聚酯纤维柔性网在综采工作面收尾工作中使用的可行性论述

马如乾

摘  要：综采工作面收尾，是一项工艺复杂且人力材料消耗多的工程，是井下工作面生产的一个重要环节，直接影响到工作面的正常接续和设备回撤。为了安全、有序、科学、合理、低耗、省时、快速地完成综采工作面的收尾工作，我们应对收尾工作的各环节、各工序进行比较，选择工序简单、便于提高收尾回撤效率和收尾回撤工作安全保障性的方案，从而确保矿井生产效益最大化。

关键词：聚酯纤维柔性网;综采工作面;收尾工作;可行性论述

中图分类号：TD355     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0176-03

1  工作面概况

15204工作面为南一盘区第四个工作面，如图1所示。走向长度2 997 m，倾斜长度300 m，回采面积为899 100 m2。其开采煤层为5-2煤，厚度6.2～7.60 m，平均厚度7.23 m，回采高度6 m。煤层硬度大f=1.7-2.5，结构简单，倾角0～2 ？觷。煤层直接顶和老顶以粉砂岩、中细砂岩为主;直接底和老底以粉砂岩和细粒砂岩为主。其内、外撤架巷规格为宽×高=6 m×4.2 m，巷道中心距为25 m。

2  方案介绍

方案一：传统金属网支护工艺。工作面沿走向推进至挂网位置时开始铺网，直至工作面与内撤架巷贯通。工作面的顶网应与撤架巷顶网充分搭接并连接。

金属网的规格长×宽=10 m×1 m，由8#铁丝编织而成，抗拉强度为170 kN/m。

方案二：聚酯纤维柔性网支护工艺。本工艺是将传统金属网支护工艺的金属网更换成高强度聚酯纤维柔性网。柔性网由厂家在地面编织成整体网片，长×宽=312 m×15 m。规格为JDPET400×400 MS，网格40×25 mm，抗拉强度400 kN/m（不低于双层金属网叠加强度），重量3 kg/m2，总重量14 t，折叠体积大约为37 m3。工作面末采贯通后采空区埋网深度约为3 m。

3  方案比较

3.1  施工工艺性比较

3.1.1  金属网支护工艺

①当工作面推采至挂网距离（距停采线13 m）时，停机沿机道顶板上距梁端300 mm处每隔两架施工一根？准16×1 200 mm固定钢丝绳锚杆，锚杆上固定马蹄环，然后沿机道在顶板上拉一条？准15.5 mm钢丝绳，钢丝绳穿过马蹄环两端固定在胶运巷和回风巷顶板专用固定锚杆上。固定钢丝绳时必须拉直、拉紧，便于下一步固定铁丝网。

②沿工作面倾向在机道上方顶板与支架顶梁间顺次铺金属网，靠老空侧长边用8#铁丝固定在钢丝绳上，短边搭接200用14#铁丝扭接。第一茬网铺通后紧接着铺第二、第三茬单网，铺完后撩网、开机割煤，第五茬单网铺完后开始铺双网。

③工作面推采至距停采线6 m时在金属网下边距支架顶梁300 mm处沿工作面倾向每间隔800 mm铺一条钢丝绳，共铺设7条。用14#鐵丝将钢丝绳每间隔200 mm扭结在金属网上。

④根据金属网的垂吊长度确定割煤、连网、捆绑钢丝绳等作业工序，直至工作面全长贯通。

⑤贯通后应将工作面的网和内撤架巷的网边充分连接，视顶板情况确定是否需要在支架梁端顶板上施工补强支护锚杆。

⑥工作面清理浮煤、移交。

3.1.2  柔性网支护工艺

①工作面推采至挂网距离（距停采线13.5 m）时，工作面停机沿机道顶板上距梁端300 mm处每架架间施工一根？准18×2 200 mm的固定钢丝绳锚杆，锚杆上固定马蹄环，然后沿机道在顶板上拉一条？准18 mm钢丝绳，钢丝绳穿过马蹄环两端固定在胶运巷和回风巷顶板专用锚索上。固定钢丝绳时必须拉直、拉紧，便于下一步固定柔性网。胶运巷和回风巷施工固定第一条钢丝绳锚索，示意图如图2所示。

②在工作面支架靠机头侧立柱上每架固定一个手动摇盘并在摇盘上安装？准10 mm20 m长的撩网钢丝绳;在支架顶梁起吊环上安装配套滑轮。

③将地面打包捆绑固定好的柔性网运工作面溜槽上沿工作面倾向拉直，放开折叠部分使网片有满足采高的部分露在外边便于挂网。

④从工作面中部开始向机头机尾处分别上网。将摇盘上的？准10 mm钢丝绳头绕过滑轮，奇数架上的钢丝绳头从柔性网下边穿过，钩头固定在顶板锚杆马蹄环上，偶数架上的钢丝绳头从挂网钢丝绳上边绕过，利用钩头与网边下方500 mm位置锁扣在一起，搅动绞盘将柔性网提起到顶板处用挂网连接环每隔1 750 mm将网边连接在顶板钢丝绳上，最后解开偶数架网卷上的绞盘钢丝绳钩头，操作绞盘将钢丝绳收回。

⑤撩网。用奇数架上的手动摇盘将？准10 mm钢丝绳拉紧，将工作面所有柔性网拉起，紧贴支架护帮板，然后将提网钢丝绳钩头从柔性网下边绕过挂在顶板钢丝绳或马蹄环上，搅动摇盘将？准10 mm钢丝绳拉紧。开动煤机割煤。

