刘守福
淮北矿业（集团）有限责任公司 生产管理部，安徽 淮北 235000
摘 要：淮北矿区开采条件复杂，断层构造发育，不仅大幅降低工作面生产效率还会造成极大的安全隐患。为了实现矿区高质量发展，系统地开展综采工作面过断层技术研究，通过完善过断层破碎顶板管控办法，细化技术管理、强化现场管理，消除过断层期间大范围片帮漏顶，杜绝歪架、倒架等影响，实现综采工作面安全高效过断层。
关键词：构造发育；技术管理；顶板固化；安全高效
0引 言
断层诱发的顶板破碎带在淮北矿区多个煤矿乃至全国范围的很多矿井都广泛存在，并长期影响着巷道掘进及工作面生产安全高效回采，严重制约采掘效率提升，企业高质量发展面临着诸多挑战。
基于淮北矿区开采实际，围绕强化技术源头管控、精准开展地质探查、全面强化技术指导、积极落实保障措施，为指导精准过断层提供理论及技术指导，切实实现安全高效过断层。
1强化技术源头管控
严格规范综采工作面设计，设计前充分分析地质资料，避免落差≥10m的断层在回采范围内，确实难以避开的，同步设计技术改造方案。
2精准开展地质探查
1）严格实时跟踪管理
采掘生产期间，现场地质条件变化时，地质部门及时派人现场勘查，断层性质、产状判断不清时，积极利用三维地震资料、钻探等手段，分析查明断层性质及参数。
2）强化重点区域探查
加大地质构造复杂区域探查力度，充分利用防突施工的穿层孔及顺层钻孔，结合物探及实揭地质成果资料，精准分析工作面范围内断层产状和位置。
3）积极完善回采资料
巷道贯通后，及时根据物探、钻探等探查资料修编工作面平剖面图，为采煤工作面制定过断层方案提供依据，指导精准回采过断层。
3全面强化技术指导
1）积极推演断层情况
根据探查情况，过落差大于煤厚的断层，距断层50m前，绘制网格式地质剖面，其中走向方向每10m一个、倾向方向不少于3个，分析断层位置、产状、影响范围及其与工作面回采推进的关系。
2）严格制定技术方案
召开过断层专题会，根据“推演”情况合理制定过断层技术方案和安全技术措施。
3）加强动态调查分析
过断层期间，矿地质部门及时收集资料，绘制现场剖面图（比例尺1:200），定期更新，悬挂于工作面现场指导生产。
4积极落实保障措施
4.1.严格掘进施工管理
掘进施工坚持“高的降、低的升、挂腰线、两头凑”的原则，巷道坡度不应超过18°，满足综采仰俯采控制、综采面端头管理等需要，在岩性允许的情况下，坚持“破顶丢底”，严格控制施工层位，有利于安全高效开采。遇断层时不得盲目掘进，做到断层不探清不掘进、方案不明确不掘进。
4.2.积极推行主动支护
1）工作面存在仰采过断层且仰采角度≥10°、一次采全高综采工作面过断层期间存在托煤顶回采、断层带顶板破碎、顶板岩性为泥岩且管理困难影响安全回采的，距过断层影响位置100m前，完成井下钻孔注浆加固措施。以朔石东部井Ⅲ317工作面为例，施工工艺如下：
通过风巷顶板高位钻场施工顶板破碎区域钻孔，并将钢丝绳导入钻孔内，而后对钻孔进行注浆。钻孔布置平面图如图1所示。
图1 钻孔布置平面图
①打钻及封孔：选用ZDY-4000S型钻机，钻杆Φ73mm，钻头Φ94mm；钻孔封孔采用Φ108mm钢管，封孔材料采用水泥浆，封孔长度5m。钻孔施工结束，冲净孔内煤岩渣，立即向孔内导入10mΦ108mm套管；在距套管里端0.5m位置用胶带缠绕一根4分镀锌注浆管，随套管导入孔内，孔外预留0.2m；在距套管外端0.5m位置用胶带缠绕一根3分回气、回浆管，随套管导入孔内，孔外预留0.3m；在距套管外端0.3m位置缠绕一团棉纱，棉纱用铁丝固定在套管上，随套管导入孔内；孔口用快干水泥封堵，长不小于0.2m，从孔口捣实。
②注浆：准备好注浆材料（普通水泥浆）、设备（BQG-150/0.2型气动隔膜泵、3分和4分钢管、快止阀）、胶带、细铁丝、注浆桶等；将气动隔膜泵一端通过4分钢管连接在压风管路拔哨上，气动隔膜泵另一端通过4分钢管连接快止阀，快止阀的另一端连接4分注浆管，管路连接处使用U型卡卡牢；水泥强度等级不低于32.4级，水灰比按不大于0.8:1的比例混合，充分搅拌；打开快止阀，向孔口固定的4分注浆管内注入浆液，待浆液从3分回浆管流出，再用铁丝扎紧回浆管；待封孔套管凝固48h后开始钻进至设计深度，冲洗钻孔，向孔内送直径为22mm的钢丝绳至孔底，最后带压注浆，注浆压力不小于4MPa、不超过6MPa，待浆液确实无法再注入，停止注浆，10min后复注一次，使浆液填满岩石裂隙，提高加固效果，如果第二次注浆量较大，多于半袋水泥，则需要进行第三次注浆。
2）工作面存在顶板破碎、一次采全高综采工作面过断层期间存在托煤顶回采、仰采>10°且片帮、倾角≥25°且片帮的，在距断层影响位置5m前，开始采取铺双层金属网措施。金属网规格：8＃镀锌金属网，联网用14＃双股铁丝；联网倾向、走向压茬不小于200mm，联网间距不大于200mm。
4）过断层期间对片帮后悬空的顶板，坚持使用锚杆、锚索主动支护，实现支护强度最大化。
5）严格落实煤层注水、树脂锚杆封帮等措施加固煤体，避免出现煤壁片帮、顶板漏冒现象。
6）加强过断层期间支架初撑力管理，软底段液压支架必须采取措施，确保初撑力符合要求。
4.3.开展装备升级改造
工作面设备选型时充分考虑过断层顶板破碎、破矸困难、设备损坏快等因素，全面提升支架工作阻力，大力推广使用支撑掩护式液压支架，优化护帮板设计，确保支得住顶板、控得住煤壁，减少片帮掉顶事故；最大限高增加采煤机装机功率，提升破岩能力，大角度俯采时对采煤机滑靴进行改造，更好适应现场条件；推广使用耐磨型运输机中部槽，并增加中部槽厚度，增加设备使用年限，提升装备保障能力。
4.4.强化现场落实执行
1）过断层要坚持挂腰线作业，提前进行挑顶或刹底，科学调整回采层位，严格控制托煤顶回采范围。
2）断层影响范围内以采煤机顺畅通过为原则，严格控制回采高度。
3）加强安全生产标准化管理，初撑力必须达标，保持刮板输送机平直，液压支架严禁出现错茬、调斜、挤架、咬架现象。
5结 论
通过综合管控，淮北矿区综采工作面过断层效率显著提升，单产平均达10万吨/月·面，相比“十三五”初，提升3.2万吨/月·面。
参考文献：
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作者简介：刘守福(1985—),男,汉族,安徽临泉人,工程师，工程硕士学位。