简论采煤深井过断层采煤工艺探讨

论文导读：层所面临的困难111303工作面自2013年元月22日开始过断层带，截至6月20日，累计沿断层带走向推进176m，过33条断层，断层落差都在1.2m以上，最大达到13m。最多时工作面同时出现8条断层，地质条件十分复杂。尤其是DF14断层组，呈阶梯状断开，在其影响区域内连续出现多个次生断层，断层区范围煤层产状出现较大变化，给工作面安全回采带
【摘 要】深井综采工作面开采，特别是在工作面过复杂断层构造时，常面临很多困难。国投新集口孜东煤矿111303工作面作为该矿首采工作面，克服了采空区防灭火、顶板安全管理等诸多困难实现安全回采，为后期类似条件深井综采工作面回采提供了成功的可靠的经验。
【关键词】煤矿深井；过断层；防灭火；顶板管理；回采工艺
1 概况

1.1 口孜东矿概况

口孜东矿井建设规模为5.0Mt/a，其井田位于安徽省阜阳市颖东区与颖上县交界处，面积约33.6km2。矿井于2007年7月16日开工建设，于2012年4月1日开始联合试运转，目前已顺利通过消防、劳动保护“三同时”、单位工程质量认证、井下安全避险“六大系统”、安全设施及条件等单项工程竣工验收。

1.2 111303工作面概况

111303工作面为口孜东矿首采工作面，可采储量356万吨。该面于2011年12月16日开始安装，2012年2月20日进入调试，2012年3月31日试生产。工作面可采走向长1757m，斜长324m，煤层倾角6°～17°，平均煤厚

4.5m，采用走向长壁后退式综合机械化回采，一次性采全高。

2 111303工作面过断层所面临的困难
111303工作面自2013年元月22日开始过断层带，截至6月20日，累计沿断层带走向推进176m，过33条断层，断层落差都在1.2m以上，最大达到13m。最多时工作面同时出现8条断层，地质条件十分复杂。尤其是DF14断层组，呈阶梯状断开，在其影响区域内连续出现多个次生断层，断层区范围煤层产状出现较大变化，给工作面安全回采带来很大影响，主要有以下几个困难。

2.1 采空区防灭火形势严峻

根据中煤科工集团重庆研究院鉴定，13-1煤层自燃倾向性等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层，最短发火期为36天。根据“安徽兴安矿用安全产品检验站”的鉴定资料，13-1煤尘具有爆炸性。过断层以来，工作面推进速度缓慢，且采空区所留遗煤出现氧化征兆，工作面煤层自燃发火隐患十分突出。

2.2 帮顶周期性片冒现象严重

111303工作面煤层的直接顶为0.5m～1.5m的泥岩，底板是复合底，含有两次煤线（厚度为0.3m～0.5m），直接底同样是泥岩，岩性松软，裂隙发育。工作面地压大、围岩破碎。该面自回采以来，每逢周期来压，都会不同程度的出现片帮漏顶。特别是工作面推进至DF14断层组，由于受高地压和次生断层影响，工作面片冒十分严重。

2.3 工作面跟煤回采十分困难

111303工作面可采长度1757m，工作面长324m，工作面内包围的构造相对较多。回采时，一个断层带里有23条断层之多，构成了两个大的地垒，煤层起伏大。要在短期内通过集中通过这么多断层，给工作面跟煤回采带来一定的困难。
3 当前采取的措施及效果

3.1 防灭火方面

在111303工作面过断层前制定了工作面过断层防灭火专项措施及应急预案，主要内容为：一是将工作面配风量由原来的2500m3/min调整到2189m3/min；二是对工作面及回风流中瓦斯、一氧化碳传感器进行了更换并及时调校，保证监测监控系统灵敏可靠；三是将111303高抽巷抽采负压由20KPa逐步调整到5KPa左右，将高抽巷甲烷浓度控制在20%以上，氧气含量控制在10%以下；四是对工作面防火观测由原来的每天1次增加到每小班一次观测，工作面每五架设一测点；五是将原有的两班灌浆增加到三班灌浆，并添加了三相泡沫发泡剂；六是对工作面下隅角进行连续注氮，在出现乙烷及一氧化碳较大地点埋管注水；七是对工作面上下隅角充填，并在下隅角30m范围内安设风障，有必要时对采空区灌注液态二氧化碳；八是施工顶板注水（注浆）钻孔进行注水、注胶或注浆；九是多次召开各层级现场会，平衡解决防灭火工作中存在问题；十是聘请防灭火专家组对工作面防灭火问题进行分析研讨及指导。

