1、特殊條件下的采煤工藝(一）工作面過斷層工藝 (二）工作面過陷落柱工藝 授課人：張 勇第一部分 工作面過斷層工藝一、斷層定義及影響： 1、定義：巖層受地應(yīng)力作用產(chǎn)生破裂，在力的作用下破裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生顯著相對(duì)位移，這種斷裂構(gòu)造稱為斷層。 2、影響：斷裂構(gòu)造是煤礦采掘工程常見的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)，斷層給采煤工作面安全生產(chǎn)帶來了極大的影響，尤其是大傾角工作面突遇落差較大斷層，為確保施工安全, 不得已常常采取工作面搬家、重新開切眼或局部補(bǔ)眼, 造成丟三角煤, 致使回采率降低、采掘接替失調(diào), 造成噸煤成本增加、降低了生產(chǎn)效益。二、斷層的分類（兩盤相對(duì)位移分類）： 1、逆斷層；斷層的上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降。

2、 2、正斷層；斷層的上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升。 3、平推斷層；斷層的上下盤沿水平方向移動(dòng)，雖出現(xiàn)斷裂，但不存在上下位移。見圖1-1。圖1-1三、判定斷層可否通過的條件： 判定斷層可否通過的兩個(gè)主要條件是斷層線與工作面夾角，以及斷層落差。 1、工作面與斷層線斜交時(shí)，夾角越大，處于斷層帶的采區(qū)面積越小，過斷層工程量越小，過斷層時(shí)間越長(zhǎng)；反之其夾角越小，過斷層工程量就越大，過斷層時(shí)間越短。一般來說，對(duì)于中等穩(wěn)定以上頂板，工作面與斷層線夾角以20度-30度為宜；對(duì)不穩(wěn)定頂板，工作面與斷層線夾角可在30度-45度。 2、斷層落差較小時(shí)，剩余煤層厚度小于液壓支架的最小支撐高度，不影響機(jī)組通過；落差較大時(shí)

3、，則影響機(jī)組通過，需要因地制宜地采取措施（挑頂臥底）過斷層。當(dāng)由于落差過大、 機(jī)組通過困難時(shí)，就應(yīng)考慮工作面搬遷或繞過斷層。 在上述斷層的破碎帶內(nèi)，煤的破壞程度較巖層嚴(yán)重，坡度小。當(dāng)采煤工作面通過斷層時(shí)，與保留巖頂相比，保留煤頂要困難得多。四、過斷層方法： 1、過斷層方法過斷層方法搬家跳采 當(dāng)工作面遇到落差和影響范圍較大的垂直或斜交斷層時(shí)，為躲避斷層的影響，可在工作面斷層前方重新開切眼，將工作面設(shè)備搬至新切眼繼續(xù)開采。開掘繞道 當(dāng)在工作面某一端遇到難以通過的斷層時(shí)，可探明斷層影響范圍，開掘繞道，將工作面改為刀把式布置，即將工作面由大面縮短為小面，或由小延長(zhǎng)為大面，甩掉斷層影響區(qū)域。放棄綜采 當(dāng)

4、工作面遇到影響范圍廣的大斷層時(shí)，無(wú)法使用綜采，可將其設(shè)備撤除，改為普采或炮采代替綜采繼續(xù)將工作面采完。直接硬過 當(dāng)斷層落差小于工作面采高的2/3，其影響范圍在30m以內(nèi)，斷層上下盤巖石的硬度系數(shù)f10時(shí)，在使用強(qiáng)力采煤機(jī)的條件下，或者采用松動(dòng)爆破的輔助手段，可適當(dāng)降低原工作面采高直接過斷層。 2、綜采工作面處理斷層參考方案圍巖條件斷層類別影響因素處理斷層參考方案斷層落差（m）影響長(zhǎng)度（m）斷層位置f10平行斷層采高大于20中、端部搬家跳采或繞道處理2/3采高20中部可直接硬過垂直斷層支架支撐上限20中、端部搬家跳采或繞道處理2/3采高20中部可直接硬過斜交斷層2/3采高20中、端部搬家跳采或繞

