王晓波

（大同煤矿集团朔州煤电公司，山西 朔州 038300）

1 工程概述

小峪井田位于大同煤田中部的东南边缘，目前回采煤层为5#煤层。5#煤层平均可采厚度为3.8m，属较稳定煤层。4803工作面位于井田 南I盘区，工作面走向长度为1700m，倾向长度为210m，工作面平均煤层倾角为4°。工作面煤层直接顶以炭质泥岩为主，岩层不稳定，平均厚度为4.2m，回采后顶板垮落完全；直接底以粗砂岩为主，平均厚度为6.7m，岩石普氏系数f＞4.0，相对坚硬。4803工作面采用综合机械化后退式回采工艺，截至目前工作面已回采650m。根据小峪煤矿4803工作面水文地质资料显示，工作面回采至840m将揭露一条F0逆断层，其中断层平均落差为1.7m，断层倾角为45°，如图1所示。该断层从4803回风顺槽侧预先揭露，在运输顺槽侧消失，断层最大落差为2.5m，最小落差为0.9m。小峪煤矿综采工作面传统过断层的方法是强行割岩、带压过断层，但是通过8224、8220等多个工作面采用该方法过断层带实践总结发现，该方法过断层带时会出现顶板压力加大、支架顶梁破坏严重、破岩量大等现象，不但降低了工作面回采速度，而且很容易造成工作面顶板超前垮落，甚至发生重大煤矿安全事故。对此朔州煤电公司生产技术部通过技术研究，分析了4803工作面采用传统强行带压过断层带存在的难题，并根据实际情况提出了合理的安全生产技术措施，力求保证4803工作面安全顺利过F0断层。

2 传统强行带压过F0断层存在的难题

（1）由图1所示，4803工作面在揭露F0断层时推进方向为断层下盘，由于F0为逆断层，断层下盘下移、上盘上移。4803工作面煤层直接顶以炭质泥岩为主，该岩石普氏系数f＜3.0，岩石脆性大，易破碎，若采用强行带压过断层，受构造应力影响，工作面顶板极易垮落，缩短周期来压及来压步距，加大了工作面顶板维护难度。

图1 4803工作面F0断层剖面示意图

（2）由于F0断层平均落差为1.7m，当工作面进入断层上盘带时煤层顶板遗留厚度为1.7m煤层无法回采，煤炭损失量大，且在回采后顶板遗留煤炭在采空区很容易引发煤炭自燃，后期采空区管理困难。

（3）4803工作面进入上盘后需破底板岩石层，厚度达1.7m，由于底板主要以粗砂岩为主，岩石普氏系数f＞4.0，岩石硬度大，所以在破岩时对采煤机截齿及切割部损坏严重，同时岩石混入原煤中加大了选煤厂选煤难度，降低了原煤纯度。

3 过F0断层安全技术措施

3.1 过断层回采方法优化

朔州煤电公司生产技术部通过对小峪煤矿传统过断层带回采方法存在的不足进行分析研究后，决定4803工作面过F0断层采用仰斜回采方法，具体施工方法如下：

（1）当4803工作面回采至距F0断层20m处时开始仰斜开采，调整工作面液压支架、采煤机角度破顶岩石层，仰斜角度为6°，同时提架预留底煤。

（2）当4803工作面回采至840m处（断层带）时，液压支架顶梁处于F0断层上盘煤体顶板处，此时及时降低支架及采煤机角度，使支架底座和顶梁完全处于工作面煤体顶板及底板处，然后采用近水平回采。

（3）由于4803工作面直接顶不稳定，在过断层带时该岩石层可能出现局部垮落现象，所以在工作面过F0断层带时必须采用撞楔超前支护对工作面顶板进行支护，具体施工方法如下：

①当工作面回采至835m时开始对工作面顶板施工撞楔超前支护，撞楔超前支护主要是由长度为5m钢针组成，钢针施工在工作面顶板处且与顶板成6°夹角，每排施工10根，间距为0.4m。

②当第一排钢针施工完后开始进行回采，当工作面回采进度达3m时在顶板处施工第二排钢针，第一排钢针与第二排钢针交错布置，以此类推，直至工作面过断层带。

3.2 过断层期间安全管理措施

（1）4803工作面回采至800m处时每班开工前必须对工作面施工钻探孔，详细掌握断层基本情况，同时及时了解工作面顶板压力、煤体有害气体等情况。

（2）工作面在过断层前50m应每班对顶板动态变化及顶板压力变化进行观察记录，特别是对工作面周期来压、来压步距必须准确掌握相关参数。

（3）工作面在过断层前以及过断层期间，顶板受构造应力影响压力加大，对支架顶梁破坏严重，所以必须加强对液压支架检修维护力度，定期对支架液压系统、泵站压力进行检查，发现故障及时处理。

（4）工作面采用仰斜技术过断层破碎带时，由于底板预留底煤，在移架时必须采取措施防止液压支架倒架、陷低事故发生。

（5）受F0断层影响，工作面过断层后煤层倾角加大，所以在后期回采期间必须对工作面支架、采煤机、刮板输送机采取合理有效的防滑措施。

（6）为防止过断层期间构造应力对头尾顺槽顶板稳定性影响，在过断层前20m处对头尾顺槽应超前支护，超前距离为30m，可采用架设工字钢棚进行维护。

4 结束语

大同煤矿集团朔州煤电公司生产技术部分析了小峪煤矿传统过断层方法存在的问题，并根据实际情况对4803工作面过F0断层时提出了合理有效的回采方法及安全管理方法。实践证明，采用仰斜技术过F0断层彻底解决了强行带压过断层时丢煤量大、机械设备损坏严重、顶板破碎难以维护等难题，保证了工作面安全顺利过断层带，取得了显著的经济效益、安全效益。