综采工作面过断层中过中切眼技术研究与应用

综采工作面过断层中过中切眼技术研究与应用

谢威郭睦建王坤

山东省邹城市太平镇横河村横河煤矿山东邹城273500

摘要：通过对综采工作面在通过断层影响区域、中切眼过程中的两巷管理、中切眼的加固、回采切眼的顶板管理、瓦斯管理采取适合现场的措施，加上严格的现场管理，解决了综采工作面回采过程中的顶板、瓦斯管理等问题，消除安全隐患，实现了安全回采。

关键词：综采；断层；中切眼；技术研究

1问题提出

平煤天安一矿于1957年12月动工兴建，1959年12月25日简易投产，后经多次改扩建，使矿井设计生产能力达到400万吨／年。其主采煤层为二组四层，即戊组（戊8、戊9、戊10）和丁组（丁6）煤层。三水平戊一西翼的戊8煤层同戊9煤层分层，煤厚1.7～2.1m；戊9戊10合层，煤厚在2.6～3.6m之间。回采工艺采用综合机械化采煤，采煤方法均采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。由于三水平戊一采区戊8煤层较薄，加上一矿进入三水平后断层较发育，落差在3.0m以上的断层经常出现。在三水平戊一采区的戊8-31060和戊8-31100工作面，由于断层的影响，工作面回采过程中进行过2～3次跳眼搬家，严重制约了综采工作面的单产水平的提高和生产的连续性，对矿井的稳产影响极大。位于戊8-31060和戊8-31100工作面之间的戊8-31080工作面同样存在由于断层影响而进行搬家跳眼的影响。

戊8-31080工作面设计走向长1650m，中切眼以里走向长650m、中切眼以外走向长1000m工作面倾斜长164m；工作面可采储量60.62万吨。该工作面的由于受落差5.0m的5#断层和落差2.5m的6#断层的影响，原设计在距开切眼650m处掘一中切眼，准备回采过程中进行跳眼搬家，跳眼走向长度50m、储量22453吨。为了缓解矿井接替紧张局面、提高煤炭资源回收率，为其他工作面在相同条件下避开搬家跳眼对生产、安全的威胁提供可供借鉴的经验。为此，我们在戊8-31080工作面对断层中过中切眼技术进行了初步的研究和实践。

2过倾向断层群关键技术

2.1工作面挑顶卧底技术

当工作面显露出故障时，会有很大的间隙。在采矿期间，根据工作面的实际暴露情况，随时调整卧底的长度。顶部和底部的坡度控制在35°以下，使工作面的倾角平缓变化，严格防止陡坡。

通过调整工作面，尽可能少地破碎岩石，尽快找到煤层底板，沿煤层回收。根据断层下降和撞击影响长度等因素，确定每个刀具的最佳滑移量和高度。

根据煤层整体向下延伸的趋势，大角度（20°~30°）向下运输输送机（1＃~50＃架F段新10断层），小角度（15°~25°）升降运输机（65＃~105＃架段过F新9断层），逐步找到沿1＃~50＃货架段和65＃~105＃货架段煤层的煤层底板。

2.2工作面调伪倾斜技术

在工作面的采矿过程中，工作面暴露出许多倾斜的断层，断层的方向和工作面的方向很小。为了避免工作面的大面积暴露，有效减少泄漏的发生，有必要增加工作量。工作面显示故障前的伪倾斜位于前方6米处。在确保运输机的机头不滑动的情况下，在故障期间将伪倾斜调整为在尾部前方3m处，并且在减少故障数量的同时减少故障的数量。

2.3确定层位关系

随着工作面的推进，整个岩石段逐渐增大，煤层发生条件迅速变化，支撑的顶板和底板部分为岩石，难以确定结构的具体形状。及时绘制输送机路径的工作截面轮廓和倒角截面，确定岩面与工作面上下板的层间关系，为下一工作面的调整提供参考。

2.4拉架技术

在故障交叉过程中，对于工作面的实际情况，在故障区域采用交错和多周期移位技术。相邻的2~3个支架分为一组，组中的支架交错向前移动，相邻组沿着采煤机的牵引方向依次移动，组间的一些支架可向前移动在平行下。

