高强聚酯纤维柔性网在大采高工作面快速收尾中的应用

宋艳鹏

摘 要：随着煤矿开采技术的高速发展和采掘机械化程度的迅速提高，综采工作面生产效率越来越高，工作面设备搬家越来越频繁，同时综采设备重型化，使收尾的工期延长，安全风险增高，施工难度加大，综采工作面收尾环节成为制约现代化矿井集约高效生产的瓶颈之一。潞宁煤矿22109工作面使用高强聚酯纤维柔性网代替传统的金属网片进行收尾作业，大大提高了收尾效率，保证了施工安全和收尾质量，为设备回撤创造了良好条件。

关键词：综采工作面；聚酯纤维柔性网；收尾；挂网工艺

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0052-02

为保证综采工作面停采后综采设备的安全回撤，综采工作面停采时，一般使用金属网片、钢丝绳等支护材料对支架上方顶板进行支护，即收尾作业。收尾时采用人工进煤墙挂网、联网工艺，存在工期长、工程量大、安全性差、支护强度低等问题，特别是大采高工作面，采高增大使铺联网难度更大，伤人风险更高。潞宁煤矿22109工作面使用高强聚酯纤维柔性网代替传统的金属网片进行收尾作业，大大提高了收尾效率，保证了施工安全和收尾质量，为设备回撤创造了良好条件。

1 工作面概况

潞宁煤矿22109工作面位于矿井轨道下山、皮带下山、总回风下山巷东北侧，工作面上部为22107采空区，下部为22111工作面采空区，为孤独工作面。该工作面煤尘具有爆炸性，煤的自燃倾向性鉴定结果为“二类自燃煤层”，工作面倾向长度180 m，采用支撑掩护式支架支护，工作面共有120组支架，其中排头（尾）架6组型号为ZZG7500/22/45，中间架114组型号为ZZ 7500/22/45，全部为一次采全高支撑掩护式支架，其支架前梁长1.42 m、顶梁长3.34 m、尾梁长2.15 m，工作面采高为4.3 m，为一次采全高工作面。

2 聚酯纤维柔性网技术介绍

聚酯纤维柔性网采用一种新型聚酯纤维聚合网材，特点是网片面积大、柔韧轻盈、抗拉力强、便于操作。和传统铺设金属网工艺比较，具有一次挂网免联接、整体铺设效果好的优势，避免了大量作业人员频繁进入溜槽煤墙进行联网作业，可节约大量的联网和用工时间，简化收尾工序，有效提高了收尾作业的施工工效。同时该材质还具备金属网所不具有的防锈蚀功能，避免了长时间淋水造成的网片抗拉力下降或网片破碎失效，在设备回撤过程中对顶板的管理能够起到有效的支护作用。

