高强度聚酯纤维柔性网在倾斜综采工作面末采的应用

孟 庆 男

（大同煤矿集团北辛窑煤业有限公司，山西 忻州034000）

0 引 言

大同煤矿集团北辛窑矿在矿井建设中，非常重视新技术、新工艺和新材料的引入，尤为在工作面的顶板管理方面，北辛窑矿首采8103 综放面末采期间，挂网采用高强度聚酯纤维柔性网工艺，并通过与传统金

属网在安全、操作难易程度上的对比，最后得出高强度聚酯纤维柔性网在安全、经济效益等方面有很好的应用价值。

1 工作面概况

8103 工作面位于 2# 层一采区，标高918～1 063m；2103 皮带巷走向长度2 063.2m，5103 回风巷走向长度1 865m；倾向长度165m，工作面长181.2m；平均倾角22°；面积308 700m2；工作面为首采面,西邻+1040 回风巷,工作面两条顺槽呈近东西方向布置，切眼呈近南北方向布置。8103 工作面老顶为中细砂岩、中粗砂岩，厚度为1.1～22.8m；直接顶为中细砂岩、中粗砂岩，厚度为1.1～22.8m，半坚硬- 坚硬，裂隙发育，成分以石英为主，长石次之；伪顶为泥岩、砂质泥岩常互层，深灰- 灰黑色，较软，厚度为0～17.25m；直接底为泥岩、砂质泥岩，灰色、灰黑色，质软，厚度为3.11～9.02m；老底是中细粒、中粗粒砂岩，灰白色，软弱-坚硬岩石，裂隙发育，成分以石英为主，长石次之，为含水层，厚度为2.81～5.25m。

2 工作面铺设金属网与柔性网工艺比较

2.1 铺设金属网工艺

工作面距停采线16m 时（工作面不放煤后，观测工作面来压步距、来压强度，确定工作面实际挂网位置）开始铺设双层菱形金属网护顶，其中金属网规格为：用8#铁丝制成的网孔为50mm×50mm 的菱形金属网，长×宽=4 000mm×2 000mm。

1）开始铺网时，沿支架架间中心线，先打一排固网锚杆，固网锚杆采用Φ20mm×1200mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间距1 750mm。

2）铺网期间工作面停止割煤，铺网后支架及时前移，如顶板压力较大，顶板破碎，可按实际情况减少每次铺网的长度。网长边垂直煤壁，错开1m 布置，网与网搭接宽度不得小于200mm。铺网、挂网时，第2 层要滞后第1 层金属网0.8m，搭接段用14#铁丝双股扭成（不少于3 圈）双排扣联好，联扣成三花布置，间排距100mm,且网与网必须保证平行，以防搭接后，造成搭接不均，影响铺网质量。联网时采用专用联网钩。相邻网的网与网短长边搭接处，2 层网均采头压尾的方式，铺联网保证铺联质量，铺平、铺展，联针按规定联结，杜绝卷网、绌网和扯网。铺网循环进行，直至铺到工作面停采线为止。

2.2 工作面铺设金属网工艺的不足

由于工作面倾角大，所以工作面人工铺设金属网存在一些缺点，主要包括金属网的搬运、铺设、挂网、联网，搬运过程中金属网易滚落，铺网时需要人员在溜槽内将网展开，占用了作业地点的空间，挂网时需要多人配合，联网时靠手工联网，劳动强度大，需要多人同时联网，且在煤壁侧作业，没有安全保障。

3 高强度聚酯纤维柔性网在工作面末采中的应用

3.1 铺设高强度聚酯纤维柔性网工艺

工作面正常生产到距停采线16m 时开始铺网。网材为高强度聚脂纤维柔性网，沿倾向分3 段。

聚脂网规格：长×宽=65m×18m。

聚脂网数量：3 张。

聚脂网沿工作面倾向铺设。3 张网片在工作面中部搭接，搭接重叠部分不小于3 m。每个搭接网头沿工作面倾向联网3 道，即在搭接部位的两边及中间各联1 道，两边要在网头以里第3 道纵筋上绑扎，隔1孔联1 针；中间与2 边错开1 个网眼。联网丝采用1根14#铁丝弯成4 股穿联，联网要扭紧联死。联网丝扭结不少于2 圈半。