5、道處理1/2采高20-30中部可直接硬過f6平行斷層2/3采高30中部放棄綜采或搬家跳采1/2采高30中、端部可直接硬過垂直斷層支架支撐上限30中、端部重新劃分工作面開采2 30中部可直接硬過斜交斷層采高30中、端部搬家跳采或繞道處理2 30端部可直接硬過2/3采高20-30中部可直接硬過 注：1、厚煤層分層開采過斷層時(shí)，按斷層落差與煤層厚度的比列，降低分層采高和層數(shù)，直接通過工作面斷層； 2、影響長(zhǎng)度指斷層在工作面的暴露長(zhǎng)度； 3、圍巖條件可視為兩類，即堅(jiān)硬頂板條件和中等以下條件。 3、直接硬過的幾種過斷開采方法： 1）、直接割煤過斷層： 當(dāng)斷層落差較小，上下兩盤接觸處之間的煤層的厚度大于或

6、等于液壓支架的下限通過高度，則液壓支架可以順利通過，綜采工作面可直接采煤過斷。 2）、割頂(底)采煤過斷： 斷層上下兩盤接觸處之間的煤厚小于液壓支架下限通過高度，煤層底板或頂板巖石較軟且頂板較整，可通過機(jī)組割底或割頂直接采煤過斷。 3）、用預(yù)掘巷與割底相結(jié)合的方法過斷層落差較大，可采取預(yù)掘巷輔助法過斷。五、斷層帶附近煤巖破壞狀況 ： 1、斷層是由于地層的運(yùn)動(dòng)、擠壓等形成的，是地層運(yùn)動(dòng)過程中能量的聚集和釋放的結(jié)果。地層中聚集的能量在釋放過程中，巖層要斷裂、擠壓、錯(cuò)動(dòng)、破碎等，并伴有大量裂隙的產(chǎn)生。因此，在斷層帶附近，形成斷層的破碎帶，如圖5-1所示。 2、一般頂板巖層的強(qiáng)度大于煤層的強(qiáng)度，在同樣

7、大小力的作用下，煤巖破碎后，煤的粉末多于頂板巖石的粉末，即煤的破碎程度比巖石的嚴(yán)重。在斷層的破碎帶內(nèi)，煤的破壞程度較巖層嚴(yán)重，塊度小。當(dāng)回采工作面通過斷層時(shí)，與保留巖頂相比，保留煤頂要困難得多。圖5-1 斷層破碎帶示意圖六、綜采面過斷層時(shí)附近煤巖破斷研究： 1、綜采工作面過正斷層，以圖6-1點(diǎn)劃線的方向從上盤向下盤推進(jìn)。當(dāng)工作面還在斷層的上盤，快通過斷層面時(shí)，斷層破碎帶弱變區(qū)A范圍內(nèi)的煤層由于破壞嚴(yán)重，而A區(qū)的煤沿?cái)鄬用娴南禄Γ蚨簩颖Ａ舨蛔?，?huì)發(fā)生片幫。工作面煤壁片幫后，端面空頂范圍增大，破碎的頂板巖層可能會(huì)發(fā)生冒頂，從而影響生產(chǎn)。 圖6-1綜采工作面 2、當(dāng)工作面從上盤推進(jìn)到下盤時(shí)，因

8、支架不能直上直下，需割底板，留頂煤推進(jìn)，而這部分頂煤處在斷層破碎帶弱變區(qū)B范圍內(nèi)，破壞嚴(yán)重，頂煤保留不住，端面就會(huì)發(fā)生冒頂。 3、工作面過正斷層，從下盤向上盤推進(jìn)時(shí)；工作面過逆斷層，從上盤向下盤推進(jìn)和從下盤向上盤推進(jìn)時(shí)，均存在與上述類似的不利情況，如圖6-2、6-3、6-4所示。 圖6-2綜采工作面從下盤向上盤推進(jìn)過正斷層圖6-3綜采工作面從上盤向下盤推進(jìn)過逆斷層圖6-4綜采工作面從下盤向上盤推進(jìn)過逆斷層七、工作面端面頂煤（板）冒落分析： 1、端面頂板冒落后，如不進(jìn)行勾頂，而采取讓支架抬頭的工作方式來應(yīng)付端面冒頂，其結(jié)果不僅降低了支架的承載能力，而且會(huì)進(jìn)一步惡化頂板。而由于平衡千斤頂伸出量的限

