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正善2201工作面回采過斷層技術(shù)方案研究

文檔作者：侯浩義文檔來源：汾西礦業(yè)兩渡煤礦		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月01日
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2018年第11期(總第158期)
紅i夏與芊釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2叭8年11月
正善2201工作面回采過斷層技術(shù)方案研究
侯浩義
(汾西礦業(yè)兩渡煤礦，山西靈石031302)
摘要： 基于綜采過斷層基本規(guī)律及正善22叭工作面概況，對該工作面過斷層方案進(jìn)行了探討，為該礦過斷層破壞帶
的工程措施制訂提供了技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞： 回采巷道；過斷層；力學(xué)試驗(yàn)；頂板破壞規(guī)律
中圖分類號： TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2018)1l一0129—02
Study on TechIlical Scheme of Stoping overfalllt in Zhengshan 2201 Worl【ing Face
HOU Ha0Vi
(Liangdu CoaI Mine，F(xiàn)enxi Mining lndustry Group，Ljngshi 031 302，Shanxi，China)
Abstract： Based on the basic law of fully mechanized ove冊ining fault and the geneml situation of Zhengshan 2201 working face，
this paper discussed the oVerfault plan of this worl(ing fhce，which provided technical support fbr the fb丌Ilulation of engineering
measures of oved’ault mpture zone of this mine．
1【ey words： mining madway；overfault；mechanical test；roof failure mle
O引言
斷層是巖體中自然存在的發(fā)生明顯位移的地質(zhì)構(gòu)
造，煤礦井田中的斷層是礦井掘開和回采過程中不可
規(guī)避的影響因素[1】。在煤礦開采過程中，斷層的出現(xiàn)會
使得頂板冒落、地表裂縫發(fā)育、地下水導(dǎo)向分布等多
項(xiàng)一般規(guī)律發(fā)生改變，增加了礦井生產(chǎn)的危險(xiǎn)系數(shù)㈣。
所以對掘進(jìn)巷道、回采巷道過斷層頂板破壞規(guī)律和支
護(hù)方案研究尤為重要。
1綜采過斷層基本規(guī)律
在生產(chǎn)過程中，回采巷道工作面前后方煤體的應(yīng)
力較為集中，易形成應(yīng)力集中區(qū)，且回采巷道由不同
于掘進(jìn)巷道的較為復(fù)雜的圍巖組成，因此回采過程中
的過斷層問題更為突出嘲?；夭蛇^斷層一般采用后退挑
頂、后退臥底、直接過斷層后再挑頂?shù)确椒?，這些過
斷層的方案基本都滿足以下基本規(guī)律【匈：a)過斷層頂板
超前應(yīng)力峰值先增大后陡降、再趨于平穩(wěn)的分布規(guī)律；
b)開采過程中工作面水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力的重新分布
對斷層裂隙發(fā)育造成影響，使得頂板發(fā)生剪切破壞，
頂板強(qiáng)度降低，易導(dǎo)致頂板破壞冒落；c)在過斷層的
過程中，斷層上盤的垂直應(yīng)力會向下轉(zhuǎn)移，這就造成
工作面前方應(yīng)力增大，塑性區(qū)擴(kuò)展，前方煤體支撐力
減小，造成頂板下沉，出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象。在此規(guī)律基礎(chǔ)
上，本文對2201工作面過斷層巷道圍巖進(jìn)行了力學(xué)試
驗(yàn)和現(xiàn)場過斷層實(shí)踐。
2工作面概況
本工作面開采二疊系山西組24煤層。工作面走向
收稿日期：2018—08—09
作者簡介：侯浩義，1990年生，男，山西平遙人，2014年畢業(yè)于中
國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)，助理工程師。
長1 698 m，傾斜長176．5 m，地質(zhì)儲量430 944 t，
可采儲量418 617 t。工作面標(biāo)高+686 m～+747 m。
煤層平均厚度1．09 m。工作面落煤和裝煤采用MG250，600
一AwD型電牽引雙滾筒采煤機(jī)，其中采煤機(jī)滾筒直徑
1．4 m、截深0．6 m，工作面選用SGZ一764／630型刮板
