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摘 要：结合轿子山煤矿综采工作面在断层处过薄煤带这一特殊的地质条件下的实践情况，提出了在同一工作面的同一区域内，一次性过断层及薄煤带的方法。最后给出了该方法在一次性过断层和薄煤带上的优点和实施步骤，提高了综采工作面过断层和薄煤带的速度和工作效率。
关键词：轿子山煤矿；综采工作面；断层及薄煤带；回采；9707工作面
贵州省安顺市地区煤田的煤层多属于薄及中厚煤层，该区域的煤层赋存较稳定，但受小类型的断层和薄煤带的影响，在综采工作面回采时会出现推进速度慢，劳动组织项目繁多，作业人员劳动量大和现场安全条件差等不利因素，为此本文以永贵公司轿子山煤矿9707综采工作面过断层及薄煤带为例，详细阐述在综采工作面一次性过断层及薄煤带的方法研究。
轿子山煤矿位于贵州省安顺市北16Km处，有矿山专用铁路和矿区公路通往安顺，铁路距贵昆干线安顺站20Km，交通极为方便。井田面积共23Km2。举例的9707综采工作面布置在平桥井M9煤层七盘区内，是七盘区第七个工作面。该工作面走向长度为815m，倾向长度为180m，9707综采工作面所采煤层M9煤，煤层厚度 0.8m～1.65m，平均厚1.2m，属于较薄煤层，本煤层较稳定。工作面煤层老顶为浅灰色燧石灰岩，厚度5.12m；直接顶板为灰黑色薄层粘土质粉砂岩，平均厚度1.54m， 伪顶为深灰黑色薄层状炭泥质粘土岩，厚度0～0.55m，不显层理，富含植物化石。直接底含少许粉砂岩条纹顺层分布，厚度4.21m。
一、综采工作面断层分布及薄煤层概况
1.1 薄煤带区域断层分布情况
根据轿子山煤矿9707综采工作面现场观察和资料整理，9707工作面在切眼向外160m范围内共计暴露出三条断层，这三条断层根据其位置关系分别编号为9707F1、9707F2、9707F3，这三条断层的形成导致了该处地段出现了薄煤带，给工作面正常回采造成了很大的影响。具体该区域薄煤带的三条断层情况如表1。
1.2 薄煤带的形成及相关情况
9707F1断层位于9707进风巷通尺725m处，9707F2断层距F1断层65m，位于进风巷通尺791m处，9707F3断层位于切眼中，距离下安全出口89m，受这三条断层拖拉、挤压影响，本区域为构造异常带。在揭露断层时，该区域出现顶板松动、冒顶，顶板与煤层交界处煤质变软、易碎等征兆。根据现场资料显示，在9707进风巷通尺点770～813m处为薄煤区域，该区域受9707F1、9707F2、9707F3三条断层影响，煤层厚度将会变薄、缺失、形成薄煤带。在过薄煤带期间将会出现煤层逐步变薄缺失现象。
根据资料整理分析，9707工作面上顺槽通尺770～813m之间，断层 9707F1、9707F2及9707F3共同形成了构造薄煤带，在采面内不规则状展布。这三条断层互相交错，使煤层揉搓压碎，造成大面积煤层缺失。前期在此处施工探巷，探巷所圈薄煤带内的煤厚均小于1.0m。根据后期观察，该薄煤带的厚度在0.3m～1.3m之间，该薄煤带沿煤层倾向在采面内总体延伸36～80m，最初在采面第8～15架揭露薄煤层，随着回采向进风巷方向逐步进入全岩。回采23m后第一条9707F3断层薄煤区将遇到9707F2断层，该断层将延伸入采面70m，在工作面第1#～10#架暴露出薄煤层，随后两处薄煤带随着回采逐步联通为一条，影响长度约为88m，随着回采向进风巷方向逐步进入全岩。回采推进80m后，第三条9707F1断层在工作面1#～10#支架处揭露，随后上处薄煤带随着回采将逐步与这一处薄煤带联通为一条。
二、过断层及薄煤带方法的提出
鉴于9707工作面处的薄煤带受三条断层互相交错影响，采煤内会出现煤层与围岩层序紊乱，采面内煤层较薄、甚至缺失，采高范围内的煤墙多出现半岩或全岩情况，这样会出现综采设备磨损严重、施工组织缓慢、作业人员劳动量大、工作面顶底板管理困难等问题，在加上轿子山煤矿是高瓦斯高突矿井，防止瓦斯超限和防突方面也提出了很高要求，这些因素对整个回采工作影响很大。
