做巷的施工工期长，成本高、资源浪费量大；在工作面综采设备回撤、安装的安全风险高，根据以上因素。对工作面顶板支护、割煤机破岩性能、刮板输送机能力，瓦斯灾害治理等进行科学性技术论证。决定采用直接推过法过F311-2正断层断层。

2项目主要研究内容及技术方案

2.1技术方案

1.3113N工作面采取破顶提架方式通过F311-2正断层，在工作面回采至距F311-2正断层20m时开始破顶提架，按80～100mm/刀推进度进行提架，直至断层顶板。当工作面出现漏顶风险时，先将存在漏顶风险段支架拉拢煤壁，严防漏矸。

2.工作面在过断层期间采取仰采提架，割煤机割煤后必须跟机、带压移架，支架尽可能拉拢煤壁，端面距最大不得超过340mm，若存在端面距超过规定，必须采用钢梁+枕木+单体支柱进行补强支护，并保证支架初撑力不得低于24Mpa。

2.2主要研究内容

1.3113N工作面过F311-2正断层期间不发生轻伤及以上安全事故。

2.3113N工作面过F311-2正断层期间有毒有害气体不突不超、顶板不垮不漏（顶板不出现连续超过2架及以上空漏顶现象）。

3.项目应用实施情况

3.1  工作面概况

3113N工作面F311-2正断层：该断层揭露于3113N上顺K1+57m处，断层倾向29°，倾角约80°，断层落差1.2m，其破碎带宽约0.05m，断层面无水；该断层揭露于3113N下顺K1+52m处，断层倾向28°，倾角约60°，断层落差1.2m，其破碎带宽约0.05m，断层面无水。

工作面顶板采用ZQY4000/14/35D型支撑掩护式液压支架支护，两巷超前20m范围内超前支护采用DW28-250/100X型单体液压支柱配合长钢梁支护，一梁三柱，排距800mm，3113N上顺沿空留巷滞后60m范围内采用“一梁二柱”棚式支护，排距800mm。工作面采空区采用全部垮落法管理顶板。

3.2  准备工作

1.材料准备：施工队及时掌握工作面综合情况和推进度，煤层变化，煤层瓦斯布孔治理情况。结合地测部预测预报资料提前做好过断层的准备工作，必须备齐支护材料。如单体液压支柱、木料（枕木等）、笆片等材料，以及准备好爆破的各类工器具，所有备用支护材料备齐后，根据需要分别放在上顺、下顺超前支护外，且必须堆码整齐并挂牌管理。

3.3  过断层实施技术

3.3.1顶板管理技术措施

1.超前支护：回采至断层前30m位置时，对“两巷”超前靠工作面20m内支护由“一梁两柱”调整为“一梁三柱”倾向抬棚支护，棚距800mm、钢梁长3.5m，钢梁与顶板空隙处采用木料接顶严实；特殊破碎段及顶板压力较大段根据现场实际情况缩小棚距、柱距。

2.沿空护巷：断层前后各10m采用砌墙支护，砌墙的宽度按0.7m施工并按5m/个加强墩（宽度不小于1.0m）。沿空护巷支护时，墙体滞后工作面距离不得超过1.5m；砌墙后保证巷道净宽不得低于4.1m（墙体距红外线0.6m），墙体必须砌筑在实底上。

3.工作面顶板支护

（1）上出口使用单体液压支柱配合11#矿用工字钢按“一梁两柱”棚式支护，顺巷道倾向支护，单体支柱排距800mm，高度不得小于1.8m。如工作面上出口最后一架支架旁的顶板支护距离超宽，则采用单体液压支柱配合

11#矿用工字钢按“一梁三柱”挨着最后一架支架沿工作面走向布置，排距0.8m。

（2）下出口桥转机与刮板输送机接口处，采用双抬棚钢梁（一梁三柱）迈步前移，抬棚钢梁排距为300mm，迈步步距为800mm，人行侧支柱间距不得小于800mm，高度不得小于1.8m。

（3）工作面过断层期间，顶板完好段割煤后拉架距离不得滞后割煤机5架支架并及时移架。

（4）在断层处拉架采用带压跟机移架，不留端面距，防止顶板破碎岩石冒落。

（5）工作面所有支架要保证接顶严实有效，支架不得出现背矸等现象，以及出现咬架、挤架、歪架等现象。

（6）如煤层在支架上方，割煤后出现漏矸、垮冒等现象时，采用笆片、木料或钢梁从支架接顶完好段依次对未接顶支架进行铰顶。

（7）工作面掩护支架不接顶时，采用枕木垫底用单体支柱支伸前探梁至顶板。

（8）在过断层时，工作面支架出现空顶漏顶、片帮段，在煤壁侧采用单体支柱沿煤层底板与支架伸缩梁打贴帮支柱（间距为1.0-1.5m），漏顶漏帮采用枕木+笆片进行临时支护，并系好防倒绳。

