綜采面分層開采過落差7.5m斷層的方法
（內容摘要）介紹了開灤礦務局唐山礦8282一層綜采工作面順利通過落差為7.5m大斷層的采取的一些技術措施和過斷層的方法，以及取得的效果。
（論文）開灤唐山礦是一個年產300萬t地質條件復雜的老礦井，引進綜采開采已有20年的歷史。綜采產量一直占全礦產量的60％以上。近幾年來綜采場地受井田中部京山鐵路煤柱和地質構造影響，工作面走向長度均在300～800m之間，造成綜采面搬家倒面頻繁，銜接非常緊張。只有盡可能延長綜采工作面走向長度，才能發揮其高產、高效的作用，緩解銜接緊張的局面，保證全礦生產任務的完成。
8282一層綜采工作面，成功地采過了落差7．5m的大斷層，延長了工作面的走向，緩解了綜采銜接，并為下分層開采創造了較好的生產條件，取得了較好的效益和經驗。
1 工作面概況
1．1工作面地質條件
8282一層工作面位于唐山礦十三水平南翼一、二石門之間的八、九合區煤層，是該區域八、九合區煤層的第一個分層工作面。煤層平均厚度為10．4m，煤層傾角12°～25°，平均18°。全煤層中有2～3層夾石，煤層的單向抗壓強度為16MPa。偽頂為深灰色砂質泥巖，泥質成分，帶狀構造，節理、裂隙發育。直接頂為深灰色泥巖和砂質泥巖互層，厚度5．03m，巖石的單向抗壓強度為89MPa。老頂為灰色細砂巖，以石英為主，硅泥質膠結，厚度22m，巖石單向抗壓強度143MPa。8282為第一分層，工作面底板為煤層。工作面西部有一條落差7．sm，傾角55°、走向N170°的逆斷層。平行于該逆斷層伴生一條落差2．0m的正斷層，兩斷層與工作面下順槽呈40°夾角，一直延伸到工作面停采線以外的京山鐵路煤柱中，影響工作面走向達113m、傾斜長度最大90多m。
1．2工作面生產條件
工作面走向長度（520m）（如不過斷層走向長度只有407m），傾斜長度137m，采高2．6m。上、下順槽沿煤層頂板布置，巷道采用10．4m2可縮拱形支架支護。工作面使用G320—13／32型掩護式液壓支架，EDW—300L型采煤機和國產SGE—730/320型中雙鏈封底式刮板輸送機，下順槽使用BEA—500型膠帶輸送機。開采時，在工作面液壓支架上頂鋪設8#菱形金屬網，做為下分層的假頂。作業方式為“二采一準”。
2 過斷層的方法
2．1掘進施工時的巷道布置
掘進施工遇到斷層后，先將斷層的性質、落差、斷距等要素探清楚，然后掘進巷道從斷層下盤穿過斷層面進入上盤，開始托煤頂施工，并按18°上山掘進，45m后巷道找到頂板，繼續沿頂板掘進。
2．2確定工作面推采方向
為了減少工作面過斷層時出現片幫冒頂現象，有利于控制頂板和煤壁，確定了由斷層的上盤向下盤推采，即從一石門向二石門方向俯斜開采。由于斷層影響范圍俯斜開采的下山角度達18°，對工作面的煤頂和煤壁的控制較有利。
2．3下順槽膠帶輸送機的布置
因斷層位置在巷道走向垂直剖面上出現了上仰18°角的折線，給使用一條膠帶輸送機帶來了困難。為此在斷層位置安裝了“接力機頭”裝置，解決了在垂直面上出現上仰折線造成膠帶輸送機膠帶上漂的問題。下順槽650m長的巷道，只安裝了一套膠帶輸送機和一套順槽轉載機。下分層開采時仍可使用此方法。
2．4 工作面過斷層時各種角度的控制
2．4.1 工作面走向方向傾角的控制
工作面要順利采過斷層，關鍵在于控制好工作面走向方向下山開采的角度和傾向方向的角度。走向方向下山的角度必須以下順槽為標準，按照巷道18°下山的坡度，從下出口排頭架開始，隨著工作面推進，逐漸使支架一架架開始托煤頂開采，直到斷層位置，再一架架過渡到斷層下盤。在工作面下托煤頂俯斜開采時，必須保證工作面走向下山達到18°，如果達不到18°下山的角度，就會使工作面撞到斷層下盤的頂板上，影響工作面過斷層，甚至會失敗。工作面要由走向近水平開采馬上過渡到俯斜18°下山開采，關鍵在于采煤機的臥底量要相適應。調整采煤機搖臂的升降角度，使采煤機臥底量由原來的113mm增加到594mm，滿足了工作面俯斜18°下山開采的需要。
