聚酯纖維柔性網在綜采工作面收尾工作中使用的可行性論述

馬如乾

摘 ?要：綜采工作面收尾，是一項工藝復雜且人力材料消耗多的工程，是井下工作面生產的一個重要環節，直接影響到工作面的正常接續和設備回撤。為了安全、有序、科學、合理、低耗、省時、快速地完成綜采工作面的收尾工作，我們應對收尾工作的各環節、各工序進行比較，選擇工序簡單、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，從而確保礦井生產效益最大化。

關鍵詞：聚酯纖維柔性網;綜采工作面;收尾工作;可行性論述

中圖分類號：TD355 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0176-03

1 ?工作面概況

15204工作面為南一盤區第四個工作面，如圖1所示。走向長度2 997 m，傾斜長度300 m，回采面積為899 100 m2。其開采煤層為5-2煤，厚度6.2～7.60 m，平均厚度7.23 m，回采高度6 m。煤層硬度大f=1.7-2.5，結構簡單，傾角0～2 ？觷。煤層直接頂和老頂以粉砂巖、中細砂巖為主;直接底和老底以粉砂巖和細粒砂巖為主。其內、外撤架巷規格為寬×高=6 m×4.2 m，巷道中心距為25 m。

2 ?方案介紹

方案一：傳統金屬網支護工藝。工作面沿走向推進至掛網位置時開始鋪網，直至工作面與內撤架巷貫通。工作面的頂網應與撤架巷頂網充分搭接并連接。

金屬網的規格長×寬=10 m×1 m，由8#鐵絲編織而成，抗拉強度為170 kN/m。

方案二：聚酯纖維柔性網支護工藝。本工藝是將傳統金屬網支護工藝的金屬網更換成高強度聚酯纖維柔性網。柔性網由廠家在地面編織成整體網片，長×寬=312 m×15 m。規格為JDPET400×400 MS，網格40×25 mm，抗拉強度400 kN/m（不低于雙層金屬網疊加強度），重量3 kg/m2，總重量14 t，折疊體積大約為37 m3。工作面末采貫通后采空區埋網深度約為3 m。

3 ?方案比較

3.1 ?施工工藝性比較

3.1.1 ?金屬網支護工藝

①當工作面推采至掛網距離（距停采線13 m）時，停機沿機道頂板上距梁端300 mm處每隔兩架施工一根？準16×1 200 mm固定鋼絲繩錨桿，錨桿上固定馬蹄環，然后沿機道在頂板上拉一條？準15.5 mm鋼絲繩，鋼絲繩穿過馬蹄環兩端固定在膠運巷和回風巷頂板專用固定錨桿上。固定鋼絲繩時必須拉直、拉緊，便于下一步固定鐵絲網。

②沿工作面傾向在機道上方頂板與支架頂梁間順次鋪金屬網，靠老空側長邊用8#鐵絲固定在鋼絲繩上，短邊搭接200用14#鐵絲扭接。第一茬網鋪通后緊接著鋪第二、第三茬單網，鋪完后撩網、開機割煤，第五茬單網鋪完后開始鋪雙網。

③工作面推采至距停采線6 m時在金屬網下邊距支架頂梁300 mm處沿工作面傾向每間隔800 mm鋪一條鋼絲繩，共鋪設7條。用14#鐵絲將鋼絲繩每間隔200 mm扭結在金屬網上。

④根據金屬網的垂吊長度確定割煤、連網、捆綁鋼絲繩等作業工序，直至工作面全長貫通。

⑤貫通后應將工作面的網和內撤架巷的網邊充分連接，視頂板情況確定是否需要在支架梁端頂板上施工補強支護錨桿。

⑥工作面清理浮煤、移交。

3.1.2 ?柔性網支護工藝

①工作面推采至掛網距離（距停采線13.5 m）時，工作面停機沿機道頂板上距梁端300 mm處每架架間施工一根？準18×2 200 mm的固定鋼絲繩錨桿，錨桿上固定馬蹄環，然后沿機道在頂板上拉一條？準18 mm鋼絲繩，鋼絲繩穿過馬蹄環兩端固定在膠運巷和回風巷頂板專用錨索上。固定鋼絲繩時必須拉直、拉緊，便于下一步固定柔性網。膠運巷和回風巷施工固定第一條鋼絲繩錨索，示意圖如圖2所示。