（9）严格控制采空区悬顶面积，确保悬顶面积不超过10m2时。

3.3.2过断层割煤技术要求

1.推进方式：据地质资上下顺揭露断层分析，工作面与断层线近平行，需在过断层前将工作面调斜交过断层，由下顺提前过断层，在过断层时10m，下顺超前上顺不得小于16m，工作面推进断层由上盘向下盘推进。

2.割煤控制：工作面煤壁距断层面10m时采用仰采破顶方式逐步提架，每刀循环进度约0.8m（根据破顶岩层硬度系数，可浅截深进刀）、每刀上提约80-100mm方式进行过断层。过正断层破顶岩层时，必须专人采用防尘水管冲洗岩层防止割岩产生火花发生CO超限等事故。

3.采高控制：工作面过断层期间采高控制在2.5～2.7m之间，在工作面过断层揭露断层时，采高严禁超过支架的有效支护高度。

4.过断层期间控制速度分段管控，割煤正常段按正常速度推进，防止瓦斯超限。

3.3.3矿压管理

1.当班负责人密切观察顶板来压前的预兆，当工作面顶板出现大面积来压时，必须立即停止作业，所有人员撤至上、下顺距工作面上下出口100m外进风流顶板支护完成地点。

2.支架压力表读数在35～42Mpa之间时，必须在该支架对应煤壁施工至少2个超前卸压孔，孔径42mm，孔深不得小8m，孔间距不得大于1.5m。

3.支架压力表读数连续5架高于42Mpa时，必须在该支架对应煤壁施工超前卸压孔，孔径42mm，孔间距不得大于1m；在该段对应煤壁顶板施工深度为8～10m的深部预裂孔。

3.3.4瓦斯管控

1.过断层期间，要加强区域验证工作，控制循环进度，由通防部指派专人根据现场煤层厚度、松软情况；防突预测情况，矿压预测等布置排放孔，排放孔重点区段加密，双排布置，孔深不小于8m。

2.防突施钻人员作业前必须对帮上活煤矸找净，确保作业安全，同时作业过程中时刻注意煤壁是否有松动的煤矸。煤壁异常松动时，所人员立即进入支架支柱背后进行躲避。

3.工作面割矸期间，由瓦检员通知调度室信息中心监控室，监控中心监控人员对3113N工作面回风探头进行监测，发现工作面回风传感器有异常时，必须立即通知采煤一队停止割煤，防止各类传感器超限。

4.过断层期间必须有2名瓦检员，1名瓦检员跟机检查瓦斯，发现煤层变化等异常立即停止割煤作业采取措施。1名瓦检员随时检查工作面区域内的瓦斯情况。

5.通风队负责通风系统保障，确保风量充足系统稳定。

3.4 安全管理

3.4.1支护

1.支护时，必须做好敲帮问顶工作，找净悬矸。

2.支护作业时，现场必须有专人指挥，作业点前后10m范围内不得干与维护无关的工作，统一口号，递料、装顶等工序要协调一致，并保证退路畅通。

3.使用注液枪等工具时，工具必须连接完好。

4.支护作业时，人员必须站在顶板支护完好处方可进行作业。

5.支护打设必须稳固可靠，并采用防倒绳捆绑，防止卸压时倒落伤人；加强检查若出现卸压支柱及时更换或补液。

6.作业高度超过2m时，必须系好安全可靠的保险绳及保险带。

3.4.2割煤拉架

1.割煤拉架人员要时刻观察工作面煤壁、溜子、支架的情况，有影响正常割煤问题时要向现场当班负责人汇报，及时采取措施处理；如现场不能处理，安全威胁大时，必须及时撤出人员。

2.割煤与拉架必须配合好，拉架必须由操作熟练、经验丰富的职工操作，拉架时要做到快、稳、一次拉到位，现场人员应站在顶底板支护稳定的支架内作业，防止支架下陷造成人员受伤，其他人员不得在该段逗留。

3.断层处割煤时，很容易发生片帮现象，时刻注意煤壁的情况，割煤司机要站在离滚筒10m以外支护稳定的支架内割煤。严禁无关人员穿过割煤机,如果出现大块片帮时，人员立即躲进支架立柱后。

4.割煤机要放低割煤速度，采煤机司机要密切注意采煤机的运行情况，发现不安全因素，及时停机进行处理。

5.割矸破顶期间，在工作面上出口回风侧悬挂CO便携仪，且超过5ppm时，必须立即停止割矸采用水枪冲洗岩壁后，经检测回风无CO超限方可允许再次割矸。

6.出现漏顶情况，必须采取拉架、支护好后再割煤。

7.在过断层期间，应注意保护支架各千斤顶、侧护板和工作面溜子，避免损坏支架、溜子和造成工作面支架死架等情况发生。

8.工作面过断层期间，保证各支架接顶严实，支架间无错差、咬架，工作面煤壁、溜子、支架要保证平直。

9.当工作面底板较软时，防止支架插底，移架必须采用单体液压支柱辅助移架，移架后使用好支架伸缩梁，工作面若由于顶板破碎等特殊情况导致端面距超宽时，在煤壁底板至支架前探梁处采用单体支柱+枕木+笆片进行贴帮支护，确保端面距不超过规定和不漏矸，煤壁易片帮处割煤后及时补打贴帮支柱。

