综采工作面过Fw201大断层技术管理

综采工作面过Fw201大断层技术管理

李连成

  安徽省淮南市凤台县张集矿综采二队，232174

【摘要】：随着井下开采水平不断延深，随之而来的是采煤工作面复杂开采条件引发的一系列问题也日益突出。中国大多数采煤工作面现在都是机械化采煤工作面，复杂地质条件下开采，不仅是对机械化综采设备的考验，更是对综采队人员素质的综合考验。现在以某矿1415(1)工作面为例，针对现在本队所采的工作面所存在的地质构造带来的问题，本人在参考措施和作业规程的情况下，浅谈1415（1）工作面过Fw201大断层安全技术管理。

【关键词】采煤工作面；断层治理；顶帮管理；注浆加固

引言：在回采1415（1）工作面，为某矿西二11-2煤。该面东侧为西二11-2采区主要系统大巷，西侧为F209断层，北侧为1414(1)工作面采空区，南侧为1421（1）采空区，上覆13-1煤层1413（3）及1414（3）工作面已回采结束。根据勘探工程、采掘工程及坑道透视资料综合分析，工作面回采至运顺退尺1022.8m时，将进入4#异常区（影响范围：运顺退尺1022.8m～1140.2m、轨顺退尺1035.3m～1190m），该异常区内发育Fw201(∠43°～80°H=3m～6m)正断层，该断层在运顺退尺1062.1m处揭露，横跨整个工作面，回采至轨顺退尺1178m结束。

一、断层技术管理

1.断层超前治理技术

某矿1415(1)工作面为西二11-2煤层，多个工作面遇到Fw201大落差断层，工作面过该断层，断层落差大，始终绕不过去，直接通过，层位稍微把握不到位，就容易钻到顶板或底板硬砂岩里，届时需要打眼放炮，对工作面机电设备磨损不可估量，同时，因断层落差大，片帮掉顶在以往工作面也是屡见不鲜，如何超前治理好断层，设计过断层方案，是对区队班队长以上管理人员的一种考验。该工作面采取断层面超前注浆治理技术，很好的解决了大落差断层顶帮片漏的问题。

3.断层超前注浆技术参数及质量标准

3.1 帮部注浆使用分步递进式注浆，采用帷幕止浆层注浆、浅孔注浆、中深孔注浆及深孔注浆四步工艺，采用ZBY1.5/32-22型煤矿用电动注浆泵进行注浆，注浆压力15～20MPa，注浆材料为久米纳矿用无机充填加固材料，注浆采取先打孔后注浆的施工方法，按顺序施工钻孔，直至区域注浆施工结束。具体注浆加固范围及钻孔角度等根据断层产状设计。

(1)帷幕止浆层注浆

加固巷帮煤体的同时形成封闭帷幕。沿巷道走向，在断层影响范围内施工巷帮水平钻孔（采用平行布置，上、下排钻孔距顶、距底高度均为1.0m，横向孔每间隔一排钢带，在两排钢带之间中部打设一处注浆孔，可根据现场情况进行适当调整），钻孔孔径Φ42mm，孔深4m，采用4分钢管注浆，注浆加固深度0～6m，注浆压力3～5Mpa,直接采用FKSJ-38/6型封孔器进行封孔。

