张伟 樊义宁 王成

【摘要】为积累和掌握综采易破碎顶板条件下过空巷与断层构造复合工程实践过程中存在的问题，提高煤矿安全生产危险预控水平，特对我矿Ⅱ020601综采工作面顶板破碎条件下回采整体通过2#联络斜巷与Fa正断层复合工程的特征技术措施、风险预控因素及取得的实践效果等进行总结分析，通过对横跨采面的2#联络斜巷及位于斜巷中部Fa正断层（与斜巷平行交错）复合特殊构造工程加强支护措施和层位测算与调层回采措施、矿压监测与显现特性分析、过巷重点安全环节管控表明，直接顶易破碎条件下综采工作面过空巷与断层构造复合工程期间，采面矿压程现区段式分布、采面与联巷斜交通过能有效减少顶板压力，便于后期穿巷层位调整控制，是安全通过该特殊复合工程的重要保障措施。该项总结分析对类似破碎煤层联巷布置设计、过巷方式选择、过巷安全生产提供了一定的实践参考依据。

【关键词】综采破碎顶板；过空巷与断层构造；矿压、安全风险评估

Ⅱ020601综采工作面为我矿回采的6#煤层，其特点为：黑色、块状，半暗型，条带线状结构，弱玻璃光泽，性脆易碎，具有不粘结的特点，煤层平均厚度2.7m，煤厚比较稳定，为不粘结煤（BN）。开采区域六煤发育有一层夹矸，厚度平均0.77m，该层夹矸顶部距离六煤煤层顶板平均约0.2m，岩性为粉砂质泥岩。该面伪顶为炭质泥岩，厚度平均0.44m，灰黑色，层理发育，较破碎，易冒落。直接顶为：细沙岩，平均厚度6.33m，浅灰色，以石英、长石为主，硅质胶结。f=4～5。从前段生产实际得出该面架前顶板易破碎，采空区顶板（含上下隅角）随采跨落及时，直接顶悬臂棚架距离短，架间漏矸，架前抽条情况较频繁。此条件下工作面整体穿巷和过Fa正断层期间如何控制层位、支护过巷（及断层）段顶板实现安全生产是该项工程的关键。

一、2#联络斜巷及F6正断层（含伴生断层）概况

1、2#联络巷上口位于Ⅱ020601回风顺槽1280m处下帮侧，巷道断面为矩形，巷宽4.5m，巷高3.0m，斜巷长256m，上口超前下口水平距离26.4m。

2、F6d为正断层：18°∠36°，H=0.7～2.5m，F6d正断层破碎带围岩松散，煤岩裂隙发育，有正断层裂隙水涌入，预计涌水量5m3/h，断层位置：自2#联络巷下口向上40～145m范围，具体断层落差可能增大，破矸厚度可能增加。

F6e为正断层：19°∠68°，H=1.8m，F6d正断层破碎带围岩松散，煤岩裂隙。

发育，有正断层裂隙水涌入，预计涌水量5m汉仪书宋一简/h，断层位置：2#联络巷向里12m处。

通过地质断层产状分析得出，工作面回采先处于F6d断层上盘位置。在2#联络巷下部40m处断层揭露点落差为0.7m，断层中部在2#联络巷100m处落差预计在1.5m左右，断层上部揭露处位于2#联络巷145m处，落差达到最大值2.5m。

附图1：Ⅱ020601工作面2#联络巷剖面图

附图1：Ⅱ020601工作面2#联络巷中部过F6d断层期间调采剖面图

二、顶板控制与过巷及断层方式

1、2#联络斜巷及断层区段顶板控制方式：

（1）在2#联络斜巷所揭露F6d为正断层区段：架设“一梁二柱”走向抬棚，棚距1.0m，棚柱贴巷帮支设；在该区段抬棚下架设木垛，木垛居巷中布置，倾向间距不超过10m，并对有明显掉包或下沉区域架设“#”字形木垛加强支护。

（2）在2#联络斜巷上部30米范围内沿倾向，居巷中布置木垛，要求木垛间距5.0m，并对连巷上口封口木垛；在2#联络斜巷下部30m范围内架设点木垛，间距为10m并对下口进行封口架设。

2、工作面斜交过2#联络斜巷及断层区段方式：

（1）通过与地测部门配合采取以超前测算联巷剖面标高，采面推进距联巷20m处测算工作面标高，此过程均以工作面中部及两端选取三个断层揭露点参考对比标高错差情况，超前落实。

（2）机巷超前风巷回采加之联络斜巷自带伪斜，过巷期间形成并控制伪斜50m斜交过巷，过巷期间下部观测对比联巷与工作面层位，及时调整使其保持一致，此处斜交穿层过巷，具有交叉断面小，揭露支架数少，上部层位可预控的优点。

（3）工作面穿层过巷期间，需严格控制采高，交叉点揭露的抬棚及“#”字木垛值揭露面处方可拆除回收。

三、此方式过巷存在的问题及积累的经验

1、通过对我矿Ⅱ020601综采工作面过2#联络斜巷的现场跟带班观察管理，发现主要存在以下问题：

（1）综采易破碎顶板条件下过空巷与断层构造复合工程实践过程中存在联巷超前压力显现明显，尤其是空巷与F6d正断层破交叉区域，围岩松散碎碎，煤岩裂隙发育，顶板破碎冒落，经监测局部破碎区域倾向约18.5m，高度约1.7～2.5m，该区段顶板维护难度加大

（2）综采易破碎顶板条件下过空巷与断层构造复合工程区段，超前压力显现明显，回采通过前断层区段出现严重底鼓（平均底鼓高度2.2m），联络斜巷巷帮收缩帮鼓，原架设的走向抬棚棚腿内合并钻底严重，顶梁程弓形下沉变形，原架设的“#”字木垛根部被底鼓撑走变形，实际支撑效果大大降低。

（3）工作面穿层过巷期间，原支设的棚架变形钻底，加之顶板破碎，回收困难，导致回采过交叉点占用时间交叉，无形中增加了断层、空巷交叉点空顶时间，给顶板管控带来一定难度。

2、过巷及断层期间积累的经验

（1）顶板易破碎煤层联络斜巷设计位置应尽可能避开断层等地质构造区域，避免空巷与断层复合工程在回采工作面的发生。

（2）顶板易破碎煤层联络斜巷在回采通过期间应加强矿井提升运输系统级筛分系统检修维护检修，防止胶带输送机卸载点淤堵，皮带筛分系统赌筛，提高运输能力。

（3）工作面穿层过巷期间，应加大喷雾降尘管理，加大喷雾降尘对因过断层破顶底矸导致的岩尘骤增的能力，减少并控制能见度超低导致的工程质量及设备故障。

（4）工作面穿层过巷期间，应提前回收联巷内的杂物，减少煤流中铁器等脏杂物混入。

（5）工作面穿层过巷期间，应加强交叉揭露全段架前回柱（及回收木垛）作业安全管理，作业前三机停电闭锁、支架闭锁，人员监护管理，防控意外情况的发生。

（6）综采易破碎顶板条件下过空巷与断层构造复合工程，应超前加强断层水防治管理，避免断层突发水造成的事故影响的发生。