铺网工艺：

1）在回风顺槽、运输顺槽顶板，距停采线16m 位置，分别打1 根锚杆，锚杆外端固定1 个M24 花篮螺栓，将1 根钢丝绳（绳经12.5mm）在机道内自尾向头拉开，绳头两端固定在花篮螺栓上，并且拉紧。

2）铺网从工作面尾部逐渐向头部进行。事先将联网用的绞盘固定在支架前立柱上，把滑轮吊在前梁上。初次上网时，网边用14#铅丝绑在钢丝绳上，然后使用锚杆将钢丝绳固定在顶板上. 锚杆使用φ20mm×2 200mm 左旋钢锚杆, 平行于工作面施工一排,杆距为7m（4 个支架）,托盘使用短钢带，规格为450mm×250mm×4mm。把102#支架降下，把钢丝绳和网托至前探梁上，将支架升起，连同聚脂网一同吊起。

3）在移架过程中人员站在准备前移支架的上（或下）一个支架的顶梁下用长柄工具托起网，然后前移支架升紧，以此逐渐向头部进行。

4）为了便于机组割煤，吊在前梁端的网由钢丝绳通过滑轮用绞盘吊在顶梁下（钢丝绳通过滑轮必须是下穿绳）。绞盘用专用卡箍固定在支架的前柱上。机组割过后用绞盘下放网，前移支架，移架后再用绞盘吊起网。照此方法直至支架至停采位置为止。采煤机司机要时刻注意顶网的位置，防止滚筒割网或机身突出部位挂网。

5）采煤机割煤前，用手动绞盘将柔性网网卷绞起，煤机开始割煤，见图1。

6）采煤机割煤3～5m 开始放网，跟机移架将柔性网绞起，见图2、图3。

图1 采煤机割煤前手动绞盘绞网示意图

图2 采煤机割煤后手动绞盘放网示意图

图3 拉架结束后手动绞盘绞网示意图

3.2 铺设高强度聚酯纤维柔性网工艺的优点

通过对8103 综放面末采时铺设高强度聚酯纤维柔性网与金属网的比较，可以得出高强度聚酯纤维柔性网具有铺网面积大、延展性好、抗拉强度大、阻燃、铺设方便、安全性高的优点。在现场的实际操作中高强度聚酯纤维柔性网相比金属网，在操作工艺上和使用效果上有以下优点：

1）高强度聚酯纤维柔性网工艺施工时，作业人员不必频繁进入刮板输送机内联网，铺网时不会受到煤壁片帮的威胁。

2）高强度聚酯纤维柔性网由大型车辆运至工作面，再由采煤机拉展铺至工作面内，大大降低了作业人员的劳动强度，也削弱了可能出现的安全隐患。

3）使用高强度聚酯纤维柔性网工作面吊网不需要反复剪拴铁丝，提高了工作面的煤机开机率。生产班不需要进入煤壁侧作业，整个煤壁有网掩护，确保了工作面的安全生产。4）使用高强度聚酯纤维柔性网工艺，工作面煤机可以不用停机进行撒网、移架，工作面煤机可与工作面撒网、移架、吊网平行作业。

3.3 经济技术比较

工作面使用高强度聚酯纤维网，网片面积198m×18m=3 564m2，按照单价90 元/m2计算，网片费用为320 760 元。每小班割3 刀煤，总共用时4 天便可完成挂网作业，手动绞盘100 套×380 元/ 套=38 000 元，所以总费用为358 760 万元。

金属网使用2.0m×4.0m 网片792 卷，网片面积6 336m2，按照计划单价26 元/m2计算，网片总价为164 736 元。

使用高强度聚酯纤维网工艺比金属网工艺费用高出194 024 元，但末采支护工期缩短了2 个班，根据现场的实际应用情况来看，在生产效率、安全效益、作业人员的劳动强度等方面，高强度聚酯纤维柔性网还是具有明显优势。

4 结 论

北辛窑矿在倾斜综采工作面末采中成功应用了高强度聚酯纤维柔性网工艺，该工艺具有操作方便、技术可行、安全性好，能够满足综采工作面末采支护条件和设备撤出的技术要求，取得了显著的安全和社会效益，为今后的进一步推广应用提供了宝贵的经验。