时建成

（山西河曲晋神磁窑沟煤业有限公司，山西 忻州036500）

磁窑沟煤矿由山西省煤矿企业兼并重组整合的单独保留矿井，是原磁窑沟煤矿、四家塔煤矿、鹿固乡煤子塔煤矿及部分空白资源整合而成，井田内批准开采8＃～14＃煤层，开采深度为1100m至780m标高，生产规模1.2Mt／a，批准井田面积10.6227km2，投产后经两次提能，生产能力提升为2.4Mt／a。

磁窑沟煤矿10＃煤层井田内划分四个盘区，其中一盘区和三盘区局部受小窑开采破坏，分布的空巷相对较多。为了提高煤炭资源回收率，根据矿井生产接续安排，在一盘区采空区周围布置103综采工作面。确定后的10103综采工作面中分布五条空巷和一条断层，给回采带来了一定的难度。因此，需要研究过断层过空巷施工技术，保障工作面安全开采。

1 10103综采工作面概况及工作面断层、空巷的分布情况

10103综采工作面长度200m，走向长度1072m，煤层顶板为泥岩和平均2.68m厚的高灰煤，煤层底板为泥岩，煤层的平均厚度5.86m，单斜构造，倾角约2°～5°，设计采高4.6m，工作面可采煤量1.4Mt，采用走向长壁式采煤法回采。

在10103综采工作面中，分布着五条空巷和一条断层，空巷为原四家塔煤矿采空区巷道，巷道总长度为288 m，其中与工作面平行布置的有四条巷道，总长160m，与工作面垂直布置的有一条巷道，长度为98m，共有5个硐室，总长度为30m，空巷高度为3.3～4.3m，宽度为4.4～6.0m。工作面从切眼开始380～790m分布一条正断层，与胶运顺槽夹角26°贯穿整个工作面，断距为2.5～3m。随着工作面推进，断层在胶辅运顺槽揭露，最终延伸到回风顺槽第三条空巷位置（见图1）。

图1 10103综采工作面空巷及断层分布示意

2 空巷支护情况

空巷内的顶板较为完整，均沿煤层底板掘进，空巷顶板的支护均采用锚索＋锚杆＋金属网联合支护，并在回采前期对空巷进行木垛支护，木垛布置方式为三花形“井”字垛布置，共消耗道木约9000根。综采工作面推进距空巷90m左右时，采用单体液压支柱对空巷顶板进行补强支护，共支护单体液压支柱164根（见图2）。

3 过空巷、断层的施工方法

3.1 道木、单体液压支柱回撤方法

图2 空巷支护示意

尽可能沿顶板贯通空巷，贯通后，支架工及时超前移架，然后将煤机退至顶板完整处，避免影响到回收材料的运输。然后闭锁三机，由跟班队长对工作面情况进行全面检查，确认安全后，利用支架一、二级护帮板将木垛推倒后，用远程单体泄液工具将单体液压支柱泄液后回收。回收道木、单体液压支柱过程中所有人员必须在护帮板打开的情况下作业，并保证每割一刀煤回收一次木垛，严禁超前空顶回收木垛和单体液压支柱。

3.2 综采工作面扶架方法

10103综采工作面从胶运顺槽开始安装1号端头支架，依次向机尾排列安装过渡架、中间架等，共安装118台液压支架。由于断层的影响，工作面中部68～55架顶板破碎，超前垮落，前梁上方漏顶严重，冒落的主要是大块白砂岩。推进过程中70～55架出现不同程度倒架，其中70～65架，支架向机头方向微倾斜，65、64、63架倾斜严重，架间缝隙约为400mm，60～55架支架顶梁中心偏移推拉杆600mm，支架左大脚踩踏推拉杆，56、57架移架过程中出现咬架现象，57架被压死，支架不能升降，导致煤机无法正常通过，造成了工作面倒架区域无法正常推进。在这种极为艰难的情况下，采取了5项举措度过难关。

