陈新亮

（同煤集团朔煤公司小峪煤矿，山西 朔州 038300 ）

综采工作面采用带压擦顶法强行过断层破碎带时，若不采取合理有效的回采工序及安全措施，不仅会造成机械设备损坏、回采效率低、设备推移困难，而且很容易造成顶板局部垮落，甚至发生重大煤矿安全事故。小峪煤矿4803工作面回采期间，生产科通过分析研究决定采用带压擦顶的方法强行过断层破碎带，同时采取了有效的安全支护措施、安全管理措施等，取得了较好的效果。

1 概况

同煤集团朔州朔煤小峪煤矿4803工作面为5#煤层南I盘区，煤层平均厚度为3.5m，属石炭二叠纪煤层。4803工作面走向长度为1700m，倾向长度为150m，工作面采用综合机械化后退式回采工艺，采空区采用全部垮落法处理。4803工作面顶板存在伪顶，主要以炭质泥岩为主，平均厚度为0.7m，岩石层不稳定；直接顶主要以细粉砂岩为主，平均厚度为3.7m，夹杂一层厚度为0.4m煤层，该岩石脆性大，在大的构造应力及回采压力的影响下会发生局部顶板折断现象；基本顶主要以粗砂岩为主，平均厚度为9m，岩石硬度大较稳定；工作面底板主要以粗砂岩为主。截至目前4803工作面已回采650m。

根据小峪煤矿地测科提供地质资料显示，工作面回采至900m处将揭露一条F11正断层，断层落差为1.2m，断层倾角为45°，工作面回采侧属断层下盘煤层上移，上盘煤层下移，预计工作面回采至890m处将进入F11断层破碎带，届时工作面将出现顶板压力加大、推溜移架困难、回采效率低等现象。

2 带压擦顶过断层带分析

2.1 方案的确立

由于4803工作面顶板存在炭质泥岩伪顶，厚度为0.7m，该岩石层极不稳定，随采随落，若采用俯斜回采技术工艺，需在揭露断层前以一定坡度进行俯采，而在俯采期间受构造应力、回采应力影响，工作面顶板伪顶及预留三角煤层难以预留，不仅加大了液压支架顶梁负荷，而且很容易造成顶板大面积垮落。采用俯采时需切割下盘煤层底板岩石层，该岩石层主要以粗砂岩为主，岩石硬度大，在切割时对采煤机切割部损伤力度大。综上所述，决定采用带压擦顶的方法过F11断层破碎带。

2.2 带压擦顶过断层带回采工艺

（1）采用带压擦顶过断层带期间，减小采煤机切割深度。4803工作面在回采期间采用的是MG750/1630-WD型号采煤机割煤，正常采煤机切割深度为0.75m，在带压擦顶过断层时将切割深度减小至0.5m。

（2）工作面传统回采工艺是上行割煤下行空刀扫煤，完成一个割煤工序后采煤机返回机头进行移架推溜工序，而采用带压擦顶过断层时由于顶板破碎相对严重，为防止冒顶事故发生，在F11断层时以70m为一个回采单元，将整个工作面划分为三个回采单元，采煤机从输送机机头位置斜切进刀，进刀割煤至70m处空刀扫煤返回，然后将采煤机推至下一个回采单元，对第一个回采单元进行推溜移架，待该工序完成后开始回采第二个回采单元，依次类推直至工作面回采完毕。

（3）当综采工作面过断层带后，液压支架顶梁位于断层上盘直接顶岩石层下方，而液压支架底座下方遗留厚度为1.2m煤层，为加大煤炭资源回采率以及降低岩石切割量，过断层后采用微调一定角度的方式俯采，当液压支架顶梁进入上盘煤层伪顶下方时调整支架角度进行水平开采。

3 安全技术措施

3.1 安全支护措施

采用带压擦顶的方法强行过F11断层破碎带时，若只是利用液压支架进行支护，不采取其他支护措施，一旦断层带岩石层不稳定出现大面积垮落，很容易造成液压支架顶梁及支柱损坏，甚至出现大的安全事故。对此综采二队通过研究决定对断层带前后5m施工迈步式锚索吊棚，具体施工方法如下：

（1）当工作面回采距断层带5m时开始在工作面顶板处施工密集“迈步式”锚索吊棚，吊棚主要由长度为3.4m的11#工字钢梁及三根长度为6m锚索组成，每根钢梁焊制三个锚索孔，孔距为1.6m。

（2）当第一个回采单元割煤后在工作面空顶处施工锚索吊棚，第一根锚索头端施工在液压支架端头位置，另尾端施工在工作面煤壁侧位置，使锚索吊棚与工作面成8°夹角。

（3）当第一根锚索吊棚施工完后，开始施工第二根锚索吊棚，第二根锚索吊棚头端施工在第一根锚索尾端处，尾端施工在液压支架端头处，第二根与第一根锚索吊棚成“迈步”式布置如图1所示。

（4）依次类推，相邻两根锚索吊棚成“迈步”式布置，当一个回采单元顶板“迈步式”锚索吊棚施工完且移架推溜后，第二个回采单元开始割煤、施工锚索吊棚、移架推溜等工序，第二个回采单元顶板锚索吊棚与第一个回采单元顶板锚索吊棚施工工艺相同。

（5）依次类推直至工作面过断层5m后停止施工“迈步式”锚索吊棚，锚索吊棚施工完后在移架时必须确保支架顶梁与锚索吊棚接触严实，带压移架。

图1 综采面“迈步式”密集工字钢梁布置示意图

3.2 安全管理措施

（1）由于工作面三个回采单元移架推溜不是同步进行，为保证工作面煤壁平直，避免因顶板压力不均造成局部冒顶，三个回采单元全部推溜移架后必须进行一次设备步距微调，确保输送机、支架平直。

（2）采用带压擦顶过断层带时，顶板对支架顶梁破坏强度大，所以在过断层期间必须加强支架顶梁检修维护，同时为保证支架具有足够的初撑力，必须随时检查支架立柱升降情况、供液系统完好情况等。

（3）工作面空顶处施工“迈步式”密集锚索吊棚时，必须协调好施工工序，防止意外事故发生，在施工锚索时如发现顶板出现离层必须及时汇报矿有关部门。

（4）在施工“迈步式”锚索吊棚时为防止煤壁片帮砸伤施工人员事故发生，在施工前采用护网配合2寸钢管对煤壁进行维护。

（5）在过断层期间必须加强工作面头尾顺槽支护，每班设专人对头尾顺槽顶底板移近量进行观察，当移近量超出作业规程规定范围时必须及时采取措施。

4 结束语

小峪煤矿4803工作面在过断层期间，通过分析研究决定采用带压擦顶方法强行过断层破碎带，对工作面顶板施工“迈步式”密集锚索吊棚支护，加强断层处顶板稳定性，同时采取了合理有效的安全管理措施。实践证明，采用该回采工艺及安全措施过F11断层时有效提高了回采效率，降低了机械设备损坏率，避免了生产事故的发生，取得了显著的经济、安全效益。