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综采工作面过断层安全技术措施

综采工作面过断层安全技术措施

一、概况
        12611-2工作面位于大柳塔煤矿2-2煤层六盘区,工作面切眼布置在运顺60#联巷。新跳采的工作面在走向上,将不再推进运顺72#~73#联巷范围内的下坡段,从12611-2工作面井上下对照图上看出,两顺槽起伏不大,基本以负坡推进为主。f61正断层露头在12611-2工作面切眼内揭露,断层剖面线离12611-2工作面运顺60#联巷口100m,在南东走向上与12611-2回顺50#联巷揭露的断层相连接。断层走向线与工作面走向线斜交,成9度夹角。
        工作面:12611-2工作面推进长度3005m,工作面长240m,平均煤厚5.1m,设计采高4.7m。煤层结构简单,一般不含夹矸,12611-2回顺在42#-43#联巷间断性分布冲刷体。直接顶为粉砂岩、泥岩,直接底为粉、细砂岩。
        水文地质:本工作面有两段中等富水区,切眼~距切眼350m段,松散层厚60~100m,上覆基岩厚40~60m,底部砂砾石层厚5~15m;距切眼610~1160m,松散层厚80~100m,上覆基岩厚40~45m,底部砂砾石层厚5~8.5m,这两段区域为工作面防水重点区域。由于在12610工作面提前打钻孔对富水区做了疏放,以及部分含水流入采空区,同时在12611面共施工钻孔41个,泄出水量约872020m 3,现在探放水孔水量已经稳定,总涌水量为63.87m3/h。剩余水量是工作面上覆的基岩古风化面起伏的底洼处地下潜水,预计12611-2工作面排水量不小于200m3/h。
        F61断层:走向北偏西50°,倾向北东,倾角73°,斜长879m,最大落差表现在切眼开采初期6.07m,在推进过程中落差逐渐变小,在回顺50#联巷落差为2.42m。断层面的位置随着工作面的推进,逐渐过渡到机尾。断层上盘分布有伪顶炭质泥岩0.1m,直接顶泥岩1.8m,其上老顶为粉砂岩,下盘分布直接底粉砂岩3.57m,老底泥岩2.38m。
        附12611-2综采工作面井上下对照图1-1、12611-2工作面f61断层素描图1-2。
        二、过断层前期准备
        1、从工作面初采开始,对工作面进行矿压观测,包括来压时支架阻力大小、来压范围、工作面及两顺槽煤壁片帮情况,安全阀的卸载压力值,在推进中统计出来压步距,为预防压死支架提供数据依据。
        2、队内组织好支架平衡油缸、推拉杆、推拉头、安全阀;煤机链轮、滑靴;运输机哑铃销等备件存库,以备用。
        三、劳动组织
        1、成立矿压观测小组,由每班跟班队干负责观测工作面来压情况,技术员对观测数据进行汇总统计。
        2、作业制度仍保持原有“三八”制,每天检修班安排4小时检修,每月安排停机10小时预防性检修,同时完成2刀割煤任务;生产班在出勤人数上增加一人,支架组留出一人在生产过程中做动态检修,同时完成6刀割煤任务。
        3、检修班重点对设备进行日常维护,尤其是煤机链轮、滑靴、截齿和齿套;运输机链、哑铃销和销排销;支架护帮板、侧护板和推拉杆销子等。生产班主要搞好工程质量,注重工作面采高、坡点过渡、支架接顶,减少漏矸等。
        4、根据周期来压步距,每天检修安排在步距之内进行(减压区),煤机原则上停在两端头。
        5、工作面按照每天13m推进速度,检修班每三天组织拉一次移变。
        四、过断层工艺
        1、工作面坡度调整
        (1)开采初期,采用工作面断层坡度调整方案1,按照3°设计起坡角度,起坡点离运顺口65m,调整斜长为60m。在底板岩石硬度大,支架大脚不钻底情况下,工作面预计最大割岩量为3.8m,其中上盘破顶割岩量1.9m左右,下盘割底岩量1.9m左右;如果底板岩石较软,支架大脚容易钻底,则尽量少割或不割底板岩石,多割顶板岩石,预计上盘破顶割岩量3.4m左右,下盘割底岩量0.4m左右。工作面开采初期支架调整范围37#~71#支架,底滚筒与工作面底板走势一致。断层带调整斜长范围内采高不低于3.8m,初采期间,机头到断层带、断层带到机尾采高不低于4m,在初放之后除断层带外,工作面其它地方采高保持在4.5m左右。
        1>坡点1、2底刀调整
        ①当煤机由机头向机尾牵引时,对调整范围内变坡点1,按照2°调整角度,7~10m的过渡斜长,抬刀幅度共计为350mm,其间可分多次调整。煤机反向牵引时,对于坡点1反向调整,抬刀幅度同样为350mm。坡点1预留底煤厚度300~400mm,避免坡点1因调整不及时出现底板低凹现象。
        ②当煤机由机尾向机头牵引时,对调整范围内变坡点2,按照2°调整角度,7~10m的过渡斜长,落刀幅度共计为350mm,其间可分多次调整。煤机反向牵引时,对于坡点2反向调整,落刀幅度同样为350mm。坡点2预留底煤厚度200~300mm,避免坡点2因调整不及时出现底板凸起现象。 
        2>坡点1、2顶刀调整
          对于两变坡点,要求在此处过渡平缓,顶刀走势与前方顶板走势一致,总的原则是坡点1抬滚筒,坡点2降滚筒,但幅度不能超过100mm。       
   (2)当工作面推进一定距离之后,此时断层落差、倾角相对减小,采用断层坡度调整方案2,按照3°设计起坡角度,起坡点离运顺口142m,调整斜长40m。工作面上盘破顶割岩量1.8m,下盘局部割岩量0.4m左右。对应支架调整范围85#~107#支架,底滚筒与工作面底板走势一致,断层带调整斜长范围内采高不低于4m,机头到断层带采高4.5m,断层带到机尾因距离不长,采高调整范围不大,此段范围内采高确定为4.2m。
        对于坡点3、4顶、底刀调整与方案1中1、2点对应。
        附f61断层坡度调整方案示意图1-3、1-4。
        2、断层走势变化
        工作面在推进过程中,断层落差逐渐变小,由开采初期的6.07m到回顺50#联巷揭露的2.4m;断层面将从揭露的离运顺100m过渡到机尾,调整斜长对应工作面支架调整范围也将从工作面37#支架过渡到机尾;并且斜长范围逐渐变短,坡度逐渐减小。
        3、特殊情况下的割煤工艺
        (1)当顶板破碎、已拉出超前架的情况下梁端距仍大于1m时,采用局部加刀单向割煤工艺,煤机退到机尾,牵引方向由机尾向机头,尽快缩小工作面端面距,但进刀范围不小于30架。
        (2)如工作面局部压力较大,顶板下沉严重,支架增阻速度快时,进刀方式改为中部进刀,尽快甩掉工作面压力。
        (3)如工作面局部来压,顶板破碎,端面有较大的矸石,拉架有冒落危险时,采煤机割完底刀后退到漏矸段靠机尾方向顶板较好的地方停下,再进行拉架,带压移架并用手动操作护帮板,护住顶板、煤壁,防止矸石继续冒落。
        4、工作面在推进过程中,因断面上盘顶板宽15~17m范围内,伪顶、直接顶泥岩易跨落,过断层期间加强此区域顶板管理。为减少断层在工作面的暴露面,此时采取加、甩刀的方式,按1°设计角度,调斜工作面。开采初期,使工作面中部断层区域超前4m,随着断层面逐渐过渡到机尾,使机尾断层区域超前4m。如果上述要求不能满足,可使中部或机尾超前5~6m甚至更多,直到符合要求。
        示意图1:
        
