新型綜采面末采掛網(wǎng)技術(shù)在榆家梁煤礦的應(yīng)用

摘要：傳統(tǒng)的綜采末采掛網(wǎng)采用打錨索、打錨桿、掛鋼絲繩吊網(wǎng)上網(wǎng)方式，費(fèi)工費(fèi)力。文章以榆家梁煤礦52405工作面末采掛網(wǎng)為例，通過(guò)末采掛網(wǎng)階段工藝的創(chuàng)新探索，最終成功試驗(yàn)并完成末采掛網(wǎng)的技術(shù)革新，為末采掛網(wǎng)總結(jié)了一套安全、高效的新型技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：綜采面；末采掛網(wǎng)技術(shù)；吊網(wǎng)；壓網(wǎng)；鉆網(wǎng)；煤炭開采 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD322 文章編號(hào)：1009-2374（2016）31-0136-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.068

榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮(zhèn)。井田面積56.34km2，地質(zhì)儲(chǔ)量5.04億噸，可采儲(chǔ)量3.84億噸，礦井核定生產(chǎn)能力1630萬(wàn)噸/年。井田煤層賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤質(zhì)優(yōu)良，具有特低灰、特低硫、特低磷、高揮發(fā)分、中高發(fā)熱量等特點(diǎn)，屬長(zhǎng)焰不粘煤，是優(yōu)質(zhì)動(dòng)力、化工、工業(yè)和民用煤。礦井工作面實(shí)行大巷條帶式布置，礦井分布52煤、42煤、43煤三層煤同時(shí)開采，52煤平均采高為3.7m，綜采工作面長(zhǎng)度從150～400m不等，末采掛網(wