张宏
(山西铺龙湾煤业有限公司,山西 037100)
近几年,铺龙湾煤业始终致力于对工作面所应用末采贯通技术加以应用的方面,并结合实际情况总结了能够提升末采贯通速度的经验,本文以铺龙湾煤矿的4102工作面为切入点,全面、系统的介绍了应用于综采工作面的末采铺网控顶新技术。
4102工作面的末采贯通段上所覆基岩的厚度在110~130 m之间,松散层的厚度则在10~15 m这一范围,地表无异常,末采段煤厚的平均值约为6.97 m。
4102工作面回撤通道,就是在设计终采线预先布置主回撤通道,在主回撤通道之外相距15~30 m布置辅回撤通道,在主、辅回撤通道之间根据工作面长度,相距40~60 m布置几条联络巷道,为工作面设备安全、顺利回撤而提前预留回撤空间,可实现多头同时作业,达到快速回撤的目的,见图1。
4102工作面末采施工:从末采上网线到主回撤通道段推采工作面全部铺网。沿工作面铺网时,先铺4茬单网,再铺17茬双网;工作面贯通后根据主回撤通道内网片搭接情况另行补网1~2遍。
图1 4102工作面停采线贯通工作面布置
该工作面的主回撤通道位于所对应运输顺槽的13联巷及回风顺槽的16联巷处,宽度为6.0 m,高为4.7~5.0 m,长度为311.8 m;而辅回撤通道的长度和主回撤通道相同,但是其宽度为5.4 m,高为4.0 m。除此之外,在主、辅回撤通道间,所预留煤柱的高度为30 m,联巷宽度为5.4 m,高度为4.3~4.0 m。工作面应用的ZY18000/32/70D支架支护,其强度为1.33~1.49 MPa,回撤通道应用的是ZZ18000/25/50垛式支架、锚索(杆)、钢带支护相结合的方式,其强度约为1.92 MPa。
传统的4102工作面综采末采挂网主要分为运往、铺网、打锚索(锚杆)、挂钢丝绳、吊网、上网、连网、钻网、撩网等步骤,传统挂网方式个别工艺交叉、耗时、耗力,人员避免不了在空顶下作业,带来较大的安全隐患。
近几年,铺龙湾煤业又以现有技术为基础,对新材料和新工艺进行了大胆的创新与应用,下面就围绕综采工作面所应用末采铺网控顶新技术展开叙述。
很长一段时间内,末采贯通所应用的为铅丝网,通过实践不难发现,这样做不仅需要进行大量的人工搬运,还需要反复进行溜槽联网,安全性较差;基于此,4102工作面选择对长度为323.6 m、宽度为16 m的高强度柔性网加以应用。以贯通后网片所处位置对强度具有的要求为依据,确定末段2 m所使用规格为PET400×600 kN/m;中段的6 m所使用规格为PET800×800 kN/m;首段的8 m所使用规格P为ET400×600 kN/m。柔性纤维网的优势在于提升了挂网的速度及质量;由于工作人员只需要进行1次挂网,安全性自然也随之提升;在挂好柔性纤维网后,只需要进行撩网和放网的工作即可,推进速度与过去相比具有明显提升。除此之外,贯通后的柔性纤维网可以包住整个支架,且最下端网边位于采空区内,这为回撤支架工作的开展提供了便利。
想要保证贯通后能够及时、高效的回撤设备,将钢丝绳编入网片中是很有必要的。较为常见的方法是在与停采线距离约5 m时编入钢丝绳,每两根钢丝绳的距离为0.8 m,共编入钢丝绳数量为6根。为了提升速度、精简入架前需要完成的作业,预先在柔性网中编入钢丝绳这一方法逐渐为人们所接受:需要编入柔性网的钢丝绳数量为7根,在与网片末端相距2 m处编入第1根,每两根钢丝绳的距离同样为0.8 m,共编入钢丝绳的数量为7根(见图2)。
图2 钢丝绳编入柔性网
(1)在与停采线相距100 m时,以现有矿压数据及经验为依据,在运顺、回顺与停采线距离分别为14.5 m,15 m,15.5 m和16 m处,完成针对锚索和托盘展开的施工 (见图3),需要注意的是,15.5 m处的环口方向与工作面垂直,其余三处的环口方向则与工作面平行,在对转载机接链环进行焊接时,需要分别在四周加工出Φ25 mm眼,15.5 m处应当上20T滑轮,而在15 m、16 m处应当上Φ22 mm且长度为6 m的钢丝绳。
图3 两端头托盘
(2)预先将Φ22 mm、600 m长的钢丝绳盘入绞车内,当与停产线距离为30 m时,再将其放入与主回撤通道相对的联巷内,再通过4根4.5 m的单体对绞车进行支撑。
(3)在工作面中部的架缝处,对300 mm×300 mm×16 mm的托盘和3根规格为Φ22 mm×5150 mm的锚索进行安装,用以对机头、机尾绞车所伸出钢丝绳进行固定。除了上文提及的内容外,还有几点是需要工作人员引起重视的:首先,在工作面顶板所对应破碎处的架缝,对规格为Φ22 mm×5150 mm的锚索进行安装,且安装数量为一根;其次,在工作面顶板所对应完整处的架缝,每隔两个架缝安装一根规格为Φ22 mm×5150 mm的锚索。在两支架的架缝处展开施工时,工作人员应当将顶梁前端位置作为参考,根据架缝大小完成对规格为300 mm×300 mm×12 mm或是300 mm×150 mm×12 mm的托盘进行安装的工作,且保证所安装托盘与煤壁方向所焊接环的位置相对,见图4、图5。
图4 工作面架缝处的托盘
图5 工作面中部缝处的托盘
(4)在完成围绕顶板锚索展开的施工后,工作人员需要在机头处将钢丝绳穿入工作面中部,并将钢丝绳的绳头进行锁死;在每台支架的中部,都应当通过连接环将钢丝绳和柔性网进行连接,且应用两端头绞车将网片及钢丝绳拉到位(见图6)。
图6 工作面上网
(5)首先,在穿钢丝绳的过程中,工作人员应避免钢丝绳出现拗劲及打环的情况;其次,联网时,每个U形位置所对应连接环数量为4个,另外,在锚索托盘的正下方不应当有连接环存在;接下来,起网前,工作人员需要对连接环位置、刮板及钢丝绳是否挂卡等情况进行检查;最后,起网后,在第一时间完成钢丝绳的固定工作。
铺龙湾煤业在末采贯通过程中,通过对柔性网、钢丝绳的提前编入及绞车上第一茬网技术进行应用的方式,使末采贯通速度得到了大幅度的提升,贯通时间由5~7 d变为2~3 d。在所投入人力方面,由每班100~120人、总人数约为2000,变为仅施工锚索、清浮煤、上第一茬网和联网每班需100人,剩余每班为13人,总人数约为500个。总的来说,新工艺不仅精简了人员数量、降低了劳动强度,还缩短了贯通所需时间并提高了安全性。