综采工作面一次性采全高方法研究

郭景训

摘要：介绍了在综采工作面一次性采全高过大断层的做法和经验，从技术方面分析综采工作面过落差大于采高的断层，避免“跳采”搬家的适用条件和应注意的问题。

关键词：综采；一次性采全高；大断层；跳采一、概述1、我矿的766工作面为106采区首采工作面，766工作面东临764工作面，北至76采区上山，西至768工作面，南至76采区边界。已探明的断层有21条，落差在2.1米以上的有15条，3米以上的有6条。其中76F13断层是落差最大，破碎程度最严重的一条，76F13为正断层，走向263°，倾向173°，倾角40°，落差0～10m，与工作面斜交，走向影响范围80m。

此断层还具有层滑构造的特点。该区域为碎块状煤岩，断层带内顶板管理难度较大。

2、766工作面煤层较稳定，煤层结构简单，煤层厚度2.7～6.0m，平均厚度3.2m。工作面外段煤层被火成岩侵蚀变为天然焦，火成岩侵蚀无规律，煤层起伏不大，倾角3～10°，平均角度5°采用走向长壁综采工艺，采全高；工作面采长182米，最大采高4.9米，最小采高2．6米，采用支掩式液压支架支护。

二、过断层方案设计在一次性采全高的综采工作面，对于落差大于或接近煤层厚度的断层，传统的做法是“跳采搬家”。“跳采搬家”既安全可靠，又能保证煤质，缺点是需耗时长，影响产量，对资源的浪费较为严重。平推硬过工艺能解决上述问题，但技术难度较大。

经过在断层附近打探眼，对断层区域实揭资料进行分析，结合当时矿井产量明显下降的现实，结合经济、技术方面综合考虑，经过论证，决定采取一次性采全高平推硬过10落差大断层。

三、刹底参数的确定过断层提前确定刹刀参数，是一次性采全高综采工作面采用平推硬过的有效方法之一。确定刀数的原则是能够体现出安全上的可靠性，技术上可行性和经济上的合理性，其关键是工作面推进过程中层位的合理控制，这就要考虑安全管理和生产组织的难易程度，又要考虑设备性能和设备安全。

确定刹刀参数的主要依据是断层产状，煤层赋存条件和设备性能等。根据淮北矿区开采经验，一次性采全高综采工作面在过断层时必须在三维空间进行立体控制，提前确定刹刀距离和每循环工作面内刹刀范围向端头方向的延伸量，可由下列公式计算确定。

采煤机提前刹刀距离x：x=h1×cot（v-a）h1—留顶煤岩厚度，取10米。

ⅴ—支架的俯角，取15°。

a—刹底煤层段沿走向倾角，取6°。

b—支架每循环移架步距，取0.8米。

每循环采煤机的刹刀量h。

h＝b×sin（v-a）根据上述公式和参数计算出刹刀量分别为：沿工作面向上，采煤机开始刹刀留顶煤的起始点距断层的距离为25米，每循环刹底量0．32米。

四、刹刀留（煤岩）顶层位的选择从766工作面的开采实践中可以发现，在7煤顶底板中存有对安全技术管理颇有影响的“标志层”。7煤层中存在0.3～0.5米厚的伪项，其岩性为块状泥岩，均一致密，节理较发育，易冒落。在采掘时，只要不破坏其完整性或稍留0.5～0.7米的煤顶，就可以避免安全事故的发生。在工作面底板1.9～5.0米处也存在“标志层”，当工作面刹底量在1.8米左右时将遇到坚硬的粉砂岩，当刹底量在4.8米左右时将遇到细砂岩，钙泥质胶结，即使煤机换岩石截齿切割也十分困难，直接威胁到采煤机等设备的使用安全，现场必须人工打眼放炮。

图176F13断层图2766工作面五、方案实施（一）、切眼及探煤巷道布置在工作面过断层前，从机巷距Ｊ23号点5米处拨门沿煤层顶板做切眼，再由切眼向工作面方向做３条探煤巷，对层区域进行实揭，编号为1～３号，巷道长度分别是20、60、80米，见到断层如图1。根据分析，明确断层参数，确定设计方案。

（二）、常规措施工作面在距3号联巷25米时发现，766工作面从3号联巷向下受62架断层影响全部破煤层顶板2.7～3.0米从18架中下打钻探1.4米见煤，上受74、80、106号架断层影响破顶厚度在1.6～2.3米，断层逐渐向工作面机尾延伸，工作面倾角在18～22°。工作面刮板机运输机未下落到位，俯采角度不够（个别处18°），３号联巷向上明显飘车，工作面从断层下盘过渡到上盘要严格落实措施，加强工作面现场管理。

1、工作面链板机头过长，为避免掖车现象发生，决定从3号联口向下甩2刀再把机巷转载机卧下去，卧到煤层底板，以利于卧工作面运输机，保证正常出煤。

2、工作面俯采角度较大时，会出现煤机滑靴抱齿轨现象，因此要适当控制卧底量。卧底时实行在链板机前打底眼放底炮，炮眼距铲煤板不低于300㎜，底炮眼深度不少于600㎜，严禁在工作面链板机下或在老塘侧打眼，支架底坐前用风镐、手镐、铲子等工具将工作面车卧下去；车卧平后，用煤机清理工作面底部浮矸，若一次卧不下去，可反复拉推几次刮板机，尽量每刀卧200㎜左右。

3、在拉架前要把支架底座衬平，不要出现台阶，确保支架有一定的角度，防止出现歪、倒架及咬架现象，相邻支架之间要相互兼顾。

4、3号联巷向上卧底要保证支架能跟着顶板走。工作面要保持3．0米左右的采高，防止压死架，移架时要带压移架，严禁强升强降，充分利用伸缩梁、侧护板等，使其与支架保持同步，减少顶、帮漏掉矸。

5、施工单位要从机、风巷接两路风管进入工作面，现场接四部风锤及风镐，并确保正常使用。

6、人员进入煤壁前必须敲帮问顶，及时找到悬矸危岩，护帮板要打倒位，片帮地段要打好背帮柱，运输机进行闭锁，严格按措施进行放炮。

7、工作面1～3号探煤巷超前使棚接木垛，便于工作面逮顶卧底。

六、结论从实际效果看，硬过比跳压搬家方案节省资源，且经济效益明显。综采工作面一次性采全高平推硬过落差大于最大采高的断层，延长了矿井寿命，缓解了工作面接替紧张的局面，为淮北矿区综采工作面过类似的落差大断层提供了可借鉴的经验。

参考文献：[1]张永平.大断面综采切眼支护技术要点[J].内蒙古煤炭经济，2013，（3）：122，124.[2]宋战宏，贾彦锋，贺海鸿等.大佛寺煤矿大断面切眼复合支护技术研究[J].陕西煤炭，2011，30（5）：53-54.[3]晋煤集团首创“割放联合”采煤工艺[J].中国煤炭，2014，：28-28.