地质技术在综采工作面过断层的应用与探索

吴瑞林

重庆南桐矿业有限责任公司南桐煤矿

地质技术在综采工作面过断层的应用与探索

吴瑞林

重庆南桐矿业有限责任公司南桐煤矿

通过地质技术在我矿三个综采工作面过断层的应用与探索,制定了相应的过断层的回采方案，摸索了一套提前摸清断层、消化处理断层的经验。为矿合理化部署提前作好准备提供了依据,为综采工作面过断层赢得了大量的时间,提高了工作效率,提高了在生产过程中的安全系数，达到了安全生产。

综采工作面过断层；提前摸清断层；消化处理断层；合理化部署；安全回采

1 我矿地质构造概况

南桐煤矿矿井地质构造极为复杂,对煤层破坏严重，对煤层开采影响程度大，主要褶曲有乌龟山背斜，伴生有次级褶皱庙顶背斜，平土向斜和王家坝向斜；断层有F1A、F1B、F1C、F8B、F8C、F5、F7等主要断层和众多次要断层，列举F1A、F1B、F5、F7断层。

F1A断层逆断层，走向N8oW～N10oW，倾向东，倾角49o～65o，地层断距25.0m～50.0m，对采区划分、工作面布置等影响大。

F1B断层逆断层，走向N1oE，倾向东，倾角50o，落差18.0m，对采区划分、工作面布置等影响大，切割煤层长度达1700m，对矿井安全有一定影响，影响标高达到-600m左右。

f5断层逆断层，发育于3#～4#勘探线之间，与F1A断层呈雁行排列，走向N10oE～20oE，倾向东，倾角40o，落差5.0m～8.0m，切割煤层长度达1300m，破坏-325～-600m标高之间的煤层，对工作面布置、开采等影响大。

F7断层逆断层，发育于6#勘探线附近，走向N100oE，倾向东，倾角59o，落差5.0～14.0m，切割煤层长度达500m，破坏-120m～-300m标高之间的煤层，对工作面布置、开采等影响大。

2 矿井综采基本情况

随着煤矿开采技术的进步，大倾角、薄煤层、高瓦斯条件的长壁机械化开采技术也取得了长足的进步。目前国内煤层倾角在25o～30o时，机械化采煤设备的选型配备较方便，开采过程中的技术与管理也较成熟。煤层倾角越大，开采技术条件越趋复杂，煤层顶、底板岩层的滑移，回采工作面设备下滑，给大倾角煤层综采带来极大困难。1998年华蓥山绿水洞煤矿（属高瓦斯、有煤与瓦斯突出危险矿井）采用ZYJ2300/13/32大倾角支架（包括下端头支护），从技术设备上较全面地解决了大倾角中厚煤层长壁综采难题。

南桐煤矿经改扩建后，生产能力将达1.2Mt/a。根据矿井1.2Mt/a扩能设计,以及生产实际情况和开采经验，并结合本矿井煤层赋存条件，确立了提高矿井机械化程度，以“三综一高”的生产格局,采用走向长壁采煤法，全部陷落法管理顶板保持矿井生产能力达1.2Mt/a。

南桐煤矿煤层倾角一般为28o～45o，矿于2015年在北翼7509上段及7603上段分别布置了两个大倾角（34o～45o）综采工作面，但在两个个综采工作面回采时都遇到了性质不同的断层,并且断层的落差大（在2m～4.5m之间）。给综采工作面回采带来了较大的影响。

3 地质技术在过综采工作面的应用与研究

由于在7509、7603两个综采工作面回采时都遇到了断层,根据断层的不同性质，我们选择了7509综采工作面过断层的研究成果进行叙述:

该工作面位于乌龟山背斜东翼，该工作面位于乌龟山背斜东翼北翼井田，走长425m、倾斜长234m，平均煤厚1.0 m、平均倾角33度，该工作面煤层结构简单，煤层赋存稳定。但该工作面构造复杂：主要是f218断层（为一逆断层，倾向105o、倾角∠42o、落差1.0m～4.5m）斜交该工作面，走向展布长度115m，断层倾斜长275 m。风巷七石门以北150m处遇该断层，腰巷七石门以北218m处遇该断层，机巷七石门以北270m处遇该断层，落差都在1.0m以上，风巷最大落差在4.5m，对机采影响也较大，机巷和腰巷落差较小，对机采影响相对较小。同时附近也有伴生构造，煤层复合层较多（有的地方有三层煤炭）顶板非常破碎，对整个工作面回采有较大的影响，底板管理极其困难。矿经过多次会商形成了相应的过断层的最终方案。

该工作面风巷由南向北回采至该断层时，在风巷走向上应破底板按8度的俯角预计掘20m的下沉巷道进入下盘煤层，倾向上上盘破底、下盘破顶按30度的仰角预计掘35m的巷道进入下盘煤层。在施工过程中由于是上盘煤层进入断层的下盘煤层,为了便于现场操作,保证下沉角度准确进入下盘煤层,矿采取了走向上向前推进1m,高差降0.15m,（前进一排降0.12m），另外在煤壁的顶板下降0.12m牵线破煤层及底板的局部控制办法解决了准确由上盘煤层进入断层的下盘煤层的技术难题；倾向上过断层局部在断层面以下20m的位置按30度的仰角预计掘35m的巷道进入下盘煤层（详见7509上段剖面示意图）。按此方案连队在回采过程中由于局部地方空顶高度达到1m～2m，综采支架达不到高度,矿采用了锚杆、锚索的支护方式加强顶了板管理。从2015年6月到2017年2月共经历了2年的开采,该工作面过断层没有发生安全事故,保证了该工作面的安全回采。

4、对矿井带来的安全生产带来指导意义

通过地质技术在我矿三个综采工作面过断层的应用与研究,制

4 对矿井带来的安全生产带来指导意义

通过地质技术在我矿两个综采工作面过断层的应用与研究,制定了相应的过正断层、逆断层的回采方案，摸索了一套提前摸清断层、消化处理断层的经验。为矿合理化部署提前作好准备提供了依据,为综采工作面过断层赢得了大量的时间,提高了工作效率,提高了在生产过程中的安全系数，达到了安全生产。

更重要的是有了综采过正断层、逆断层的方案,为其他区域综采工作面过断层的安全回采提供了宝贵的经验，为其它类似地质条件的采区布置起到了很好的借鉴作用，为矿井达到良好的经济效益。