9、制，過大的頂梁抬頭，又會(huì)造成大量支架平衡千斤頂和耳座的損壞。 2、即使支架闖過冒頂區(qū)，支架頂梁上的頂板也已破碎和出現(xiàn)空洞，支架無(wú)法支住頂板，自身的穩(wěn)定性也很差，極易導(dǎo)致支架沿工作面傾斜方向傾倒，支架頂梁相互咬架，立柱與底座的銷軸拉斷等，從而使過斷層的時(shí)間延長(zhǎng)，形成惡性循環(huán)。 3、端面頂板冒空后，若采用勾頂和超前支護(hù)的方法，勢(shì)必造成工作面停產(chǎn)處理，致使生產(chǎn)效率降低，坑木等材料消耗增加。 因此，在綜采工作面過斷層時(shí)，必須消除斷層破碎帶內(nèi)弱變區(qū)的影響，盡量防止工作面端面冒頂?shù)陌l(fā)生和煤層片幫的產(chǎn)生。若已發(fā)生端面冒頂，必須立即組織人員勾頂，護(hù)好頂板，盡快通過斷層破碎帶。 八、綜采工作面快速過斷層消除弱變

10、區(qū)技術(shù) ： 為了安全、快速地通過斷層，就必須消除弱變區(qū)的影響，盡量減少端面冒頂?shù)陌l(fā)生。下面以正斷層，采面從上盤向下盤推進(jìn)為例來說明。 設(shè)斷層的落差為h，斷層面的傾角為，如圖8-1所示。當(dāng)工作面由斷層的上盤向下盤推進(jìn)，頂板處距斷層面L1，底板處距斷層面L2時(shí)，工作面頂板以的仰角仰采，割頂板巖層，留底煤，使工作面推到斷層下盤時(shí)，其頂板與下盤煤層的頂板一致，此后工作面再俯采，恢復(fù)到沿煤層底板的正?；夭伞＿@樣就消除了斷層下盤弱變區(qū)的影響。圖8-1 工作面由斷層的上盤向下盤推進(jìn) 為過斷層消除弱變區(qū)的影響，針對(duì)不同的過斷層方式采取的技術(shù)措施見表8-1。九、過斷層期間采取技術(shù)措施： 1、為了減少斷層在工作面

11、內(nèi)的暴露范圍，遇斷層時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整工作面方向。當(dāng)圍巖為中等穩(wěn)定以上時(shí)，工作面與斷層走向夾角應(yīng)不小于20-30；圍巖不穩(wěn)定時(shí)，此夾角應(yīng)增至30-50。但調(diào)整工作面方向，會(huì)引起工作面長(zhǎng)度變化，需增減工作面支架數(shù)，或增加三角煤損失。 2、應(yīng)按斷層性質(zhì)、落差及頂?shù)装鍘r層硬度等因素確定采用挑頂和下切或同時(shí)挑頂及下切，做到既有利于維護(hù)頂板又減少破巖量。 3、當(dāng)巖石普氏系數(shù)4時(shí)，可用采煤機(jī)直接割巖，牽引速度應(yīng)減小；滾筒能變速的采煤機(jī)，滾筒用低速旋轉(zhuǎn)。若用爆破處理巖石，對(duì)附近的支架要加以保護(hù)。 4、過斷層時(shí)要預(yù)先逐步減小采高，以減小破巖量和增加支架的穩(wěn)定性，但是支柱要留有足夠的伸縮量，以防壓死支架。 5、當(dāng)斷層

12、地段需要下切或留底進(jìn)行側(cè)斜回采時(shí)，應(yīng)使頂?shù)装逍纬善骄彽膫?cè)斜變化，以使支架和運(yùn)輸機(jī)槽處于良好的工作狀態(tài)。 6、斷層附近可采取以下支護(hù)措施：斷層處先架設(shè)傾斜梁、傾斜棚或斜交梁，采取間隔移架，先移的支架頂梁托住傾斜梁后再移鄰架；可在煤壁上預(yù)先掏梁窩架設(shè)超前梁或超前走向棚；盡量采取帶壓移架方式，以防松動(dòng)頂板，并縮小割煤和移架間距，片幫較深時(shí)采取超前支護(hù)，減少控頂面積；頂板冒空處應(yīng)架設(shè)木垛或用其他材料充填，對(duì)破碎地帶的頂板可用錨桿或向鉆孔內(nèi)注入化學(xué)膠結(jié)性溶液，以固定頂板；沿?cái)鄬娱_巖巷，巷道頂板采用普通錨桿支護(hù)，兩幫采用玻璃鋼錨桿支護(hù)，沿?cái)鄬娱_巷時(shí)巷道的寬度與高度必須與綜采面尺寸相適應(yīng)，以利于工作面從斷層