移动框架时，设置一个特殊的人员跟随机器，小步，多循环操作，这样可以确保每次移动后，工作面的光滑面直线支撑；移动框架时，必须粘贴在机器，顶部和压力去除框架上。当顶板损坏时，需要增加一个辅助移动框架，以确保液压支架的顶梁放置在一个平面内以支撑顶板。

2.5刮板输送机控制技术

加强刮刀输送机的直线管理：整个工作面必须相同，使工作面笔直；尤其是受故障影响的区域内的刮板输送机管理，区域内的刮板输送机不得缩回。当工作面的断层区域中的滑块弯曲和缩回时，可以使用下蹲方法来实现整个工作表面的直线对齐。

做好控制滑块的角度：煤机切煤后，输送机底部的煤和机架前面的煤被清理干净。单个液压支柱用于匹配液压支撑伸缩梁的煤架和刮板输送机。推拉杆使输送机靠近煤壁侧面，以减小刮板输送机的角度。

运输车防滑控制技术：当通过支架推动机构推动运输车时，尽量使推拉杆摆动方向朝向运输车尾部，并减少推拉机构的摆动量，并依靠推杆将输送机中间槽的推力推到输送机的尾部，以防止输送机滑落。根据工作面倾角的变化，当工作面倾角小于15°时，每10帧设置一个防滑千斤顶。当工作表面倾斜角度大于15°时，每5帧设置一个防滑千斤顶。鼻子上设有四套防滑桅杆，桅杆均匀地布置在机头的安全出口位置，并支撑在煤柱和传送机之间。倾斜工作面中采空区的方向可防止输送机沿工作面滑下。还可以抑制转移机器沿着皮肤的向下位移。解决工作面漂移现象：由于工作面暴露出许多倾斜的断层，工作面可以在输送机下以大角度（20°~30°）运输（1＃~50＃搁板区F新10断层）），小角度（15°~25°）起重输送机（65＃~105＃框架超过F新9故障），导致输送机中心槽扭曲，局部刮刀异常受力，磨损严重，形成各种各样的漂移链。为了解决输送机的漂移现象，减少输送机刮刀的磨损，严格控制拖鞋的角度和下落的角度，使工作面顺利过渡；同时，更换了严重磨损的刮刀和E型螺栓。

2.6单向割煤、反复冲刀

坚持单向采煤，并从机器尾部切割煤炭到机头。1＃~50＃框架保持支架的滞后状态，减少推滑行程，减少切入工作面的煤壁深度（约200mm），用煤机往复，反复冲击岩石到破碎岩石，减少煤机的单一切割煤负荷降低了煤机滚筒的吸收损失和煤机运行部件的磨损。

2.7降低采高，控制片帮

降低受影响区域的采矿高度，减少工作面的岩石量；有利于控制采场顶部，有利于保护工作面设备，减少原煤灰。工作面断层附近的煤壁严重受损，煤层沿斜坡滑下。在这个区域，护板应该提前延长，以防止伤害人。

3结论

（1）根据现场观测工作面实际揭露断层情况，研究并提出过倾向断层群方案，为工作面的调整提供了技术指导。

（2）通过工作面挑顶卧底及调伪斜技术，使工作面调整达到最佳状态，减少割岩量的同时易于采场顶板的控制及管理。

（3）及时绘制工作面剖面图及运输机机道斜切剖面图，确定好工作面的岩煤层及上下盘的层位关系，为下一步工作面回采调整提供了参考思路。

（4）针对工作面实际情况在断层影响区域采取成组交错、小步距多循环的移架技术，加强刮板输送机平直管理，做好溜子下扎角度的控制及防滑控制，解决工作面飘链现象，保证了工作面“三直、一平、一净”，提高了质量标准化要求。

（5）工作面采取单向割煤、反复冲刀，降低采高，控制片帮，同时加强设备检修及管理，减少了设备的损耗，保证了工程质量。

参考文献：

[1]刘中胜，陈峰.回采工作面补切眼内掏槽过断层技术研究与实践[J].中国煤炭，2011，37（10）：44-46.

[2]雷明国，赵亮.综采工作面切眼逮煤顶技术施工方法研究与探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015（3）：98-99.

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