综采工作面过大落差断层技术

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  摘要:112201综采工作面是该矿在2-2煤层中布置的首采工作面,在112201综采工作面掘进过程中共揭露四条断层,回采首先遇到DF22正断层。文章主要总结了该矿顺利通过DF22断层的施工方法及采取的措施,对综采工作面过大落差倾向断层提供借鉴经验和技术措施,取得了良好的经济效益,为综采工作面高产高效提供了保障。
  关键词:综采 大落差断层 割顶底法
  1 DF22断层简介
  DF22断层与工作面斜交横穿整个工作面。倾向方位角110~135°,倾角58~71°。落差由西至东变化不大,断层在风巷落差5.4m;在机巷揭露落差7.8m。(见图1工作面平面图)
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  图1 工作面平面图
  2 工作面三机配套
  112201综采工作面安装169部ZY7800/22/45型液压支架,使用MG750/1920-WD型采煤机,使用SGZ1000/2×1000刮板运输机。
  3 过断层方案确定
  3.1 割顶底法
  由于2-2煤顶底均为粗砂岩,顶底板岩石坚硬程度相当,故采用割顶底板法通过断层。此方法采煤机既割上盘顶板又割下盘底板。
  3.2 理论计算
  ①假设DF22断层落差为H,割岩石长度为L。
  则有:L=■;H=N■a
  式中:L为割岩石长度。
  H为断层落差,取H=7.8m。
  N为割岩石段支架的数量(N取整数)。
  a为支架侧护板高度,a=485mm。
  θ为设计刮板运输机在断层影响段抬起的倾角。
  依据以上公式计算出:
  N=■=■=24.13;取N=25
  L=25×1.75=43.75≈44m
  ②依据三角函数关系可计算出θ的值,从而取得理论上在断层影响区刮板运输机合理倾角值。
  sinθ=■=0.177
  反算出θ为11°,依据工作面风机两巷的高差,工作面本身倾角为6.5°。所以在断层影响段工作面刮板运输机在18°为最宜。
  ③根据112201综采工作面使用刮板运输机的技术参数,刮板运输机垂直弯曲度为3°,由于刮板运输机在起坡和落坡的轨迹是曲线,所以在进入断层影响段大于6架采煤机必须开始抬底,同样采煤机通过断层影响段后在6架内必须全部进入煤层。
  ④由此得出以断层面为界往下端头方向19架开始起坡,割过6架后进入断层影响区以18°坡度割岩,在断层面往上端头方向13架開始变坡,割过6架后必须进入全煤层割煤。
  4 过断层采取的措施及注意事项
  过断层采取的措施:
  ①依据工作面设备的适应情况,工作面在断层影影响段将采高控制在3000mm为宜。
  ②采煤机割煤后,滞后割顶滚筒1-2架超前移架支护顶板,支架必须接实顶板,支架初撑力必须达到24MPa以上。
  ③在断层面处的破碎带,漏顶严重时采用木板梁刹顶,并用枕木、单体支柱配合液压支架在架前架棚,有效控制顶板。
  ④放小震动炮助采,为了减少设备损耗,在回采过程中对坚硬岩石进行松动爆破,(见图2炮眼布置三视图)
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  图2 炮眼布置三视图
  爆破参数(见表1爆破参数表)
  表1 爆破参数
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  ⑤加强上下端头管理。上下端头推至断层面附近5m范围内要加强顶板管理,增设“一梁二柱”支护顶板。
  ⑥调整伪斜开采。本工作面采用单向割煤方式,采用割三角煤方式斜切进刀,由于过断层期间工作面倾角增大,考虑到由于刮板运输机自身重力使刮板运输机下滑,所以在过断层期间,下端头始终超前上端头30m为宜。在回采过程中发现刮板运输机有上窜现象时,及时调整支架,防止刮板运输机上窜严重影响生产。
  ⑦严格坚持从下往上推移刮板运输机,生产过程中采煤机司机在下端头割煤(岩)时要控制好割底量,保证刮板运输机和转载机搭接合理。
  5 总结
  DF22断层是该矿生产过程中遇到的第一个断层,过断层期间采取了一系列有效措施,严格控制断层影响段回采倾角,减少了割岩量。该矿顺利通过DF22断层,不仅在生产中得到了很好的效益,而且为该矿以后顺利通过断层提供了技术和经验借鉴。
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