13、的一盤逐步過渡到另一盤，盡快恢復(fù)正常開采。十、現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用 1、工作面構(gòu)造區(qū)情況： 根據(jù)IX1324工作面回采地質(zhì)說明書提供的數(shù)據(jù)，IX13241巷距停采線向里284米揭露一逆斷層F78（走向350，傾向80，傾角19，落差H=5.0m），預(yù)計(jì)該斷層與IX13243巷逆斷層F65（走向334，傾向64，傾角14，落差H=2.0m）在同一構(gòu)造帶上，因此對(duì)回采影響較大；IX13241巷由于受逆斷層F78的影響：在距停采線305295m范圍內(nèi)，巷道由頂向下依次為：砂質(zhì)泥巖0.61.5m、石灰?guī)r0.10.2m、煤0.11.8m；在距停采線295280m范圍內(nèi)，巷道為全巖巷，巖性細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖；在距停

14、采線280274m范圍內(nèi)，巷道由頂向下依次為：煤0.21.2m、細(xì)砂巖1.21.6m、砂質(zhì)泥巖0.10.7m； IX13243巷在距停采線266234m范圍內(nèi)，為一構(gòu)造擠壓區(qū)，巷道由頂向下依次為：煤0.61.3m、泥巖1.21.5m；IX13243巷在距停采線4737m范圍內(nèi)，由于受到逆斷層F65影響，巷道由頂向下依次為：泥巖0.51.6m、石灰?guī)r0.20.4m、煤0.52.1m。 2、制定安全技術(shù)措施： （1）過斷層時(shí)，將斷層區(qū)域采高控制在1.81.9米之間，機(jī)將斷層區(qū)域前后各5個(gè)架采高與構(gòu)造區(qū)采高隨平，以便機(jī)組順利通過 。 （2）頂板破碎時(shí)，應(yīng)及時(shí)拉超前架，若頂板破碎厚度在300m以下時(shí)，

15、在支架上架設(shè)平行于工作2002600mm的聯(lián)鎖板梁，若頂板塌矸嚴(yán)重，冒落高度超過300mm以上時(shí)必須進(jìn)行勾頂。揭露斷層后，矸石較軟時(shí)可采用正規(guī)循環(huán)作業(yè)。若矸石較硬，機(jī)組割不動(dòng)時(shí)采用放震動(dòng)炮，機(jī)組掃矸的方法通過。 3、過構(gòu)造的過程： 2011年12月 18 日中午班開始在機(jī)頭揭露一逆斷層構(gòu)造，工作面 1#5#架有約 0.30.5 米厚的頂矸，需打眼放炮。根據(jù)地測(cè)部資料，確定為IX1324地質(zhì)報(bào)告中所描述的F78逆斷層構(gòu)造。 在構(gòu)造揭露初期，工作面機(jī)頭出現(xiàn)頂矸，并向機(jī)尾方向延伸。構(gòu)造情況較為簡(jiǎn)單，矸軟機(jī)組直接掃矸通過；出現(xiàn)矸硬的情況打眼放炮，一次放炮可通過機(jī)組兩次。構(gòu)造區(qū)域只需在每架架頂上兩根垂直

16、于工作面2002000mm走向板梁維護(hù)頂板。構(gòu)造區(qū)影響生產(chǎn)主要因素是矸硬打眼放炮影響時(shí)間。 12月23日構(gòu)造區(qū)1#6#架發(fā)展為全矸，對(duì)回采影響較大，機(jī)組無(wú)法直接通過，構(gòu)造區(qū)采取放震動(dòng)炮措施，一次放炮只能通過一次機(jī)組。由于構(gòu)造區(qū)頂板不穩(wěn)定，局部區(qū)域出現(xiàn)塌矸，根據(jù)過構(gòu)造技術(shù)措施，在支架上架設(shè)平行于工作面的2002600mm聯(lián)鎖板梁，板梁每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)上一次，上平行于工作面板梁時(shí)，第一趟板梁上在構(gòu)造段單號(hào)支架上；如先將構(gòu)造段的1號(hào)架降下拉過，在將板梁平面朝上，放在所將支架上（以便不影響相鄰支架降架為宜）；上板梁時(shí)，由班組長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，由專人操作支架閥組，專人觀幫觀頂，并用長(zhǎng)柄工具找掉活煤活矸，確認(rèn)頂板