(2)深孔注浆

3.2钻孔孔径Φ94mm，终孔位置穿过断层面2m，孔深100～150m，注浆加固范围70～150m，注浆压力15～20MPa。

单孔注浆结束标准：

(1)达到设计注浆压力，并稳压达10min以上；

(2)虽未达到注浆压力，但从其他注浆孔窜浆；

(3)注浆过程中发现有漏浆现象，并确认无法封堵。

3.3钻孔设计如下图一、二：

图一  1415(1)运顺注浆钻孔设计图

图二  1415(1)轨顺注浆钻孔设计图

3.4 注浆施工安全技术管理

（1）注浆前对注浆范围内设备、管线使用雨布进行覆盖保护，注浆完成后拆除。

（2）注浆前严格执行敲帮问顶，施工人员要佩戴护目镜，检查注浆机是否完好，确保高压注浆管路完好并符合压力标准。

（3）高压管路连接后要使用10#铁丝进行二次绑扎保护，高压管路使用10#铁丝绑扎固定在巷帮上，防止甩脱伤人。

（4）注浆管封堵固定后养护24h后方可注浆，注浆球阀和注浆管要使用10#铁丝连接做二次保护。注浆过程中，施工人员严禁正对注浆管口，要站在侧位安全地点操作，防止喷管伤人。

（5）注浆过程中，严禁无压力控制注浆，发现压力表失效或设备运转异常立即停机，卸压后进行处理。

（6）注浆过程中，如需要处理故障，必须卸压后处理。

（7）注浆电动注浆泵，开关和三联按钮均放置在不超过设备15m位置，确保发现问题能够及时停机。

（8）注浆过程中如出现漏浆时，必需迅速封堵，适当调整注浆压力。

（9）每小班要认真填好注浆原始记录表。

（10）注浆施工期间，施工点前后10m处悬挂警示牌，严禁其他人员进入。

二、 过Fw201断层技术方案

1. Fw201断层剖面图如下：

2.工作面过F1421(1)54、Fw201断层漂车、破顶量对照表

3.上、下端头及两巷管理

(1)工作面在过断层期间，要将所需的备用支护材料按要求备齐备足。

(2)过断层期间要加强下出口三角处的管理，必要时用半圆木、板皮、笆片等进行背帮、过顶，防止片帮掉顶。上出口向外要确保足够的通风断面，巷道高度不低于1.8m，并有不少于0.8m宽的行人通道。

(3)煤机割到机头、机尾时，先用煤机滚筒震松锚杆，再将煤机牵引至离作业地点至少10m外垂下摇臂，停止运转。同时闭锁工作面链板机、转载机，并派专人看闭锁，然后安排人员站在老塘侧使用长柄工具取出锚杆，拿锚杆人员未到达安全地点前，任何人员不得解除闭锁及开启链板机、转载机及采煤机。

(4)确保链板机与转载机的合理搭接，减少链板机带回头煤，避免因负荷过大，造成断链。

(5)过异常区期间，加强两巷挑棚管理，单体迎山有劲，且初撑力不低于11.4MPa。工作面煤壁往外60m范围内，须对顶板锚杆（索）头加套胶管或绑扎铁丝作为二次保护。

三、断层技术应用

综采工作面采煤技术在不断发展，日新月异，相信通过不断的实践与总结，在过断层技术方面会取得更大进步。在1415(1)回采期间，过落差5m的F1421(1)54断层和落差6m的Fw201断层，两断层叠加形成落差11m地堑，贯穿整个工作面，影响回采长度140m。在过断层这一个月期间，通过对断层面地质资料和以往过该断层相关资料的反复研究，依托技术支撑（打超前探眼、漂车刹底量对照表等），制定并完善了过该断层的总方案，形成了一整套过大断层可推广、可复制的经验。

四、成果和结语

传统的过断层技术管理，对过如1415（1）工作面Fw201这样的大断层来说，技术管理上有些落后。通过段断层面的超前注浆加固顶帮，有效的稳定了过断层期间顶帮安全，并且对工作面断层发育的超前预想，漂车和刹底量的科学控制，很好的控制了过该大断层期间的回采层位，有效的避开了与顶底板硬砂岩的遭遇战，避免因回采到硬砂岩而打眼放炮，损坏机电设备等问题，为顺利通过该大断层提供了有力的技术支撑，该技术应用将会得到不断的完善和推广。

参考文献

[1] 《煤矿安全规程（2016年修订版）》  2016年 中国法制出版社

[2] 《煤矿开采技术》 2018年 科学出版社