马兰矿综采工作面过断层围岩综合控制技术_朱瑞.pdf
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1、江西煤炭科技2023年第1期摘要:以马兰矿1 2 7 0 2综采工作面为工程背景,分析了断层在工作面推进过程中的影响机理,探究了注浆加固技术和巷道加强支护技术对工作面过断层的实践。应用表明,工作面在推过断层期间,顶板应力集中不明显,巷道顶板下沉在可控范围内,工作面设备推进正常。关键词:综采工作面;过断层;注浆加固;加强支护中图分类号:TD8 2 3.8文献标识码:B文章编号:1 0 0 6-2 5 7 2(2 0 2 3)0 1-0 0 7 4-0 3Comprehensive Control Technology of Surrounding Rock for Crossing Fault
2、in Fully Mechanized Coal Facein Malan CollieryZhu Rui(Malan Colliery,Xishan Coal Power Group,Gujiao,Shanxi 030200)Abstract:Taking 12702 fully mechanized coal face of Malan Colliery as the engineering background,this paper analyzes theinfluence mechanism of the fault in the process of advancing the w
3、orking face,and explores the practice of grouting reinforcementtechnology and roadway strengthening support technology for crossing fault of the working face,whose application shows that theroof stress concentration is not obvious while crossing the fault,the roof subsidence of the roadway is within
4、 the controllablerange,and the advance of the working face equipment is normal.Key words:fully mechanized coal face;crossing fault;grouting reinforcement;strengthening support马兰矿综采工作面过断层围岩综合控制技术朱 瑞(山西焦煤西山煤电马兰矿,山西古交0 3 0 2 0 0)矿井地质构造对工作面资源开采效率和正常接续会产生较大影响,褶曲、断层、陷落柱等典型地质条件在我国大部分矿井中广泛存在1-3。针对地质构造问题,诸多学
5、者开展了加强支护、爆破处理、注浆加固技术等研究,形成了一系列得到工程验证的实践成果4-6。因此,针对马兰矿1 2 7 0 2工作面选择合适的处理典型地质条件的技术,是保证工作面正常生产的必要条件。1工程地质条件马兰矿1 2 7 0 2工作面开采2号煤层,平均煤厚2.1m,平均倾角4,平均埋深4 0 0m,工作面走向长5 5 0m,倾向宽1 6 6m,煤层整体赋存状态稳定。工作面直接底为1.0m厚粉砂岩、基本底为7.8m中粒砂岩,直接顶为2.6m易破碎粉砂质泥岩、基本顶为4.1m中粒砂岩粉砂岩互层,整体节理发育、围岩破碎。根据上覆工程控制及巷道实际揭露,工作面共发育1 1条断层,其中:上覆工程控
6、制4条,落差0.3 1.6m,编号为F 1 2 7 0 2-3的落差1.6m逆断层预计在工作面延伸长度7 2m,对回采影响较大;巷道实际揭露断层7条,落差0.3 1.4m,编号为F 1 2 7 0 2-6的落差0.6 1.4m正断层在工作面预计延伸长度5 3m,对回采影响较大;其它断层对回采影响较小。1 2 7 0 2工作面投产以来,由于断层等地质构造的影响,资源回收率受到较大影响,吨煤成本大幅提高,同时由于断层造成的巷道、采场围岩不稳定性增加,容易发生片帮冒顶等次生灾害,严重影响1 2 7 0 2工作面的正常回采,如图1所示。图1工作面布置及断层位置2工作面过断层顶板稳定性机理探讨不同类型断
7、层对工作面影响的机理大致相同。工作面不断向前推进到断层附近时,原本采空区上方顶板应该形成的长跨度“砌体梁”结构不再存在,取而代之的是被断层影响的短跨度7 4江西煤炭科技2023年第1期“砌体梁”。断层与采场之间的煤体宽度逐渐变窄,承载上方载荷的能力逐渐减小,由于短跨度“砌体梁”的存在,上方岩块不断向下翻转、下沉,断层面的正应力逐渐减小、剪应力逐渐增大,导致采场区域矿压显现十分严重,给工作面生产带来不利影响。另外,在采掘活动影响下,采区内的断层受到扰动,原本“不活跃”的断层重新变得“活动”,主要表现为断块的活化、裂缝的增加,对附近工作面、巷道或硐室的干扰作用增强,断层附近工作面顶板连续性进一步丧
8、失,导致超前集中应力无法向前传递,断层与采场之间煤体的集中应力越来越大,加重了对工作面安全生产的威胁。3工作面安全高效过断层技术实践根据工程实际地质条件和相似矿井的技术实践,1 2 7 0 2工作面安全过断层主要需做好两方面工作:一是对断层附近破碎围岩进行加固,增加工作面采场稳定性;二是选取合适的支护方式,保证工作面过断层时不会出现次生灾害。3.1断层注浆加固技术断层充填高压浆液,可以进一步密闭受断层破坏煤岩体形成的裂隙,由于浆液较强的黏结强度和韧性,使得断层范围内形成一种承载网格,提高了煤体的强度和弹性模量,增加了破碎煤岩体的承载能力,减少了因工作面或顶板破碎带来的冒顶、片帮等危害。1 2
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