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梁 震
（山西汾西瑞泰正中煤业有限公司，山西 灵石 031300）
断层是综采工作面煤炭回采时常见构造类型，在断层影响范围内煤岩体破碎，给采面回采巷道以及顶板管理带来较大威胁[1-3]。现阶段常用过断层技术由平推硬过法、跳采法、挑顶及卧底法等，各种技术方法均有其自身特点及适应范围，应根据现场实际情况进行选择[4-5]。文章就以山西某矿6271综采工作面过F102、F113断层为工程背景，针对采面与断层现场情况，采用注浆加固方法稳定采面及顶板破碎煤岩体，并制定过断层技术方案及安全措施，为采面安全快速过断层提供了坚实基础。
6271工作面开采6号煤层，厚度3.9 m，煤层结构简单、硬度介于0.4~0.7，煤层顶底板均为砂岩、砂质泥岩。6271综采工作面采用MGTY-710/1.1D采煤机割煤，采面斜长208 m，布置有112台型号ZY6400/21/35液压支架，8台ZY6400/17/38端头支架（机头、机尾各4架），采面内刮板输送机型号为SGZ-800/800，破碎机为PCM-100。
根据回采巷道掘进揭露以及槽波地震探测结果显示，在6271综采工作面回采期间会揭露F102、F113断层，具体探测到的断层参数见表1所示。F102断层影响采面回采距离约86.7 m，与采面呈18°夹角；
采面回采过F13断层后30 m会揭露F113断层，断层与采面夹角75°，预计影响采面开采范围约30 m。
表1 采面揭露断层参数
为确保6271综采工作面安全、快速通过F102、F113断层，在采面过断层前即在进风巷、回风巷内布置注浆钻孔对断层影响区内进行超前加固，避免顶板冒落、煤壁片帮以及支架下陷底板问题[6-7]。
2.1 注浆钻孔设计
2.1.1 进风巷超前注浆钻孔布置
在进风巷内布置的注浆钻孔走向、倾向间距分别为4.0 m、6.0 m，每排布置2个，具体施工时可依据现场条件对注浆孔布置参数进行调整。在进风巷靠近顶板靠近上帮300 mm位置处施工孔深5 200 mm、孔径42 mm、夹角50°注浆孔；
在靠近下帮1 100 mm位置向顶板垂直布置孔深4 000 mm、孔径42 mm注浆孔。
2.1.2 回风巷超前注浆钻孔布置
在回风巷内布置的注浆钻孔走向、倾向间隔分别为3.2 m、6.0 m，布置2排钻孔，具体注浆孔布置间隔可依据现场情况调整。在回风巷靠近下帮300 mm位置施工孔径42 mm、孔深5 200 mm注浆孔，钻孔与巷道顶板间有50°角；
在回风巷靠近上帮1 000 mm并垂直顶板布置注浆钻孔，钻孔孔径42 mm、孔深4 000 mm。
具体采面回采巷道内注浆钻孔布置见图1所示。
图1 采面回采巷道内注浆钻孔布置示意图（mm）
2.1.3注浆钻孔施工
注浆钻孔施工工序具体为：围岩敲帮问顶→施工注浆孔→注浆管埋设→封孔器安装→高压软管连接注浆泵及注射枪→注浆泵启动→正常注浆泵→拆卸并清洗注浆管路、注浆枪。
注浆孔布置按照图1所示施工，采用的锚杆钻机配套42 mm钻头，注浆钻孔施工方向与采面推进方向一致；
施工完3组注浆孔后开始进行注浆，以便实现注浆、钻孔施工平行开展。
2.2 强化断层影响区回采巷道顶底板支护
在回采巷道断层影响范围内，除采用马丽散加固巷道顶板外，还应采取下述补强支护措施：
1）在回风巷采用“一梁三柱”方式构成迈步式抬棚，对巷道进行补强加固；
2）当回采巷道出现片帮时，处理用支设点柱、柱间距1 000 mm，避免片帮引起冒顶事故；
3）在采面过断层前准备50根DW45/110、30根D225/100单体支柱，5 m3小杆及木板梁、100根1 200 mm×150 mm×150 mm道木，30片金属网片，以便及时对围岩不稳定区进行加固。
3.1 施工技术方案
6271综采工作面回采揭露的F102、F113断层落差分别为2.7 m、3.5 m，采面使用平推硬过法过断层，具体过断层措施包括有适当降低开采高度、调整开采层位破底板掘进过断层。调整开采层位主要依靠现场施工条件以及采面、断层地质资料等确定。具体采面调整开采层位原则为在断层上排开采时按照作业规格要求进行推进，当采面破底深度超过1 000 mm时使用松动爆破方法辅助采煤机破底，确保断层影响范围内液压支架下方底煤高度在1 000 mm以内。
过断层时可采取抬底方式减少破岩量，但是抬底时倾角一般控制在12°以内，同时应确保底板平缓；
在采面过断层期间每次跳顶或者卧底距离均应控制在100 mm以内。采面在过断层期间应保证三机平直，不仅可便于提高综采设备管理而且有助于顶板管理。
3.2 安全技术措施
在6271综采工作面过F102、F113断层前即配备撞锲（Φ160 mm×1 500 mm）、单体支柱、金属网等顶板冒落处理材料；
超前支护单体应有足够的初撑力，单体穿好铁鞋，避免陷入底板内；
超前支架施工应按照要求进行，发现失效单体应采取及时更换、注液等措施，确保超前支护强度。
过断层期间强化机头、机尾三角区顶板管理，适当提高液压支架初撑力，当初撑力不足时及时进行二次注液。采煤机在过断层期间应控制推进速度，确保支架可及时支护采面顶板，同时采煤司机及其他人员应在液压支架支撑范围内工作，严禁空顶作业。
6271综采工作面过F102、F113断层期间采取综合过断层技术方案后，采面得以安全、顺利、快速通过断层影响区。在采面过断层期间顶板、煤壁始终保持稳定，未出现冒顶或者大面积片帮等问题，采煤机仍可保持较高的割煤（岩）速度，采面推进速度仍可达到4.0 m/d，同时工作面无需再开切眼，不仅实现了断层附近煤柱资源回采、采面生产效益提高，而且降低了作业人员劳动强度，取得较好的应用成果。
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