②在工作面支架靠機頭側立柱上每架固定一個手動搖盤并在搖盤上安裝？準10 mm20 m長的撩網鋼絲繩;在支架頂梁起吊環上安裝配套滑輪。

③將地面打包捆綁固定好的柔性網運工作面溜槽上沿工作面傾向拉直，放開折疊部分使網片有滿足采高的部分露在外邊便于掛網。

④從工作面中部開始向機頭機尾處分別上網。將搖盤上的？準10 mm鋼絲繩頭繞過滑輪，奇數架上的鋼絲繩頭從柔性網下邊穿過，鉤頭固定在頂板錨桿馬蹄環上，偶數架上的鋼絲繩頭從掛網鋼絲繩上邊繞過，利用鉤頭與網邊下方500 mm位置鎖扣在一起，攪動絞盤將柔性網提起到頂板處用掛網連接環每隔1 750 mm將網邊連接在頂板鋼絲繩上，最后解開偶數架網卷上的絞盤鋼絲繩鉤頭，操作絞盤將鋼絲繩收回。

⑤撩網。用奇數架上的手動搖盤將？準10 mm鋼絲繩拉緊，將工作面所有柔性網拉起，緊貼支架護幫板，然后將提網鋼絲繩鉤頭從柔性網下邊繞過掛在頂板鋼絲繩或馬蹄環上，攪動搖盤將？準10 mm鋼絲繩拉緊。開動煤機割煤。

⑥工作面推采至距停采線8.5 m時，在距離頂板2.5 m處的柔性網上沿工作面傾向每間隔800 mm鋪設一根鋼絲繩。共鋪設7根。

⑦拉架前松動搖盤使網自然下垂2 m多，便于拉架時網片移上頂梁。如此反復循環，直至工作面和內撤架巷貫通且貫通后應將工作面的網和內撤架巷的網邊充分連接。

⑧工作面清理浮煤、移交。

3.1.3 ?具體操作工序

①撩網——操作絞盤，收回絞盤鋼絲繩，將柔性網卷懸吊在支架前梁下方，采煤機開始割煤，如圖3所示。

②落網——操作絞盤，松開絞盤鋼絲繩，將柔性網卷下落2～3 m（保證網卷距離刮板運輸機垂直高度≥800 mm），完成割煤工序后進行移架工序，如圖4所示。

③鋪網——完成割煤、移架工序，將柔性網托至工作面頂板后，操作絞盤，收回絞盤鋼絲繩，將柔性網卷懸吊在支架前梁下，做好下一割煤、移架工序準備，如圖5所示。

通過比較，金屬網支護工藝連網工序繁雜，用人用時多，安全性差，嚴重制約推進速度;而柔性網支護工藝則工序簡單，用人用時少，安全性高，割煤推進速度快。

3.2 ?經濟性比較

3.2.1 ?金屬網支護工藝所需材料及勞務費

①14#鐵絲：3 t、單價8.5元/ kg，總價25 500元;

②8#鐵絲：數量1 t、單價8.5元/ kg，總價8 500元;

③金屬網：數量約10 668 m2、單價27.18元/m2，

總價289 956.24元;

④錨桿：？準20×2 600 mm、200根、單價44元/根，總價8 800元;

⑤錨桿：？準16×1 200 mm、100根、總價3 200元（約）;

⑥樹脂：CKS2360、300支、單價3.5元/支，總價1 050元;

⑦鋼絲繩：？準15.5 mm、3 000 m、單價21.6元/m，總價64 800元;

⑧鋼絲繩：？準6 mm、500 m、單價26元/ kg，總價1 758.9元;

