探究综采工作面过断层形态控制原则

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1、探究综采工作面过断层形态控制原则【摘要】综采放顶煤工作面过断层的速度和效益关键在于如何把握最佳的工作面形态。各矿也在总结综采过断层工作面形态控制原则，但都没有形成经验和理论。本文是在结合东山煤矿生产实践基础之上，针对综采过断层工作面形态控制原则问题进行深入研究。【关键词】综采；断层；形态控制【中图分类号】TD823【文献标识码】A【文章编号】1672—5158(2012)10-0197-021概况综述工作面过断层是开采过程中常遇到的问题，提高工作面过断层的速度和效益的关键在于如何控制最佳的工作面形态。到目前为止，复杂地质条件

2、下各类综采开采，依然是没有妥善解决的重要课题，没有可以借鉴的理论基础和成型经验。目前，仅对综采工作面落差较小的断层总结了一部分开采原则，较大落差的断层一般建议重新施工开切眼，搬家。但对于赋存高密度断层的煤层，如果继续遵循以上原则，则无论是块段储量、搬家费用、三量平衡还是设备效能发挥都是不经济的也是不合理的。要最大限度发挥综采工艺设备灵便优势的有效途径，加大采面过断层的能力，就必须对工作面过断层的形态控制原则问题进行分析研究。2现场应用案例东山煤矿东八左四片工作面位于两道大断层中间，沿走向褶曲断层连续伴生并赋存有其它灾害性地质

3、构造；东八左四片工作面位于东八采区中下部，上临DF91断层，落差3〜6米，下临DF41断层，落差0〜47米，两个断层间距138米,该工作面长118米，走向长1040米，沿走向整个工作面为两道背斜、一道向斜构造，上下巷共揭露落差1.5米以上断层21道；两巷为全岩状况巷道4处，累计137米，半煤岩巷道3处，累计97米；经实际揭露，工作面长期赋存2〜3道上下巷均未揭露的隐性走向断层，并赋存有底鼓、基底不平等其它灾害性地质构造。2.1方案的选择我矿初步研究采取以下三套方案过该地质构造。(1)搬家、回撤、跳面通过该地质构造。(2)将工

4、作面缩短35米后，沿走向推进78米后，再将工作面恢复原长度，绕过该地质构造。(3)工作面直接通过该地质构造。方案一优点：1施工技术可靠。2顶板管理简单。3对综采支架的损害小。4煤质好。缺点：1施工工期长，预计停产50天。2储量损失大，预计储量损失4.6万吨。方案二优点：1地质储量损失较小，少回收1.85万吨煤。2顶板管理简单。3对综采支架的损害小。4煤质好。缺点：1需补送的掘进巷道长，预计110米。2地质条件不确定，该地垒构造沿倾向侵入工作面长度不祥。3施工复杂，肛工期较长，预计停产30天。方案三优点：1地质储量损失率为0o

5、2停产时间为0。3无需补送掘进施工巷道。缺点:1顶板管理困难。2对支架损害大。3没有成熟的技术和施工组织方式。4原煤含歼率高。5地质条件变化对施工的影响程度不确定。2.2工艺简述及应用措施综采工作面通过断层施工的主要工艺为：(1)风动凿岩机打眼、火工爆破落岩；(2)采煤机装岩，辅助人工装岩；(3)运煤系统外运岩石；(4)综采支架支护顶板；总的来说，综采工作面在断层施工区就是用炮采的落岩方式综采的支护、装岩、运输方式施工。针对第三套方案的缺陷，我们采取了以下措施：(1)工作面50号支架以上部分随煤层产状变化尽量向高抬起(以运输

6、机形态允许为原则)，以减少岩石钻爆工作量。(2)在工作面上巷铺设4时专用风管一趟，以确保工作面三台凿岩机同时作业有足够的风量。(3)钻爆施工段严格执行超前拉架，控制顶板。(4)确保地面风选系统在回采期间连续正常开车，将绝大部分歼石选出，确保煤质。3断层区域综采工作面形态控制分析综采工作面在断层区域进行回采的速度和效果主要取决于以下四个方面因素：工作面全岩段长度和钻爆施工的难易程度、顶板控制的复杂程度、工作面设备的运转空间和环境、工作面和上下两巷的空间关系。以下我们将分别分析。2.1工作面全岩段长度和钻爆施工的难易程度从理论上

7、讲，如果不考虑施工工艺问题，工作面按断层走向剖面的煤层断裂方向，工作面与断层走向平行，可以取最短路径从断层一盘过渡到另一盘。可是如果这样控制工作面形态，那么全工作面都为岩石，即便不考虑其他工艺问题,单进行全工作面岩石的钻爆施工，在工艺上也是不可行的。3.2顶板控制的复杂程度当支架的里外伪达到一定程度是，支架的顶梁支撑点必然前移或后移，使支架由面支撑变为线支撑，如果支架有倾倒趋势又会造成点支撑，支架的工况随之逐步恶化。而断层区无论是层面还是顶部揭煤区域，顶板都极为破碎。如果支架工况较差则必然引发大规模冒顶，极大影响断层区施工速

8、度，所以工作面里外伪的角度控制必须考虑支架的工况问题。同时工作面为快速拟合到最佳曲线，则工作面的角度必然出现剧烈变化，我们试验过将工作面角度调整到25°以上，工作面支架出现大面积倾倒，工作面顶板控制状态极度恶化。3.3工作面和上下两巷的空间关系断层在与上下两巷相交时，根据断层的产状不同、与