石掖台煤矿71203工作面过断层处理方法浅析

石掖台煤矿71203工作面过断层处理方法浅析

错误是地壳中广泛分布的一种地质构造。形状、类型和大小不同。它对煤矿的普查、勘探和采矿以及地质和水文工作有显著影响。因此，在生产过程中，我们必须及时总结灾害的处理经验。现就石圪台煤矿71203工作面过断层的处理方法对断层的处理经验进行浅析和总结。171203个工作流的错误1.1断层构造的构造地壳运动产生的地应力，超过了组成地壳岩石的强度极限时，岩石便发生断裂，断裂后的岩块（岩层）若沿破裂面发生相对位移，这种断的构造称为断层。1.2断层对生产的影响断层可以改变煤层的埋藏条件，且造成煤层断开发生显著位移，因而断层对煤矿的生产影响极大。为了最大限度地减少断层对生产的不利影响，必须对各种规模、各种类型的断层进行处理，以便在安全生产的情况下，最大限度地减少因留设煤柱而造成的煤炭损失。一般落差大的断层在采区设计或巷道掘进中已经加以处理，对隐伏在工作面的断层需要在回采过程中加以处理。1.37df7工作面71203工作面位于石圪台煤矿二盘区，工作面宽300m，主采1-2煤，1-2煤厚5.8m～6.2m，有一层夹矸，厚度0.1m～0.4m，灰白色粉砂岩；顶板为伪顶灰白色泥岩，硬度F=2.0，直接顶白色细砂岩、粉砂岩，硬度F=3.8，坚硬；底板砂质泥岩，硬度F=2.7，较软。71203工作面DF7,DF8断层与71202,71203工作面斜交，在71203工作面主回撤通道467m的回风顺槽侧揭露。71203工作面DF7断层采取了巷探的方式，沿DF7断层掘进53m，断层落差逐渐减小；分叉派生出断层DF7’，经回采揭露各断层情况如下：DF7断层：走向北偏西65°，倾向北东，倾角65°，走向长550m，最大落差10.5m，大部分落差都超过6.0m，向71203工作面内延伸180m，沿倾向方向影响91m。DF7’断层：走向北偏西75°，倾向北东，倾角48°，走向长150m，最大落差8.5m，向71203工作面延伸139m，且落差逐渐减小。DF8断层：走向北偏西，倾向南西，倾角65°，走向长30m，最大落差1.5m。271203页过渡初期的准备2.1瓦加煤采煤机区域采煤法区对于倾向断层和斜交断层的处理，当落差小于煤厚时，采用平推硬过的办法；对于落差大于煤厚或采高时，常要重新开掘过压切眼。另一种方案是采用旺格维利采煤法，该工艺对煤层赋存条件较差、难以进行长臂综采或边角煤开采的区域较为有效。其基本原理和操作方法是：利用煤体或行走支架的支撑力量，在不进行锚杆支护的情况下，采用连续采煤机短臂采煤，梭车或蓄电池运煤车运煤，将煤柱的绝大部分进行回收。旺格维利采煤法的主要优点是巷道布置灵活，掘进率低，可回收普通综采方法较难开采的资源。它的缺点是连续采煤机的后配套问题，运输环节制约着连续采煤机能力的发挥。皮带尾的搬家次数多，工作面的生产效率低。这种采煤方法在运输、支护、通风、安全出口的管理等方面还存在着一定的局限性，有待在实践中进一步探索与完善。根据探巷揭露的断层带岩石性质，经矿领导及工程技术人员专题会议研究决定，工作面不进行跳采，而在断层部分进行回采卧底留顶快速直推通过断层。2.2掘进地层探清我矿在71203工作面回顺DF7断层处掘进巷道，掘进53m后，断层消失，该探巷掘出岩石954m3，并探清了涉及层位的岩性，为下一步采取措施打下了基础。2.3硬度岩石的组成工作面形成后，根据揭露层位岩石性质，从现场观测，发现断层处顶板下有850mm厚的坚硬岩石（为砂岩），其下是一层0.5m泥岩，较松软。经研究讨论，决定为保护设备，减少工作面割硬岩量，在回采前拉71203回顺底板，综采回采卧底留顶快速通过断层，拉底长度65m,最厚处起掉底板岩石2m。2.4增加棚梁支撑强度拉底后对71203回顺超高处及探巷均采用架棚支护，架棚支护的棚梁底层均以850mm厚硬岩为回采顶板，棚梁采用矿用11号工字钢加工而成，两侧采用锚索吊挂，中间采用木垛，形成人工假顶，为保证支护强度，在棚梁两端头支护木点柱，增加了棚梁支撑强度。棚梁与棚梁采用原木连接，原木用8号铁丝牢固绑扎在棚梁上，同时将木垛与木垛间用扒钉固定，使得棚与棚、棚与钢梁形成一个稳固的整体。2.5推动回采断层段延续剂改造对71202工作面采空区涌水流量约55m3/h，为防止进入71203工作面，影响综采回采过断层（断层处起底后，破碎机机尾处于最低处，将涌水控制住，防止淹没机尾电机），在02面与03面最低联巷处，增设了混凝土防水闭，进行了有效封堵，同时在机尾部分增设大排量水泵。3采过误差法按照架棚设计，综采回采过断层时以棚梁为顶板，调整工作面状态与棚梁一致，采用留顶割底的方式通过断层。3.1工作面调整方案(1）依据工作面回顺提供的推进进尺标记进行调整控制。