新疆焦煤集团2130煤矿 乌鲁木齐 830025
摘要：断层尤其是落差较大的断层，严重影响采煤工作面的安全生产和经济效益。通过艾维尔沟2130煤矿25213工作面过断层实践，对类似构造煤层的开采具有较大参考价值。
关键词：大倾角、复合顶板；过断层；
新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿主采的5号煤层厚度大、储量丰富，但煤层结构由东向西、由浅部向深部逐渐复杂。近年来焦煤集团投入大量资金，解决5号煤层的安全、经济、高效开采问题。2017年，在总结以往“大倾角坚硬顶板条件下软底软煤综合机械化放顶煤开采技术”、“大倾角煤层坚硬顶板条件下综采大采高开采技术”的基础上，进一步进行大胆尝试 “大倾角煤矸互层复合顶板下大采高开采工艺”试验开采。该工作面回采范围内有F1逆断层，能否顺利通过断层是工作面试采成功的关键。
一、工作面概况：
1 工作面地质概况：
25213工作面开采煤层为5号煤层，工作面范围内煤层厚度在3.6m～4.5m之间，平均厚度为4.2m。煤层走向ES12°～14°、倾向SN、∠ 35°～43°之间，平均倾角38°，5号煤层结构复杂，煤层上部为煤与矸石的交错沉积状态，厚度2.15～4.87m，工作面回采范围内发育F1断裂构造，对工作面回采由一定影响。
2 工作面范围及储量
25213工作面设计走向长度1007m，平均倾斜长度55.5m，可采储量27.37万吨。
3 工作面回采工艺：
25213工作面采用走向长壁综合机械化采煤法，为进一步提高经济效益，该工作面首次沿煤矸互层为标志层（托伪顶）控制回采，工作面设计采高3.8-4.2，m，平均4.0m；工作面顶板管理方式为超前预爆破全部垮落法处理顶板。
4工作面装备情况：
25213工作面选用ZY7000/22/45Q型两柱掩护式综采液压支架（31架）支护顶板，最大控顶距5.217m，最小控顶距4.587m。；选用MG400/920-WD2型双滚筒电牵引采煤机；选用SGZ800/800型刮板输送机；SZZ764/315中双链刮板转载机、DTL120/40/2×110胶带输送机。超前、端头支护均采用单体柱配合铰接梁支护，支护间排距0.6*1.2m。
二、断层参数的预测与分析
1 断层预测与分析：
通过对二采区6号煤层轨道大巷、25213回风巷、25213运输巷断层的揭露情况进行了分析，基本掌握了断层的参数及影响范围。同时于2017年3月在25213工作面回采前对工作面实施了物探，进一步验证断层的位置，对断层的综合分析如下：
2 断层参数：
根据分析，最终确定F1断层走向为NE-SW4°23′14″，断层倾向为ES-WN4°23′14″，倾角47.80°，水平断距3.61m，断层落差3.06m，为一逆断层。
25213工作面F1断层预想剖面图
三、工作面过断层技术措施的应用：
1 围岩加固：
工作面在接近断层30m前，在回风巷及运输巷分别施工长钻孔揭露断层破碎带，然后通过钻孔注入水泥浆进行超前围岩加固。
2 调整工作面：
25213工作面在距离断层16.82m位置开始第一轮提刀仰采，每回采循环进度进刀量0.6m，每循环提刀量为0.1m，推进8.82m后；工作面揭露上部较为稳定顶板，然后沿较为稳定顶板调整工作面采高为3.5m，正倾斜（工作面与运输巷夹角为90°）推进8.0m，保证工作面支架状态良好。根据断层落差大小，在断层破碎带范围内进行第二轮提高刀，每回采循环进度进刀量0.6m，每循环提刀量为0.1m，推进10.38m。直至工作面通过断层后按照设计层位回采。
3 超前扩帮支护：
25213工作面过断层遇顶帮破碎带，为预防片帮冒顶事故的发生，采用人工由上向下打眼爆破方式扩帮推进，每循环扩帮走向深度3.0m、倾向长度1.5m，扩帮后及时采用锚索、工字钢梁、单体柱、金属网等对顶板进行联合支护；并对煤壁采用锚杆、金属网进行支护，防止片帮。破碎带支护完好后工作面再按正常工序进行推进。
4工作面循环注浆加固：
扩帮后根据煤壁揭露断层及预测断层破碎带范围，施工短钻孔注入天固化学加固材料，对断层破碎带范围内顶板及煤壁再次注浆加固。
5、两巷泄压加强支护
由于断层期间工作面受构造应力及工作面推进速度慢压力超前综合影响，两巷断层附近巷道变形量加剧（特别是回风巷），采取扩帮卧底、施工压力释放孔、上帮开挖泄压槽、增加超前支护距离（由20m增加至50m）等措施；运输巷在原棚架支护的基础上采取增加锚索支护、增加工字钢梁配合单体柱等加强支护措施。在一定程度上缓解了两巷的压力显现问题，保证安全出口的畅通及回撤支架、拉移转载机通道畅通。
上述工作完成后，工作面采用采煤机割底煤，拉架推进，循环进度进刀量0.6m，推进3.0m（5刀）支架靠拢煤壁停止推进。同时按照顺序重复步骤3、4、5直至工作面通过断层后按照设计层位回采。
四 结论：
25213工作面在复合顶板下过F1大断层是矿井首次实施，虽采取了多种技术措施加固工作面仍然发生了3次局部冒顶事故，经矿井全体职工和管理人员及上级领导的共同努力，历时3个月较为安全顺利的通过了断层。通过本次过断层，职工队伍及技术管理人员积累了一定的过断层经验，为今后工作面通过断层奠定了技术基础。
参考文献：
[1] 徐永圻. 煤矿开采学.徐州：中国矿业大学出版社，2008
[2] 袁 亮，葛世荣，黄盛初等. 煤矿总工程师技术手册.北京：煤炭工业出版社，2010
[3] 赵景礼.厚煤层全高开采新论［M］.北京：煤炭工业出版社，2004.5
论文作者:陈广喜
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第23期
论文发表时间:2019/7/22
标签：工作面论文; 断层论文; 煤层论文; 顶板论文; 倾角论文; 超前论文; 范围内论文; 《建筑模拟》2019年第23期论文;