（1）扶架。在机尾回风顺槽超前区域后安装一台55 kW绞车，绞车的最大载荷量为40t，并利用12根戗柱将绞车固定牢靠，配套Φ38mm钢丝绳150m。在118架、100架、86架、75架支架顶梁下方各安设一个16t导向滑轮，将绞车钢丝绳穿过导向滑轮，一端拉至60架处，将绳头利用不少于5道的绳卡锁成闭环。

利用机尾绞车与单体液压支柱配合扶架，将绞车钢丝绳头与待扶支架顶梁下方连接口相连接，并通知机尾绞车司机将钢丝绳张紧，同时用一根单体液压支柱顶在待调整支架的顶梁上，与绞车同时动作，单体液压支柱远程供液，一名支架工负责降架移架，逐架调整扶架。扶架前，先将扶架区域大脚前、大脚下和架间浮煤全部清理干净，保证支架在移架过程中有足够的行程。扶架必须做到三同时：即同时张紧绞车，同时向单体液压支柱供液，同时降架移架。完成一茬扶架，推移一次运输机后按照同样的工序进行下一个循环的扶架，直到运输机完成有效的推移步距再割煤。

（2）顶板加固。由于断层影响，该区域顶板煤质松软，顶板的超前垮落使液压支架不能有效的发挥支护作用，在扶架的同时，对顶板进行超前加固注浆，注射马丽散等化学材料能够使顶板的硬度增大，从而有效控制和减小顶板超前垮落的范围。

（3）处理死架。液压支架升降行程小于300mm可定性为死架。工作面57～59架上方的大块岩石将支架压死。处理死架的办法就是在支架大脚下方进行放炮。首先将57、58、59支架大脚前、大脚底部、支架间浮煤清理至原底板，先用1.5m钻杆施工一定深度的炮眼，再换成2m钻杆施工炮眼，眼深约为1.5m，每架施工4个炮眼为宜，打好眼后进行装药放炮，逐架处理。每个炮眼装药量控制在3卷以内，具体可根据放炮后效果进行适量调整。

（4）放松动炮处理工作面矸石。受断层影响，工作面69～80架矸石厚度达到3m。为了降低矸石对煤机的损伤，保证设备的正常运转，对工作面矸石区域放松动炮处理。现场采用风钻打眼，炮眼布置为三花眼，深度为2.5 m，眼距为1.5m，底眼距底板0.4m，顶板距顶板0.5m，底眼每孔装药量为2卷，顶眼1卷。放完松动炮后，再采用煤机回采，直至过完断层。

（5）工作面运输机保持平直。当工作面断层导致大面积割矸时，为了减少割矸量可能会采取局部抬高或降低底板的措施，这种办法并不可取，会导致运输机弯曲，再加上顶板破碎漏矸，使液压支架受力不均衡，造成倒架。因此，必须始终保持工作面三平两直，调整运输机平直的目标不变。只有将工作面运输机调整成直线，才能更有效地管控顶板、防止倒架，保证设备的正常运转和回采，实现正规循环作业。

4 结语

磁窑沟煤矿10103综采工作面大采高回采，直接顶上赋存2.68m的高灰煤，矿压显现明显，断层、构造频繁，回采期间，历经了空巷、断层、漏顶、倒架等复杂情况，特别是在最后一条空巷与断层相遇在一起，极大地增加了施工难度。磁窑沟煤矿采取一系列行之有效的措施，最终顺利通过了该复杂区域，为今后残煤、构造复杂区域回采总结了经验。

〔1〕王胜军.浅谈采全高综采工作倒架及预防〔J〕.煤炭技术，2012，（50）：39－42.

〔2〕余本胜，李小军，王志鹏.大倾角综放采煤方法的实践与研究〔J〕.煤矿开采，2002，（1）：19－21.

〔3〕刘英志，屠洪盛，袁 永，等.急倾斜综采工作面设备稳定性控制技术〔J〕.煤炭科学技术，2011，（5）：25－27.