17、穩(wěn)定后，派兩名有經(jīng)驗(yàn)的老工人站在所降支架的側(cè)面（即有掩護(hù)地段）將板梁由機(jī)頭向機(jī)尾方向放在1#架支架頂梁上，然后用長(zhǎng)柄工具將板梁擺正，待板梁放穩(wěn)，人員撤出后，班組長(zhǎng)方可指揮支架工將1#架升緊，然后繼續(xù)上3#架上平行板梁，依次類推，待單號(hào)架上完后，再將相鄰支架順序拉過，并確保板梁同時(shí)搭接在三個(gè)支架上，將支架升緊，接頂嚴(yán)實(shí)。 1月6日，機(jī)頭構(gòu)造區(qū)延伸至2#架，機(jī)頭已走出構(gòu)造區(qū)。 一月份，受矸區(qū)影響，IX1324工作面工溜機(jī)頭出現(xiàn)上竄嚴(yán)重，需要進(jìn)行加槽，導(dǎo)致機(jī)尾三角區(qū)支護(hù)困難，為保證機(jī)尾支護(hù)質(zhì)量，在工作面機(jī)尾加架。 一月底，隨著工作面的推進(jìn)，構(gòu)造情況變化復(fù)雜，構(gòu)造區(qū)（巖性描述）出現(xiàn)塌矸嚴(yán)重，工作面 1

18、2#30#架出現(xiàn)采高超高問題，其最高可達(dá) 3 米支架不能接頂。且 15#21#架轉(zhuǎn)變?yōu)槿罚? 米厚） 。針對(duì)這種現(xiàn)狀，及時(shí)采取在支架上打木垛，將頂板勾實(shí)，加強(qiáng)頂板管理。機(jī)組通過矸區(qū)時(shí)，機(jī)組要放慢速度，多進(jìn)行觀察。如果矸硬無(wú)法通過時(shí)，則及時(shí)停機(jī)，并將機(jī)組退出，在矸硬的區(qū)段打眼放炮。避免因矸硬導(dǎo)致的機(jī)組震動(dòng)過大，而引起對(duì)設(shè)備的損傷。 此后，工作面構(gòu)造一直向機(jī)尾方向延伸，最長(zhǎng)延伸至 58#架，工作面 41# 68#架片幫大，片幫最寬到 79m，最高達(dá) 23m。面對(duì)大范圍的片幫，安排在支架上上板梁勾頂，勾頂時(shí)，由班長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，人員不少于5人，其中派一名有經(jīng)驗(yàn)的老工人觀幫觀頂，使用2米以上長(zhǎng)的撬棍站在

19、有支護(hù)的安全地點(diǎn)認(rèn)真全面地對(duì)冒頂區(qū)進(jìn)行敲幫問頂，將頂幫的活矸、片幫煤找凈。專人看護(hù)冒頂區(qū)的支架操作閥，一至兩名身體健壯、反應(yīng)敏捷、動(dòng)作迅速的工人站在安全地點(diǎn)進(jìn)行勾頂，兩人負(fù)責(zé)遞料，其余人員備料。勾頂前，先在支架前梁上架設(shè)走向板梁，板梁一頭搭接在支架頂梁上，另一頭頂緊煤壁，并在梁頭支設(shè)點(diǎn)柱，然后再在板梁上打“#”或“”形木垛接頂。勾頂后保證煤壁側(cè)頂板背實(shí)，煤壁頂緊、接頂嚴(yán)密。 2 月 18 日開始，工作面片幫的程度開始減弱。矸區(qū)面積開始減小。雖然工作面條件開始好轉(zhuǎn)，仍然堅(jiān)持之前的措施。不敢掉以輕心。堅(jiān)持不懈的繼續(xù)做好頂板管理工作。 從 2月 26 日到 29 日，由于工作面條件逐漸好轉(zhuǎn)。并且隨著

