综采工作面过断层破碎带技术研究

郭龙龙

（西山煤电集团白家庄矿，山西 太原 030200）

1 工程概况

山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿位于魏家滩镇斜沟村西，矿井建设规模15.0Mt/a，矿井设计服务年限为75.2a，井田地质构造简单，总体为一走向近南北、倾向西的单斜构造，倾角一般为9～12°。井田内断层多为小断层，倾角均较小，未发现大断层。主采煤层为6#、8#、13#三层。

16502综采工作面位于6#煤层十五采区，工作面走向长度为2638m，倾向长度为175m，煤层平均厚度为1.7m，直接顶主要以灰黑色泥岩为主，岩层平均厚度为3.71m，岩石硬度低，易破碎。基本顶主要以灰白色的中粗粒砂岩为主，平均厚度为15.05m，岩石硬度大。16502工作面推进至750m处将揭露一条F1正断层，断层倾角为49°，落差为2.2m，对回采影响较大。16502综采工作面采用MG250/560-WD采煤机、SGZ-764/400型中双链刮板输送机，ZY4800/12/26液压支架。

2 走向前探梁吊棚+撞楔超前支护的应用

2.1 走向前探梁吊棚

（1）走向前探梁吊棚主要由前探梁、横梁、吊挂装置组成，前探梁伸缩长度范围为2.0～4.0m，前探梁主要由两节11#、13#槽钢通过焊制的滑道及滑轮进行拉伸、收缩，11#及13#槽钢长度均为2.0m，11#槽钢安装在13#槽钢里可拉伸、收缩。

（2）横梁长度为2.4m，采用11#槽钢焊制而成，槽钢每隔1.0m切割一个槽口，槽口宽度为130mm，共计四个槽口，横梁两端通过滑轮及钢丝绳吊挂在液压支架上，滑轮和钢丝绳可控制横梁上升、下降。相邻两架支架吊挂两根横梁，第一根吊挂在靠近支架后立柱位置，第二根横梁吊挂在支架前立柱前方，两根横梁间距为2.0m。

（3）将前探梁13#槽钢前后分别安装在两根横梁同一位置的槽口上，并采用卡缆进行固定，每根横梁上安装四根前探梁。

（4）当16502综采工作面过断层破碎带期间，割煤后移架前，顶板出现严重破碎时，及时将前探梁拉伸至工作面煤壁，并采用钢丝绳及滑轮将横梁上升至支架顶梁。若工作面顶板出现漏顶时及时在前探梁上方铺设道木或半圆木与顶板接顶，防治顶板大面积垮落。

（5）在移架时通过前探梁自动收缩，实现移架全过程无空顶作业。即支架在移架时，探梁顶端顶住煤壁且随着支架往前移动，前探梁也在逐渐收缩。当移架到位后再下一刀割煤前，为防止采煤机切割前探梁造成采煤机损坏，可将前探梁进行人工收缩。

2.2 撞楔超前支护

撞楔支护主要是预先在破碎带顶板处，施工一排加长锚杆、钢针或超长柔性支护材料等，从而有效控制破碎顶。

（1）16502综采工作面撞楔超前支护采用长度为3.0m，Φ25mm钢针，所有钢针施工在工作面设计顶板位置，且与工作面割煤走向角度一致。

（2）首先采用型号为Y-28型凿岩机及Φ32mm一字型钻头在工作面设计顶板位置施工钻孔，钻孔深度为3.0m，钻孔垂直煤壁布置，钻孔间距为1.2m。

（3）当钻孔施工完后在钻孔内填装两支型号为MSKC23/60树脂药，然后采用钻机将钢针注入钻孔内，锚固时间不得低于1min。

（4）在工作面断层破碎带处，超前支护施工完后，开始下一循环割煤，在割煤时适当降低采高，防止采煤机滚筒切割钢针造成滚筒切割部损坏。

（5）在工作面割煤长度达50m时停止割煤，进行移架。移架时必须采用带压擦顶移架方式，移架到位后再继续割煤直至整个工作面割煤完成。

（6）当第一组钢针施工完且工作面推进2.0m后，及时施工第二组钢针，第二组钢针与第一组钢针交错布置，且交错钢针长度为1.0m（钢针长度3.0m，在回采过程中预留1.0m及时补打第二排），第二排与第一排撞楔超前支护施工工艺相同，直至整个工作面过断层破碎带后停止施工超前支护。

3 结语

16502综采工作面过断层破碎带期间，采用走向前探梁吊棚及撞楔超前支护对工作面破碎顶板进行维护。实践证明采用该方法基本解决了工作面过断层破碎带顶板维护困难等难题，加速了工作面过断层期间回采速度，有效提高了破碎带处顶板稳定性，取得了较好效果。