⑨勞務費：9 d、共計2 375工（包括外援單位）、210元/工，總計498 750元。

以上共計：902 315.14元。

3.2.2 ?柔性網支護工藝所需材料及勞務費

①14#鐵絲：數量0.2 t、單價8.5元/ kg，總價1 700元;

②柔性網：數量約4 680 m2、單價128元/m2，總價599 040元;

③錨桿：？準18×2 200 mm、200根、單價33元/根，

總價6 600元（約）;

④樹脂：CKS2360、200支、單價3.5元/支，總價700元;

⑤鋼絲繩：？準15.5 mm、2 600 m、單價21.6元/ m，總價56 160元;

⑥手動搖盤和滑輪：180套、單價600元/套（約），

總價108 000元;

⑦掛網連接環：規格160 mm、400個、單價10元/個，

總價4 000元;

⑧勞務費：5 d、預計495工（出勤率為85﹪）、210元/工，

總計103 950元。

以上共計：880 150元。

注：費用計算不包括馬蹄環、工器具、設備油脂消耗等。

通過上述比較，使用金屬網支護工藝所需費用為902 315.14元;使用聚酯纖維柔性網支護所需費用為880 150元;使用柔性網結余資金22 165.14元，而且上網器具可以回收復用。

3.3 ?安全技術性比較

3.3.1 ?金屬網支護工藝在實際使用時的弊端

①所有網片在上網前必須通過人工搬運至工作面，勞動強度大。

②聯網必須人工作業，作業人員多，需外單位配合，多單位聯合作業不利于現場生產組織，而且影響礦井整體生產進度。

③聯網作業人員必須站在機道溜子上，因末采期間采面壓力大，煤墻片幫嚴重，作業人員安全系數低，不利于安全工作。

④由于聯網作業工序繁雜，進度慢，嚴重制約采面推采進度，導致頂板下沉量增大不利于控制頂板。

3.3.2 ?柔性網支護工藝的優點

①一次性鋪設在工作面后，免除了作業人員頻繁運網、聯網作業，降低了作業人員勞動強度，提高了作業人員安全保障性。

②生產過程中實現了頂網免聯，節約了停機聯網時間，提高了生產效率。

③上網后網片整體性強，上架及向后移動速度快，避免出現使用金屬網時，上網速度較慢的現象。

④鋪網可以和采煤機割煤、推溜移架協調作業，循環速度加快，縮短了收尾作業時間，提高了作業工效。

⑤上網速度快，基本不影響推進速度，減少工作面礦壓對煤壁的超前影響。

4 ?方案確定

通過上述各種比較，我們認為高強度聚酯纖維柔性網在工作面回撤鋪網時的使用，簡化了收尾工序，對提高綜采工作面回撤效率、和安全保障性具有技術革新意義。因此，選擇方案二。

5 ?使用效果評價

紅柳林礦業公司已在15204、15205、25203、25204等工作面末采中用高強度聚酯纖維柔性網替代了金屬網，從使用情況看，整體效果良好，達到了省工、省時、安全快速、經濟的預想目的。特別是在25203工作面的使用中，取得了較為理想的效果，從鋪網開始整個末采工作只用了4 d。由于鋪網后工作面推進度塊，頂板下沉量小，完整性較強，為工作面后續的回撤工作帶來極大的便利，整個回撤工作只用了11 d，創紅柳林礦業公司綜采工作面回撤最短時間。

6 ?結 ?語

綜合上述各種有利因素，本著積極推廣應用新技術、新裝備的原則，我們認為對綜采工作面末采用聚酯纖維柔性網進行支護替代傳統的金屬菱形網這一新工藝的應用是科學、可行、合理的，應普遍進行推廣使用。

參考文獻：

[1] 郭凡進.綜采工作面多通道回撤柔性聚酯纖維網掛網工藝[J].煤礦安全，2011，（4）.

[2] 吳吉南.重型綜放工作面無預回撤通道快速撤出技術[J].煤炭科學技術，2008，（5）.