20、工作面支架逐漸接頂。需要勾頂?shù)膮^(qū)域也在逐漸減少。到 2 月 29 日止，工作面除少數(shù)地段頂板破碎，需繼續(xù)上板梁加強(qiáng)維護(hù)， 及工作面 50#60#存在不同厚度底矸外。工作面條件已經(jīng)恢復(fù)到正常。每日推進(jìn)的循環(huán)數(shù)也開始逐漸增加。F78逆斷層構(gòu)造基本通過。 4、過構(gòu)造期間的經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 從最初的幾個(gè)架逐漸延伸至工作面大部分區(qū)段。構(gòu)造 從簡(jiǎn)單的矸區(qū)， 發(fā)展至嚴(yán)重片幫、 頂板破碎、 塌矸、 工作面全矸等綜合在一起。 工作面條件及其惡劣。 1、在過構(gòu)造期間，放炮時(shí)對(duì)液壓支架、液壓管路照明三通、照明燈具、電纜（閉鎖鍵、照明）等機(jī)電設(shè)備造成損壞，以及煤矸崩入支架滑道內(nèi)，造成支架滑道堵塞。針對(duì)這一現(xiàn)象我隊(duì)制定過構(gòu)造擋

21、矸保護(hù)裝置，放炮前在支架電纜槽空隙內(nèi)支設(shè)單體柱（一架一根），再在單體柱上捆綁上兩趟或三趟2.6m或2.8m的板梁，并在框架上綁皮，嚴(yán)密保護(hù)以上設(shè)施。在過構(gòu)造期間很好的保護(hù)了構(gòu)造區(qū)內(nèi)設(shè)備設(shè)施的完好。 2、 針對(duì)工作面地矸較硬的地段要堅(jiān)持打眼放炮通過。工作面地矸較硬的區(qū)段，如果不進(jìn)行打眼放炮處理，盲目的采用機(jī)組割的方式通過。割矸時(shí)，會(huì)損壞截齒和齒套，增加材料的消耗。并且，機(jī)組劇烈的震動(dòng)，容易導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)的線纜、接頭被震斷，且機(jī)組發(fā)生故障后，不易發(fā)現(xiàn)問題。影響時(shí)間較大。 3、針對(duì)工作面片幫嚴(yán)重，片幫寬度大，且工作面采高高的問題。要及時(shí)在工作面片幫地段上料勾頂加強(qiáng)維護(hù)。 在支架上打木垛勾頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)是要勾嚴(yán)

22、勾實(shí)。且要堅(jiān)持在木垛之間上長(zhǎng)板梁進(jìn)行連鎖。防止拉架時(shí)木垛散掉。 上料時(shí)，要用長(zhǎng)板梁頂?shù)矫簬蜕?，一架兩根。并且要在板梁下支柱。如果所上板梁?3m 以下時(shí)，在板梁下支 2 根單體柱，如果板梁長(zhǎng)度在 34m 時(shí)，在板 梁下支 3 根單體柱，如果板梁長(zhǎng)度在 4m 以上時(shí)，在板梁下支 4 根以上的單體 柱。且要求所支柱角度必須達(dá)要求。 片幫大的地段還可以采用背幫的方式阻止 片幫的繼續(xù)擴(kuò)大。 4、 加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的檢修工作。在過構(gòu)造期間的機(jī)電設(shè)備管理也是需要 注意的問題。綜采工作面的正常運(yùn)轉(zhuǎn)主要依靠機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。如果發(fā)生 擠電纜，或者機(jī)組零部件損壞等都會(huì)導(dǎo)致工作面不能正常的生產(chǎn)。且由于工作面過構(gòu)造，