根据综采面施工现场情况和以往过断层经验，轿子山煤矿技术人员和施工单位提出了采用打深眼预裂爆破断层处和薄煤带的岩石一次性通过的技术方案。具体就是先打眼放松动炮，预裂采面的岩石，然后通过采煤机不破或少破底板岩石，调整采面采高及时起溜方法过薄煤带。对该薄煤带底板坚硬岩石打眼放炮，采取底板岩石放松动炮后煤机拾煤通过的方法过薄煤带。
三、过断层及薄煤带方法研究具体内容
3.1 过断层和薄煤带的技术要求
3.11过断层及薄煤带的两个重要参数
a、断层上下盘顶底板之间的煤层高度Hm；
过断层的难易程度与煤层高度的关系较大，当高度越大，过断层越容易；反之，过断层比较困难。
b、设备允许最小煤层高度Hs
一般来说，设备允许能采的最小煤层高度越小过断层越容易，反之越困难。
设备允许最小煤层高度的确定：取采煤机滚筒直径、采煤机机身高度加机身老塘侧支架顶梁厚度、支架最小高度加300 mm这3个数中的最大值。9707工作面使用的采煤机为MG132/320—WD电牵引采煤机，液压支架为ZZ2100/11/22型液压支架。采煤机滚筒直径为1.2m，采煤机机身高度0.9m加机身老塘侧支架顶梁厚度0.25 mm为1.125m，支架最小高度1.1m加0.3m为1.4m，因此本工作面设备允许能采的最小煤层高度为1.4m。所以，9707综采工作面过断层及薄煤带采空控制在1.4m。
3.2过断层及薄煤带的方法
3.21调整采高法
根据工作面出现实际情况，采煤机在保证采高为1.4m的要求下，采煤机每刀破底的厚度为0.1m～0.3m，过断层及薄煤区后逐步见顶见底开采，恢复原采高。这种方法根据只限于在工作面煤层高度在1.0m～1.3m时使用。 3.22采煤机强行截割围岩法
轿子山煤矿为保证此次断层及薄煤带顺利通过，轿子山煤矿新进了一批U85型刚性截齿。在距断层位置5m时，采取卧底使采煤机截割围岩强行通过断层，要求过断层时工作面的高度大于设备允许最小煤层高度，每刀挑顶或卧底量不得超过0.5m。过薄煤带时，可根据工作面1.4m采高，采取采煤机破底通过薄煤区。
3.23放炮起底法
因为9707工作面的煤层在断层处是向顶板上走的，断层出的矸石向上抬起，考虑到顶板硬度小，挑顶会加大顶板管理难度。所以采取起底法通过断层及薄煤区。就是当9707工作面煤层高度在0.9m以下时都要采用的方法。当断层上下盘顶底板之间的煤层高度小于设备允许最小煤层高度，且工作面顶底板围岩坚硬，采煤机滚筒割不动时必须对断层及薄煤区进行超前处理，处理方法为放松动炮起底。当沿着工作面推进方向，过断层前工作面直接底板高于过断层后的工作面直接底板，采取起底法过断层，过断层及薄煤区必须保证起底范围内工作面的高度不小于设备允许最小煤层高度。
3.24爆破参数表
一般情况下，具体间距和打眼数目可根据工作面实际情况进行调整。采用正向装药方式，炮眼深度1.8m装药2卷。 根据现场实际的爆破效果可调整装药量，但最大装药量不得大于3卷。在放炮时要注意保护好顶板，支护好顶板，要遵循“放小炮，多放炮，一次放完”的原则，以减少影响生产的时间。
四、结语
通过上述一次性过断层及薄煤带的方法研究，最重要有以下两点意义：①根据各方法的相互配合，降低了作业人员的劳动强度，降低能耗，有利于工作面生产组织，保证工作面快速推进；②代替了以前碰到断层及薄煤带时丢弃不采或一推即过的错误过断层及薄煤带的认识，提高了矿井回采量，增加煤矿经济效益。
参考文献：
[1]孟宪臣，王永祥，王永安，等煤矿开采方法[M]中国矿业大学出版社，2008
[2]郭金明，张登明，郑光相，等采煤概论[M]中国矿业大学出版社，2007
[3]张宝红，王茂军，任玉京，程文泉；薄煤层工作面过断层群及火成岩侵蚀区的技术实践[J]；煤矿安全；2003（05）
[4]王天禄，张乾，田铁军；综放面过断层群技术研究[J]；中州煤炭；2004（01）
[5]吕兆海，张建华，黄相明，李立波；综采工作面过断层群开采关键工艺技术实践[J]；中国煤炭；2011（03）