当工作面推进至回顺500m（从回撤通道算起，以下同）时，回顺煤层倾角变大，沿顺槽方向严重下扎，为保证机尾的顺利过渡，工作面140号支架至机尾采高保证在4.5m左右。该段沿工作面顶板推进。割底量由采高来控制。140号架以前仍保证5.2m的采高。若工作面出现400mm以上厚度的夹矸，则工作面对应位置的回采层位调整在夹矸以下，采高控制在4.0m以上。(2）工作面由500m向480m推进的过程中，140号架以后的采高逐渐由4.5m降至4.0m，依然沿顶推进，只是逐步放缓工作面的下降坡度，到480m时，逐步将工作面底板调整成水平，保持4.0m采高向前推进。(3）当工作面推进至475m时，162号到机尾开始逐步破顶，到467.5m时，保证162号架顶板为夹矸的下边缘，173号架顶板为夹矸的上边缘，其间支架所在位置平缓过渡，保证支架与探巷贯通后顶板与探巷的木垛钢梁下边平行，162号架以前平缓过渡。(4)467.5m至461.5m位置为探巷通过区域，该段保持工作面的基本平整，水平推进，工作面推进过460m后，顺槽向回撤通道方向为上坡，在推进过程中采取逐步抬高工作面，此时仍保证采高在4.0m左右，到420m位置，回顺煤层水平、断层通过为止。(5）工作面调整期间，调整一刀，放平一刀，每次调整50mm～100mm。(6）通过探巷后，DF7断层通过，出现DF7’断层，继续采用留顶割底的方式，受断层及采动影响，顶板及煤层的外生裂隙比较发育，通过断层时，支架工采取及时跟机拉架或超前拉架的方式，减少架前漏矸；在过DF7,DF7’期间，机头段过DF8断层，由于该断层落差小，采用降低采高留部分顶煤顺利通过了该断层。3.2推进工作面加刀出扫(1）走向调整主要是工作面两顺槽推进度的调整，主要采用加、甩刀的方式进行。为保持工作面运输机不上窜或下移，利用单向推溜来控制。当工作面推进至600m时，开始逐步调整运、回顺的推进速度，至480m时，两顺槽同步（即均为480m）。(2）由480m继续向前推进的过程中，机尾进两刀机头进一刀，此时为加快构造的推进速度，根据现场情况，机尾采取双向割煤，机头采取单向割煤。推进到467.5m遇到探巷，此时根据工作面情况继续加机尾，直至探巷推采完毕。(3）推进至460m时，开始逐步在机头加刀，调整运输机至合适位置，直至运输机不再上窜下移为止，随后正常组织工作面推进。工作面的调斜保证了工作面推进遇到探巷时，每推进一刀仅增加暴露2架，有效控制了工作面来压对探巷木垛支护的破坏，另外在工作面推进过探巷时，工作面机尾快速推进也为快速通过探巷创造了有利条件，通过机尾两刀、机头一刀和机头两刀、机尾一刀的生产组织方式也保证了过断层期间的较大产量。在通过探巷抬高工作面的过程中，逐步调整运输机和支架的倾角，保证了工作面的合理提升角度，既保证煤机割煤时不割到支架前梁，又保证了正常的推采速度。3.3降低采高(1）过断层期间，煤机割矸石量大，为保证煤质，在保证安全回采的前提下，尽量降低采高，减少割矸石量。(2）合理利用1-2煤井下煤仓集中出矸，并利用好1号原煤仓储矸，协调好其他区队的正常生产组织，确保煤与矸石实现分装分运。4开采及支护费用71203工作面综采回采强行过断层的成功，不仅为过断层积累了一定的经验，还产生了很大的经济效益。(1）减少了掘进工程量。采用跳采方式通过该断层，需掘进主、辅回撤通道830m（包括联巷、调车硐室），切眼360m（包括调车硐室），掘进、支护费用共计170.56万元。(2）减少挂网、砼底板工程量。回撤通道挂网、砼底板、切眼砼底板费用107.3万元。(3）减少一次回撤、一次安装，节省费用91.5万元。(4）提高资源回收率。断层段煤炭储量26.6万t，采出量为21.6万t；采用跳采方式旺采断层段，最多可采出原煤10.6万t，少出煤15万t，按100元/t利润计算，采用综采比采用旺采可多实现利润1500万元。(5）过断层发生费用：起顺槽底板费用15万元；超高区及探巷支护费用81.16万元；过断层割岩石截齿消耗量大，增加费用5万元；探巷掘进费用18万元。费用总计：119.16万元。(6）强过与跳采相比多实现利润1750.2万元。5结论5.1为公司其他地质构造区提供了重要经验(1)71203工作面成功直过断层，说明在处理工作面中落差较大的倾向、斜交断层时，直过断层的方法是可行的。为我矿今后过地质构造区提供了宝贵经验，为公司其他矿井过断层起到了一定的借鉴作用。(2）对生产服务中心搬家倒面的紧张局面有一定的缓解作用，节约了人力物力。(3）减少了掘进工程量，缓解了我矿接续紧张的问题。(4）工作面多出煤近15万t,71203工作面资源回收率提高了6.3%。(5）回采下层煤本区段时，工作面避开