23、工作面條件復(fù)雜，一旦不注意機(jī)電設(shè)備的管理，造成大件的損壞，很難進(jìn)行更換。所以構(gòu)造期間更應(yīng)該堅(jiān)持做好機(jī)電設(shè)備的檢修工作。過構(gòu)造期間，要以提前預(yù)防為主，檢修班每天對(duì)機(jī)電設(shè)備易損件認(rèn)真檢查，尤其是過構(gòu)造期間由于打眼放炮頻繁，構(gòu)造區(qū)支架受放炮影響經(jīng)常出現(xiàn)漏竄液現(xiàn)象，檢修班每天派專人負(fù)責(zé)支架的完好工作，保證了過構(gòu)造期間的安全生產(chǎn)。另一方面，構(gòu)造區(qū)矸塊較硬，機(jī)組在通過時(shí)受到更大的震動(dòng)，針對(duì)這一情況，檢修班縮短檢修周期，班班對(duì)機(jī)組各個(gè)部件進(jìn)行細(xì)致檢修，保證了過構(gòu)造期間機(jī)組的正常運(yùn)行。 第二部分 工作面過陷落柱工藝一、陷落柱定義、形成機(jī)理以及影響： 1、定義：煤層下伏可溶性巖層，經(jīng)地下水溶蝕形成的溶洞，在上覆

24、巖層重力作用下產(chǎn)生塌陷，形成筒狀或似錐狀柱體，簡(jiǎn)稱陷落柱，俗稱“無(wú)炭柱”或“矸子窩”。 2、形成機(jī)理：巖溶是形成陷落柱的先決條件，但并不是所有的巖溶體都會(huì)塌落成陷落柱。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，在華北石炭、二疊紀(jì)的基底奧陶紀(jì)石灰?guī)r，經(jīng)歷了不同地質(zhì)時(shí)期的巖溶化作用，巖溶現(xiàn)象普遍發(fā)育。由于地下水的不斷溶蝕，其溶洞逐漸擴(kuò)大，在地質(zhì)應(yīng)力及上覆蓋層重力的長(zhǎng)期作用下，破壞了巖體的完整性，有些溶洞發(fā)生塌落，上覆煤系地層也隨之陷落，形成陷落柱。如下圖所示。 3、影響：陷落柱是影響煤礦生產(chǎn)和建設(shè)的地質(zhì)因素之一。在陷落柱發(fā)育的礦區(qū)，常使煤層遭到嚴(yán)重的破壞，甚至可使部分可采煤層煤層失去開采價(jià)值。有的雖可開采，但很難布置

25、正規(guī)的回采工作面，無(wú)法選用機(jī)械化開采。否則迫使綜采工作面停止推進(jìn)、跳面或搬家，有很大的危害性。在水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的礦井中，它是地下水的良好通道。為了確保施工安全，要留設(shè)保安煤柱，否則將嚴(yán)重威脅礦井的安全。 上圖左下角的陷落柱位于皮帶巷與切眼交會(huì)處，采用開斜切眼，回采時(shí)擺尾式開采，將工作面調(diào)整到正常位置。二、陷落柱的處理 1、采掘設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)陷落柱的發(fā)育情況和分布規(guī)律，選擇合理的巷道布局和采煤方法。 2、回采工作面中遇到陷落柱，一般應(yīng)先探明其形狀、大小、位置，然后決定處理方法。主要有三種： 對(duì)工作面中部的陷落柱，如果面積不大，采用強(qiáng)行硬割的辦法通過陷落柱；如果面積較大，則需要預(yù)先開掘新切眼，

26、當(dāng)工作面推進(jìn)到陷落柱左側(cè)時(shí)，倒面搬家，跳過陷落柱繼續(xù)回采。 當(dāng)陷落柱位于回風(fēng)巷附近時(shí)，采用縮短工作面長(zhǎng)度的辦法避開陷落柱。 對(duì)于上述方法，由于影響工作面布置，遺留大量邊角煤，增加了綜采工作面設(shè)備的拆遷次數(shù)，因此只適用于面積大的陷落柱；當(dāng)工作面遇到直徑小于30米的陷落柱時(shí)，視陷落柱的巖性，一般可以采用強(qiáng)行通過的方法。三、強(qiáng)行通過陷落柱的步驟 1、采用控制爆破、采煤機(jī)清矸的方法破巖； 2、在工作面陷落柱范圍內(nèi)降低采高，所降低的高度以工作面能通過的最小高度為限，做到既減小采矸量又使支架不會(huì)被壓死； 3、陷落柱地段與工作面正常地段之間，保持一段采高逐漸變化的長(zhǎng)度，以使支架和輸送機(jī)能夠適應(yīng)； 4、采煤機(jī)