3 柔性网使用工艺

3.1 工作面收尾期间的准备工作

①为了减少顶板周期来压对收尾的影响，在收尾期间应加强矿压观测，根据周期来压步距选择周期来压最小时作为停采线的位置，从而保证收尾工作的顺利完成。

②收尾前要对风运巷的推进长度进行调整，保证风运巷推进度一致。

③距上网线5.6 m开始逐渐缓慢降低采高，至上网位置采高降到3.6 m，在采高降到规定高度前，必须调整好工作面，使其具备收尾上网条件。

④在工作面上网前，要在每组支架前立柱上安装手绞盘，每组支架前梁吊环上安装一个滑轮。

⑤对工作面收尾期间的初次上网、铺设钢丝绳间距及最大空顶距的确定和收尾期间顶板打设锚杆等各类技术参数结合经验数据进行认真验算。

⑥收尾前，在停产线前后5 m范围内每排布置两根锚索支护顶板。

3.2 工作面收尾方法及其工艺流程

打设固网锚杆→铺设柔性纤维网→上钢丝绳→停止拉架→人工单体柱推溜→打顶部锚杆、锚索→打煤墙锚杆、竹锚杆→清煤、抹角。

①打设固网锚杆：当工作面采至距停产线16.8 m时，采煤机割煤拉架后在护帮板的支护下，在支架前梁前端200 mm处的顶板打设一排固网锚杆。

②运输纤维网：待固网锚杆打完之后，开始进行纤维网的工作面运输，纤维网从风巷利用单轨吊机车运输至工作面上端口，人工将网顺入大溜机尾，低速开动大溜运到铺网位置。

③初次上网：本工作面共铺设三张网，网片规格为长64 m×宽19 m，网与网之间采用搭接的方式进行联网，搭接长度为2～3 m。挂网从机尾向机头方向进行，人工将网展开4～5 m，人员站在梯子上将网边和托绳固定在固网锚杆上，并上好锚杆托盘固网。将手动绞盘钢丝绳穿过纤维网卷的下边，以便于吊网。工作面挂网完成后，起吊纤维网至支架前梁下，机组返空刀至机尾，顶溜后开始割煤，松开手动绞盘将纤维网缓慢放下后移架作业，采用间隔插花移架方式将支架拉出。按照上述割煤移架方式，直至工作面达到停产线回撤位置，如图1、图2、图3所示。

④铺设钢丝绳工艺：工作面割第8刀煤后，开始距支架前梁下1.4 m处平行工作面铺设钢丝绳，以后每间隔0.8 m铺一根，共铺设8根钢丝绳。

⑤顶部锚杆布置及施工工艺：本次收尾顶部锚索布置三排，锚杆布置四排。

4 使用效果

4.1 效率高

该网整体性较强，上架及向后移动速度快，与传统铺金属网相比，生产效率高。生产过程中不再需要进行联网作业，节约停机联网时间，提高开机率。22109工作面开始上网至停架做回撤通道用时4 d，施工回撤通道用时4 d，相较于传统金属网工艺节约时间3～4 d，效率提高了近50%。

4.2 劳动强度低、安全保障性高

该网一次性铺设在工作面后，避免了作业人员使用金属网时频繁运网和进入溜槽进行联网作业的现象，大大降低了作业人员的劳动强度。

4.3 工艺简单

铺网和割煤、推溜和移架协调作业，与金属网挂网工艺比较，推进速度加快，保证矿井单产水平提升。柔性网可根据工作面现场实际参数和运输条件定做，一次性上网，中间无需频繁联网，减少了末采工序。

4.4 支护强度高

在回撤支架的扇形区，无漏渣、掉矸现象，柔性网的强度完全可以满足要求，护顶效果优于金属网，避免了金属网联网处发生开裂漏渣现象。

4.5 存在的问题及改进思路

①在收尾工艺中有铺设钢丝绳工艺，可以在地面将钢丝绳提前联接在柔性网上，避免了在收尾中进溜槽煤墙联接钢丝绳作业，但这样要考虑柔性网在运输过程中能否满足要求。

②加强职工培训，进一步规范职工操作，避免造成手绞盘损坏现象发生。

③使用强度较高的手绞盘，钢丝绳的长度必须根据实际计算，满足结采推进度需要。

5 结 语

通过挂网和回撤效果看，柔性网工艺相对于金属网工艺具有省时、省力、高效的显著特点。柔性网工艺材料直接成本相较于金属网高约30%～40%，但该工艺提高的效率而产生的效益、节省的人工费用和设备管理费等远远高于材料增加的成本费用，且该工艺在安全保障性和降低工人劳动强度方面产生的效益显著提高了煤矿现代化水平，在潞安局其他矿井的使用具有积极的推广和借鉴意义。

参考文献：

[1] 郭凡进.综采工作面多通道回撤柔性聚酯纤维网挂网工艺[J].煤矿安全，2011，（4）.

[2] 吴吉南.重型综放工作面无预回撤通道快速撤出技术[J].煤炭科学技术，2008，（5）.