作者简介：张盼（1986.12-），男，汉族，河南三门峡人，本科，助理工程师，现主要从事煤矿巷道开拓技术管理工作。
李迎（1989.02-），男，汉族，河南渑池人，大专，现主要从事煤矿综采工作面设技术管理工作。
关键词：轿子山煤矿；综采工作面；断层及薄煤带；回采；9707工作面
贵州省安顺市地区煤田的煤层多属于薄及中厚煤层，该区域的煤层赋存较稳定，但受小类型的断层和薄煤带的影响，在综采工作面回采时会出现推进速度慢，劳动组织项目繁多，作业人员劳动量大和现场安全条件差等不利因素，为此本文以永贵公司轿子山煤矿9707综采工作面过断层及薄煤带为例，详细阐述在综采工作面一次性过断层及薄煤带的方法研究。
轿子山煤矿位于贵州省安顺市北16Km处，有矿山专用铁路和矿区公路通往安顺，铁路距贵昆干线安顺站20Km，交通极为方便。井田面积共23Km2。举例的9707综采工作面布置在平桥井M9煤层七盘区内，是七盘区第七个工作面。该工作面走向长度为815m，倾向长度为180m，9707综采工作面所采煤层M9煤，煤层厚度 0.8m～1.65m，平均厚1.2m，属于较薄煤层，本煤层较稳定。工作面煤层老顶为浅灰色燧石灰岩，厚度5.12m；直接顶板为灰黑色薄层粘土质粉砂岩，平均厚度1.54m， 伪顶为深灰黑色薄层状炭泥质粘土岩，厚度0～0.55m，不显层理，富含植物化石。直接底含少许粉砂岩条纹顺层分布，厚度4.21m。
一、综采工作面断层分布及薄煤层概况
1.1 薄煤带区域断层分布情况
根据轿子山煤矿9707综采工作面现场观察和资料整理，9707工作面在切眼向外160m范围内共计暴露出三条断层，这三条断层根据其位置关系分别编号为9707F1、9707F2、9707F3，这三条断层的形成导致了该处地段出现了薄煤带，给工作面正常回采造成了很大的影响。具体该区域薄煤带的三条断层情况如表1。
1.2 薄煤带的形成及相关情况
9707F1断层位于9707进风巷通尺725m处，9707F2断层距F1断层65m，位于进风巷通尺791m处，9707F3断层位于切眼中，距离下安全出口89m，受这三条断层拖拉、挤压影响，本区域为构造异常带。在揭露断层时，该区域出现顶板松动、冒顶，顶板与煤层交界处煤质变软、易碎等征兆。根据现场资料显示，在9707进风巷通尺点770～813m处为薄煤区域，该区域受9707F1、9707F2、9707F3三条断层影响，煤层厚度将会变薄、缺失、形成薄煤带。在过薄煤带期间将会出现煤层逐步变薄缺失现象。
根据资料整理分析，9707工作面上顺槽通尺770～813m之间，断层 9707F1、9707F2及9707F3共同形成了构造薄煤带，在采面内不规则状展布。这三条断层互相交错，使煤层揉搓压碎，造成大面积煤层缺失。前期在此处施工探巷，探巷所圈薄煤带内的煤厚均小于1.0m。根据后期观察，该薄煤带的厚度在0.3m～1.3m之间，该薄煤带沿煤层倾向在采面内总体延伸36～80m，最初在采面第8～15架揭露薄煤层，随着回采向进风巷方向逐步进入全岩。回采23m后第一条9707F3断层薄煤区将遇到9707F2断层，该断层将延伸入采面70m，在工作面第1#～10#架暴露出薄煤层，随后两处薄煤带随着回采逐步联通为一条，影响长度约为88m，随着回采向进风巷方向逐步进入全岩。回采推进80m后，第三条9707F1断层在工作面1#～10#支架处揭露，随后上处薄煤带随着回采将逐步与这一处薄煤带联通为一条。
二、过断层及薄煤带方法的提出
鉴于9707工作面处的薄煤带受三条断层互相交错影响，采煤内会出现煤层与围岩层序紊乱，采面内煤层较薄、甚至缺失，采高范围内的煤墙多出现半岩或全岩情况，这样会出现综采设备磨损严重、施工组织缓慢、作业人员劳动量大、工作面顶底板管理困难等问题，在加上轿子山煤矿是高瓦斯高突矿井，防止瓦斯超限和防突方面也提出了很高要求，这些因素对整个回采工作影响很大。