輸送機(jī)，選用Szz一764／200型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)和DSJ_1 00／80／
2×160型膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，選用2PGCL一650，2000型破
碎機(jī)破煤。工作面頂?shù)装迩闆r見表1。
表1工作面頂?shù)装迩闆r
頂?shù)装鍘r石名稱厚度／m 巖性描述
老頂砂表混％ 1．5～3．O 深灰色
直接頂細(xì)粒砂巖1．O～2．8 淺灰色含深色條紋。致密、較硬
偽頂泥巖0．05～0．30 黑色、較破碎
直接底砂表澆等1．5～2．5 局部有泥巖夾煤線
老底泥巖1．5～3．O 深灰色含結(jié)核
斷層位置為：機(jī)頭91點(diǎn)前8．6 m、機(jī)尾92點(diǎn)前
2 m。工作面材料巷距機(jī)尾方向14 m處揭露的傾角
50。的正斷層有向工作面內(nèi)延伸的趨勢。示意圖見圖1。
機(jī)尾92點(diǎn)前
8．6 m
頭91點(diǎn)前
N．北。
圖1 2201工作面斷層平面示意圖
3力學(xué)試驗(yàn)研究
力學(xué)試驗(yàn)試件采自2201工作面煤層。分別制成高
·129·
萬方數(shù)據(jù)
2叭8年第1l期缸濠與芊釷2018年11月
徑比2：1的圓柱形試件用于抗壓試驗(yàn)和高徑比1：l的圓
柱形試件用于剪切試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2、表3。
表2抗壓試驗(yàn)結(jié)果
編號加載速率／(一·s。) 抗壓強(qiáng)度，MPa 平均彈性模量／GPa
1 7．267
0．01 1．02
2 7．099
3 12．333
O．1 1．21
4 16．312
表3剪切強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)
試樣剪切角度
法向應(yīng)力／MPa 剪切強(qiáng)度／MPa 內(nèi)聚力，MPa 內(nèi)摩擦角／。
編號／。
l 45 7．8 7．8
2 55 5．31 7．34 2．44 25．59
3 65 4．46 3．14
4 45 6．23 6．43
5 55 3．76 2．69 2．35 32．37
6 65 2．75 4．6l
上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)為2201工作面煤體與基本頂處的抗
壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上可以針對過斷層
問題做出相應(yīng)過斷層實(shí)行方案。
4工作面過斷層方案分析
a)在過斷層區(qū)域全巖段時(shí)，緩慢過渡，采高可適
當(dāng)調(diào)整至1．9 m減少割矸石，過斷層時(shí)上盤留底挑頂，
下盤留頂臥底，保證上下盤兩盤平穩(wěn)過渡，保證工作
面溜子平直，坡度變化平緩過度，使工作面頂板與運(yùn)、
材巷頂板找平，并在此段變化范圍內(nèi)沿頂板割煤，這
樣能使煤體的剪切破壞不超過剪切強(qiáng)度峰值，利于工
作面過斷層推進(jìn)；b)生產(chǎn)中，一定要保證工作面煤壁、
溜子、支架的直線度。嚴(yán)格執(zhí)行滯后采煤機(jī)后滾筒3
m～5 m及時(shí)拉架，并及時(shí)打出伸縮梁及護(hù)幫板，這樣
可以及時(shí)針對應(yīng)力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)支護(hù)補(bǔ)充，增強(qiáng)了巷
道支撐力。
5結(jié)語
通過對正善2201回采工作面過斷層規(guī)律研究、力
學(xué)試驗(yàn)研究和現(xiàn)場工程實(shí)踐，為正善礦220l及今后其
他過斷層方案的制訂提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)：
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工大學(xué)，2007．
(責(zé)任編輯：高志鳳)
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(上接100頁)
·130·
圖8 1501巷道支護(hù)平面示意圖
位：mm 5結(jié)語
復(fù)雜的井下地質(zhì)環(huán)境長期以來一直是制約煤礦生
產(chǎn)安全的主要因素，面對不同的地質(zhì)狀況，通過專業(yè)
且深入的研究分析，從而總結(jié)出具有針對性的巷道圍
巖控制技術(shù)，不僅有助于提升作業(yè)安全性和連續(xù)性，
更能有效降低生產(chǎn)成本支出，是確保煤礦企業(yè)生產(chǎn)綜
合效益增加的有效手段。
參考文獻(xiàn)：
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(責(zé)任編輯：劉曉芳)

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