2．4.2 工作面傾向傾角的控制
工作面過斷層時，從下出口排頭支架開始往上有一段范圍內要托煤頂開采，這段托煤頂范圍的傾角，要求在工作面支架和采煤機能夠適應的情況下，盡量增大角度，以減少工作面托煤頂的范圍和煤炭損失。為此，將工作面托煤頂范圍的傾角控制在25°左右。為保證液壓支架、采煤機和輸送機能夠在25°傾角正常工作，特采取如下技術措施：
（1）在下出口的第—～三組排頭支架上安裝了支架的防倒和防滑裝置，保證了排頭支架在25°傾角下移架時不會傾倒和下滑。
（2）加強支架的檢修工作，特別是排頭支架的檢修，要杜絕因液壓支架密封不完好造成支架自降架發生倒架事故。
（3）移架時嚴格按照自上而下的順序，用單體液壓支柱配合，將移架后的支架調成有4°的迎山角度，以平衡頂板作用在支架上的下滑力。
（4）控制好工作面機頭超前機尾的距離。過斷層期間，在工作面平均傾角19．2°的情況下，機頭超前機尾9～12m，以平衡工作面輸送機的下滑力，防止輸送機下滑。
（5）在采煤機上安裝液壓防滑裝置，以防止采煤機下滑造成事故。
（6）工作面下半部采用自上而下的斜切進刀方式。由于工作面下半部斷層范圍傾角大，還要挑斷層下盤頂板，采煤機上行斜切進刀時牽引部受力太大，落煤矸效果差，故采用了自上而下的斜切進刀方式。收到了較好的效果。
2.5 工作面托煤頂范圍的控制
當工作面下出口排頭支架推采到斷層位置時，工作面托煤頂范圍最大。通過計算，找出理想狀態下的最大托煤頂范圍，用來控制和指導工作面過斷層的工作。
2．6托煤頂范圍頂板的控制
過斷層前，工作面托煤頂范圍是俯斜開采，走向下山角度最大達18°，煤壁片幫和頂板冒頂現象較少。揭露斷層后，工作面俯斜開采角度變小，且斷層附近的弱變區和破碎帶容易片幫冒頂，為此要特別加強對此范圍的頂板控制，控制此范圍頂板的方法主要是：
（1）降低采高。易片幫冒頂范圍的采高降低到剛剛能夠通過機組的2．3m左右。
（2）人工做好超前支護，提前控制好頂板。
（3）追機帶壓移架等等。
2．7 為下分層開采創造有利條件
隨工作面向前推進，斷層逐漸向工作面中部過渡，在過斷層的同時，還要盡量多回收煤炭并為下分層開采創造有利條件。具體方法如下：
2．7.1 挑斷層下盤頂板為下分層開采創造良好條件
因斷層落差較大，影響下分層的開采，為此在過斷層時，采取挑部分斷層下盤頂板的方法（圖5）。在伴生的正斷層到逆斷層之間5m范圍內，工作面挑頂板最大達2．2m，這樣在斷層上盤托煤頂范圍就可少損失高度2．2m，傾斜40m，走向100多m，近1．57萬t的煤炭。即減少了斷層附近煤炭的損失，又為下分層的開采創造了有利的條件。在挑頂板的同時，還要調整好工作面斷層下盤與上盤托煤頂范圍的工作面豎曲線弧度，使該豎曲線的曲率半徑R大于70m，以保證工作面液壓支架上部頂梁不相互擠在一起，可以順利移架。同時也保證采煤機能夠在輸送機上正常行走。
2．7．2 探明斷層附近下分層的剩余煤層厚度
工作面推采過程中，在斷層附近，走向每10m、傾向30m范圍內，沿傾斜每3～5m為一個探點，用煤電鉆探明各點的剩余煤層厚度，將探明的剩余煤層厚度填繪在1：500的工作面平面圖上，為下分層的巷道布置和開采提供資料。
3 工作面過斷層期間的各項經濟指標
8282工作面過斷層期間的各項經濟指標見下表。
4 結束語
（1）8282一層工作面利用俯斜托煤頂開采等方法順利地采過了落差7．5m的大斷層，延長了工作面的走向，緩解了綜采銜接，取得了較好的效益。
（2）過斷層期間，采取了一系列的措施，控制了工作面各種角度，控制了工作面頂板，保證了工作面的正常開采。
（3）采取了挑斷層下盤頂板等措施，減少了煤炭損失，為下分層開采創造了有利條件。
（4）工作面過斷層期間仍取得了較好的各項指標，實踐證明，如果技術措施得當，綜采工作面過大斷層也可以取得較好的效益。
（5）為分層綜采工作面過大斷層總結了經驗。