10.推溜管理：过断层期间，必须加强推溜移架管理，严禁出现急弯陡坡，相邻两节槽体垂直夹角不得大于5°，水平夹角不得大于3°，确保设备运行正常。工作面顶板破碎带易垮落，割煤期间务必采取跟机拉架并伸出前探梁进行锁口；加强断层揭露段推进，确保顶板岩层压裂前支架接入下盘顶板。

3.4.3工作面大块矸石处理措施

1.工作面若存在大块矸石应拉到机头（转载机机尾）进行破碎，大块矸石采用人工方式进行破碎，若无法拉出就在工作面松动爆破破碎。

3.4.4机电设备管理

1.在过断层期间，检修班负责工作面设备的全面维护检修工作，下班前应对设备进行试车，确保设备运行可靠保证设备完好不影响生产；各班组进班及班中需对工作面区域内的电气设备、线缆等进行全面检查，杜绝失爆。

2.割煤司机每班进班后必须先对割煤机进行全面检查，特别是割齿的完好情况，发现缺失或有不完好的必须进行更换。

3.矸石特别坚硬时，不得使用割煤机强行截割，必须向相关部门汇报，编制专项安全技术措施后按措施要求作业。

4.检修班必须把液压支架的检修放在首位，液压支架不得出现漏液、串液现象。每班进班后组织技术业务过硬的钳工对液压支架进行全面检查，发现问题立即处理，生产班必须派电钳工值班，防止设备临时出现故障。

5.工作面溜子必须保证平直，严禁上窜下滑，溜槽无破损，刮板无损坏，各连接部牢固可靠，机巷皮带无跑偏，保证配件齐全完好，各转运点，设备转动部位，下煤点，必须安设好安全防护栏。

6.在工作面推至距断层面3-6m位置时，对工作面设备进行一次日常性全面检修，检修内容包括溜子、支架立柱、采煤机等机电设备。

3.4.5其他

1.作业人员在作业前必须先检查安全，对危险源进行识别后，方可进入下一步工作；每班进班时，必须对工作面区域内的支护情况进行检查，发现问题及时处理。

2.拆除、安装设备前，必须将设备停机闭锁。

3.人员因检修需进入煤壁作业时，必须敲落帮上煤矸，并用支柱配合铰接顶梁打好护帮支护，保证人员安全。

4.过断层期间，要合理安排和组织好生产，合理提高工作效率，不得无故停班，尽快推过影响区，以防顶板来压，造成移架困难；过断层期间必须加强工作面支护质量管理，严禁出现歪梁、斜柱、支架不直现象。

5.搬运支柱的过程中要相互协调配合好，统一指挥、步调一致。

6.工作面破顶留有底煤段，每推进2刀（1.5m）,工作面每间隔2架支架喷洒一次阻化剂（熟石灰水），防采空区煤层自燃。

4. 总结

1.3111N上顺过F311-2正断层采取硬过，提前破顶提架，以每循环提架100-150mm。对安全生产和能源保供，提供有力保障。

2.对瓦斯治理方面，每天早班工作面局部防突方面，安排10人施工防突钻孔，2人瓦斯接抽，施工的钻孔每班不得少于100个孔，孔深不得少于8m，接抽钻孔不得少施工钻孔的80%，抽放时间不得少于4小时，瓦斯抽放管路不得有漏气现象的发生，在瓦斯抽放浓度在1%以下时，工作面方可进行割煤推进。在瓦斯的治灾方面技术得到了保障。

3.3111N上顺过F311-2正断主要是对设备的保障，工作面的割煤机、刮板输送机的设备检修到位。割煤司机随时注意到割煤司机的割齿，要随时观察割煤是否有异响，割齿磨省层度。在破顶时大块矸石刮板输送机的运载能力。

3111N上顺过F311-2正断层破顶提架，对工作面人员安全得到保障，生产效益得到了提高，过断层的生产成本降低，过断层的时间大大的缩短，对3111N上顺过F311-2正断层的技术值得大力推广应用，节省新开掘工作面时间，回撤、安装等工作。在安全得到保障。在时间、空间、效益都为企业创造新的价值。

5.下步过断层研究的方向

对正断层破顶提架，在破顶提架时，推进采用浅割推进方式，工作面减少大块矸石，减少刮板输送机承载能力，如何保障运行正常。