27、清矸時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用小步距、多循環(huán)的方法，以減少頂板的暴露面積； 5、如果陷落柱區(qū)段頂板破碎嚴(yán)重時(shí)，視現(xiàn)場(chǎng)情況在支架上架設(shè)平行于工作面的聯(lián)鎖板梁，板梁每推進(jìn)1-2個(gè)循環(huán)上一次，上平行于工作面板梁時(shí)，第一趟板梁上在構(gòu)造段單（雙）號(hào)支架上，保證一根板梁同時(shí)搭接在三個(gè)支架上。 6、根據(jù)工作面支架梁端距情況進(jìn)行拉超前架作業(yè)，拉超前架后若梁端距仍超規(guī)定及片幫嚴(yán)重地段，在支架頂梁上上垂直于工作面的板梁，板梁保證一架兩根。四、現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用 1、工作面構(gòu)造區(qū)情況： 8月18日綜采二隊(duì)94304工作面58#70#架揭露一陷落柱，午班生產(chǎn)時(shí)陷落柱矸體較硬，需進(jìn)行打眼爆破。根據(jù)地質(zhì)測(cè)量部跟蹤觀測(cè)，X59陷落柱長(zhǎng)軸90米

28、，短軸35米，充填巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖，膠結(jié)性較好，不含水，該陷落柱在工作面內(nèi)影響52米，對(duì)回采方向影響最大83米，對(duì)回采影響較大。 2、制定安全技術(shù)措施： （1）過陷落柱時(shí)，將陷落柱區(qū)域采高控制在1.72.1米之間，將斷層區(qū)域前后10-15個(gè)架采高與構(gòu)造區(qū)采高隨平，以便機(jī)組順利通過 。 （2）陷落柱區(qū)域，矸石較軟時(shí)可采用正規(guī)循環(huán)作業(yè)。若矸石較硬，機(jī)組割不動(dòng)時(shí)采用放震動(dòng)炮，機(jī)組掃矸的方法通過。 （3）頂板破碎時(shí)，應(yīng)及時(shí)拉超前架；視破碎區(qū)域范圍在構(gòu)造區(qū)域支架上架設(shè)平行于工作面的聯(lián)鎖板梁，板梁采用2002600/2800mm的板梁，板梁要同時(shí)上在三個(gè)架上，板梁根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況每推進(jìn)1-2個(gè)循環(huán)上

29、一次；若頂板塌矸嚴(yán)重，冒落高度超過300mm，在支架前梁上架設(shè)走向板梁，板梁一頭搭接在支架頂梁上，另一頭頂緊煤壁，并在梁頭支設(shè)點(diǎn)柱，然后再在板梁上打“#”或“”形木垛進(jìn)行勾頂，勾頂后保證煤壁側(cè)頂板背實(shí)，煤壁頂緊、接頂嚴(yán)密。 3、過構(gòu)造的過程： （1）2013年8月18日早班94304工作面58#70#架揭露一陷落柱，午班生產(chǎn)時(shí)陷落柱矸體較硬，需進(jìn)行打眼爆破。 過陷落柱期間，由于該陷落柱的膠結(jié)性較好，基本未出現(xiàn)冒頂、片幫現(xiàn)象。施工過程中，在陷落柱區(qū)域支架上架設(shè)平行于工作面的聯(lián)鎖板梁，板梁采用2002600/2800mm的板梁，板梁根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況每推進(jìn)1-2個(gè)循環(huán)上一次，板梁搭接在相鄰兩個(gè)支架上不低于500mm，保證接頂嚴(yán)實(shí)； 針對(duì)工作面地矸較硬的地段要堅(jiān)持打眼放炮通過。工作面地矸較硬的區(qū)段，如果不進(jìn)行打眼放炮處理，盲目的采用機(jī)組割的方式通過。割矸時(shí)，會(huì)損壞截齒和齒套，增加材料的消耗。并且，機(jī)組劇烈的震動(dòng)，因此要在通過陷落柱過程中增加炮眼數(shù)量，減少機(jī)組通過負(fù)荷及大塊產(chǎn)出率。 陷落柱矸體較軟時(shí)，執(zhí)行正常的割煤工藝。陷落柱矸體較硬時(shí)，機(jī)組應(yīng)繞至陷落柱后進(jìn)行吃刀，由