根据综采面施工现场情况和以往过断层经验，轿子山煤矿技术人员和施工单位提出了采用打深眼预裂爆破断层处和薄煤带的岩石一次性通过的技术方案。具体就是先打眼放松动炮，预裂采面的岩石，然后通过采煤机不破或少破底板岩石，调整采面采高及时起溜方法过薄煤带。对该薄煤带底板坚硬岩石打眼放炮，采取底板岩石放松动炮后煤机拾煤通过的方法过薄煤带。
三、过断层及薄煤带方法研究具体内容
3.1 过断层和薄煤带的技术要求
3.11过断层及薄煤带的两个重要参数
a、断层上下盘顶底板之间的煤层高度Hm；
过断层的难易程度与煤层高度的关系较大，当高度越大，过断层越容易；反之，过断层比较困难。
b、设备允许最小煤层高度Hs
一般来说，设备允许能采的最小煤层高度越小过断层越容易，反之越困难。
设备允许最小煤层高度的确定：取采煤机滚筒直径、采煤机机身高度加机身老塘侧支架顶梁厚度、支架最小高度加300 mm这3个数中的最大值。9707工作面使用的采煤机为MG132/320—WD电牵引采煤机，液压支架为ZZ2100/11/22型液压支架。采煤机滚筒直径为1.2m，采煤机机身高度0.9m加机身老塘侧支架顶梁厚度0.25 mm为1.125m，支架最小高度1.1m加0.3m为1.4m，因此本工作面设备允许能采的最小煤层高度为1.4m。所以，9707综采工作面过断层及薄煤带采空控制在1.4m。
3.2过断层及薄煤带的方法
3.21调整采高法
根据工作面出现实际情况，采煤机在保证采高为1.4m的要求下，采煤机每刀破底的厚度为0.1m～0.3m，过断层及薄煤区后逐步见顶见底开采，恢复原采高。这种方法根据只限于在工作面煤层高度在1.0m～1.3m时使用。 3.22采煤机强行截割围岩法
轿子山煤矿为保证此次断层及薄煤带顺利通过，轿子山煤矿新进了一批U85型刚性截齿。在距断层位置5m时，采取卧底使采煤机截割围岩强行通过断层，要求过断层时工作面的高度大于设备允许最小煤层高度，每刀挑顶或卧底量不得超过0.5m。过薄煤带时，可根据工作面1.4m采高，采取采煤机破底通过薄煤区。
3.23放炮起底法
因为9707工作面的煤层在断层处是向顶板上走的，断层出的矸石向上抬起，考虑到顶板硬度小，挑顶会加大顶板管理难度。所以采取起底法通过断层及薄煤区。就是当9707工作面煤层高度在0.9m以下时都要采用的方法。当断层上下盘顶底板之间的煤层高度小于设备允许最小煤层高度，且工作面顶底板围岩坚硬，采煤机滚筒割不动时必须对断层及薄煤区进行超前处理，处理方法为放松动炮起底。当沿着工作面推进方向，过断层前工作面直接底板高于过断层后的工作面直接底板，采取起底法过断层，过断层及薄煤区必须保证起底范围内工作面的高度不小于设备允许最小煤层高度。
3.24爆破参数表
一般情况下，具体间距和打眼数目可根据工作面实际情况进行调整。采用正向装药方式，炮眼深度1.8m装药2卷。 根据现场实际的爆破效果可调整装药量，但最大装药量不得大于3卷。在放炮时要注意保护好顶板，支护好顶板，要遵循“放小炮，多放炮，一次放完”的原则，以减少影响生产的时间。
四、结语
通过上述一次性过断层及薄煤带的方法研究，最重要有以下两点意义：①根据各方法的相互配合，降低了作业人员的劳动强度，降低能耗，有利于工作面生产组织，保证工作面快速推进；②代替了以前碰到断层及薄煤带时丢弃不采或一推即过的错误过断层及薄煤带的认识，提高了矿井回采量，增加煤矿经济效益。
参考文献：
[1]孟宪臣，王永祥，王永安，等煤矿开采方法[M]中国矿业大学出版社，2008
[2]郭金明，张登明，郑光相，等采煤概论[M]中国矿业大学出版社，2007
[3]张宝红，王茂军，任玉京，程文泉；薄煤层工作面过断层群及火成岩侵蚀区的技术实践[J]；煤矿安全；2003（05）
[4]王天禄，张乾，田铁军；综放面过断层群技术研究[J]；中州煤炭；2004（01）
[5]吕兆海，张建华，黄相明，李立波；综采工作面过断层群开采关键工艺技术实践[J]；中国煤炭；2011（03）
作者简介：张盼（1986.12-），男，汉族，河南三门峡人，本科，助理工程师，现主要从事煤矿巷道开拓技术管理工作。
李迎（1989.02-），男，汉族，河南渑池人，大专，现主要从事煤矿综采工作面设技术管理工作。