⑥工作面推采至距停采线8.5 m时，在距离顶板2.5 m处的柔性网上沿工作面倾向每间隔800 mm铺设一根钢丝绳。共铺设7根。

⑦拉架前松动摇盘使网自然下垂2 m多，便于拉架时网片移上顶梁。如此反复循环，直至工作面和内撤架巷贯通且贯通后应将工作面的网和内撤架巷的网边充分连接。

⑧工作面清理浮煤、移交。

3.1.3  具体操作工序

①撩网——操作绞盘，收回绞盘钢丝绳，将柔性网卷悬吊在支架前梁下方，采煤机开始割煤，如图3所示。

②落网——操作绞盘，松开绞盘钢丝绳，将柔性网卷下落2～3 m（保证网卷距离刮板运输机垂直高度≥800 mm），完成割煤工序后进行移架工序，如图4所示。

③铺网——完成割煤、移架工序，将柔性网托至工作面顶板后，操作绞盘，收回绞盘钢丝绳，将柔性网卷悬吊在支架前梁下，做好下一割煤、移架工序准备，如图5所示。

通过比较，金属网支护工艺连网工序繁杂，用人用时多，安全性差，严重制约推进速度;而柔性网支护工艺则工序简单，用人用时少，安全性高，割煤推进速度快。

3.2  经济性比较

3.2.1  金属网支护工艺所需材料及劳务费

①14#铁丝：3 t、单价8.5元/ kg，总价25 500元;

②8#铁丝：数量1 t、单价8.5元/ kg，总价8 500元;

③金属网：数量约10 668 m2、单价27.18元/m2，

总价289 956.24元;

④锚杆：？准20×2 600 mm、200根、单价44元/根，总价8 800元;

⑤錨杆：？准16×1 200 mm、100根、总价3 200元（约）;

⑥树脂：CKS2360、300支、单价3.5元/支，总价1 050元;

⑦钢丝绳：？准15.5 mm、3 000 m、单价21.6元/m，总价64 800元;

⑧钢丝绳：？准6 mm、500 m、单价26元/ kg，总价1 758.9元;

⑨劳务费：9 d、共计2 375工（包括外援单位）、210元/工，总计498 750元。

以上共计：902 315.14元。

3.2.2  柔性网支护工艺所需材料及劳务费

①14#铁丝：数量0.2 t、单价8.5元/ kg，总价1 700元;

②柔性网：数量约4 680 m2、单价128元/m2，总价599 040元;

③锚杆：？准18×2 200 mm、200根、单价33元/根，

总价6 600元（约）;

④树脂：CKS2360、200支、单价3.5元/支，总价700元;

⑤钢丝绳：？准15.5 mm、2 600 m、单价21.6元/ m，总价56 160元;

⑥手动摇盘和滑轮：180套、单价600元/套（约），

总价108 000元;

⑦挂网连接环：规格160 mm、400个、单价10元/个，

总价4 000元;

⑧劳务费：5 d、预计495工（出勤率为85﹪）、210元/工，

总计103 950元。

以上共计：880 150元。

注：费用计算不包括马蹄环、工器具、设备油脂消耗等。

通过上述比较，使用金属网支护工艺所需费用为902 315.14元;使用聚酯纤维柔性网支护所需费用为880 150元;使用柔性网结余资金22 165.14元，而且上网器具可以回收复用。

3.3  安全技术性比较

3.3.1  金属网支护工艺在实际使用时的弊端

①所有网片在上网前必须通过人工搬运至工作面，劳动强度大。

②联网必须人工作业，作业人员多，需外单位配合，多单位联合作业不利于现场生产组织，而且影响矿井整体生产进度。

③联网作业人员必须站在机道溜子上，因末采期间采面压力大，煤墙片帮严重，作业人员安全系数低，不利于安全工作。

④由于联网作业工序繁杂，进度慢，严重制约采面推采进度，导致顶板下沉量增大不利于控制顶板。

3.3.2  柔性网支护工艺的优点

①一次性铺设在工作面后，免除了作业人员频繁运网、联网作业，降低了作业人员劳动强度，提高了作业人员安全保障性。

②生产过程中实现了顶网免联，节约了停机联网时间，提高了生产效率。

③上网后网片整体性强，上架及向后移动速度快，避免出现使用金属网时，上网速度较慢的现象。

④铺网可以和采煤机割煤、推溜移架协调作业，循环速度加快，缩短了收尾作业时间，提高了作业工效。

⑤上网速度快，基本不影响推进速度，减少工作面矿压对煤壁的超前影响。

4  方案确定

通过上述各种比较，我们认为高强度聚酯纤维柔性网在工作面回撤铺网时的使用，简化了收尾工序，对提高综采工作面回撤效率、和安全保障性具有技术革新意义。因此，选择方案二。

5  使用效果评价

红柳林矿业公司已在15204、15205、25203、25204等工作面末采中用高强度聚酯纤维柔性网替代了金属网，从使用情况看，整体效果良好，达到了省工、省时、安全快速、经济的预想目的。特别是在25203工作面的使用中，取得了较为理想的效果，从铺网开始整个末采工作只用了4 d。由于铺网后工作面推进度块，顶板下沉量小，完整性较强，为工作面后续的回撤工作带来极大的便利，整个回撤工作只用了11 d，创红柳林矿业公司综采工作面回撤最短时间。

6  结  语

综合上述各种有利因素，本着积极推广应用新技术、新装备的原则，我们认为对综采工作面末采用聚酯纤维柔性网进行支护替代传统的金属菱形网这一新工艺的应用是科学、可行、合理的，应普遍进行推广使用。

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）.