        示意图2:
        
        5、工作面过断层的工艺要求
        (1)切眼内运顺比回顺滞后7.3m,在初放之后,再将两顺槽推进度调成一致。过断层时根据现场条件认真分析弄清断层上下盘岩性及软硬程度,可适当调整上、下盘割岩量。
        (2)尽量找准起坡点,过渡斜长达到40架左右,对过渡区域支架标明起点架与终点架,比较准确实现3°坡调整。
        (3)煤机通过断层影响带时,速度控制在2m/s左右,正常割煤段采煤机的运行速度不得超过11m/min。
        (4)工作面将逐步揭露断层的延伸走势,采高动态做出调整,对应在支架上将挂设牌板,标识断层影响范围。
        (5)确保过断层期间,支架自动喷雾系统与煤机联动,超前煤机前滚筒1~2架正常开启,持续时间5s。
        (6)调整底板过程中过渡平缓,不得出现较大低凹、凸起现象,不得出现连续3处溜子扭曲问题。
        五、顶板支护管理措施
         1、支架初撑力。支架初撑力不得低于额定压力的80%(252bar),正常情况下支架必须达到初撑力。如果该区域底板存在泥化现象,关闭自动补液功能,防止出现支架大脚钻底、咬架等现象。
        2、护帮板的规定。
        工作面在没有来压情况下,或端面距小于1m时,工作面可以采用成组收打护帮板,收护帮板超前前滚筒、打护帮板滞后后滚筒都为10架;断层带手动单架收护帮比煤机前滚筒提前5架,打护帮滞后煤机后滚筒3架。
        当工作面遇到周期来压,端面破碎或端面距大于1m时,工作面断层带采用手动收打护帮板,其它区域采用成组方式,收护帮比煤机前滚筒提前5架,打护帮滞后煤机后滚筒3架,并保证将一级护帮贴在煤壁上或顶板上,二级护帮紧贴煤帮,以减少工作面漏顶和片帮。
        3、安全阀的管理。安全阀的开启压力不得小于430bar,队里必须自备50个安全阀,当发现开启压力低于430bar时及时更换。

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