3.2 现场安全管理方面

为加强111303工作面过断层期间安全管理，严防顶板、瓦斯、水灾、火灾等事故发生，矿采取了以下措施：一是高度重视、充分考虑。要求所有职工深刻认识到111303工作面过断层带的复杂性和严峻性，始终保持稳定的生产节奏；二是明确分工、落实责任。在工作面过断层前召开专题会研究过断层措施，并明确安全生产、现场安全管理等方面工作的具体负责人；论文导读：
三是科学组织、合理调配。111303工作面以综采队力量为主，生产班执行“三.八”作业制，中、夜班集中力量组织生产，早班抽调技术较强骨干人员积极准备，为中班生产创造条件；四是因势导利、以利促安。采取多种激励措施，促进工作面的生产；五是积极创新、技术保安。对断层破碎带处，注瑞米加固材料50余吨，对工作面两巷进行锚吊梁接反顶支护，有效支护顶板；六是紧盯现场，强化跟班。在工作面过断层期间，矿分管生产的矿领导现场跟班，靠前指挥，并要求所有带班人员必须到首采面现场跟班。
4 过断层过程中好的做法及经验教训

4.1 好的做法

（1）在两巷顶板压力大时加强支护，采用锚索吊梁、木料配合工字钢当棚梁使用，效果较好。
（2）在上下出口三角煤松软、过断层和煤的结合面时，超前开帮架棚支护，能有效防止片冒。
（3）工作面割煤时采取追机移架控制顶板，超前架到位。
（4）加强生产过程控制，把影响工作面正常回采的因素罗列出来，逐个加以解决，杜绝了人为事故。
（5）大件打运区域实行“全封闭”，并确保通讯畅通，信号灵敏（电话、载波），设置专用调度电话。

4.2 经验教训

（1）地质保障工作没有做到位。从工作面陆续揭露的断层来看，完全超出当初的预计，制定的过地质构造带的方案针对性不足，造成工作面过地质构造带时准备不充分，正常生产节奏受很大影响。
（2）技术管理工作存在漏洞，过断层技术方案落实不到位。生产组织中为了防止漏冒发生，采取平推和局部刹底方式进行回采导致后期工作面全部进入煤层底板，使工作面过断层影响范围加大，生产更为被动。
（3）进入夏季，工作面温度升高，作业环境恶化，导致工人劳动效率低下，影响了对工作面的片帮漏顶及上下端头片冒的处理速度。
（4）工作面设计过长，在工作面状态不好的情况下保证不了推进度，从而导致顶板及两巷压力显现明显。
（5）两巷过断层期间为了赶工期、抢节点盲目追求掘进速度，迎头全岩后没有充分考虑回采因素，采用退后刹底的方法减少破岩量去找断层上盘煤层，导致巷道过断层期间人为加大断层落差。
5 对今后类似条件下回采作业的借鉴意义

5.1 前期准备要到位

工作面即将回采时，瓦斯治理工程不能滞后，工作面的供水、供电系统要有保障，出煤系统要保证畅通无阻，
此外工作面防高温措施要做到位，制冷设备要及时开启。只有前期准备工作考虑全面并做到位，才能最大程度确保工作面在遇到复杂地质构造时能够有效采取措施加快进度，避免推进缓慢增加安全隐患。

5.2 现场管理要有效

工作面推进缓慢时，要及时对进风巷下端头进行封闭，控制端头风进入采空区加速遗煤氧化。工作面注液态二氧化碳要常态化。要加强地质地测的预报工作，加强基础数据收集分析工作，加强对指标气体的监测监控。开采类似工作面时，要严格制定措施，完善各种防灭火系统，同时作好应急预案，确保安全开采。
参考文献：
周贤山，杨科.贝庆丰.煤矿深部开采锚杆支护可靠性研究[J].煤炭科技，2008（1）.
姜自亮.煤巷中的锚杆支护设计应用摘自：学年论文格式www.7ctime.com
[J].中小企业管理与科技，2010（19）.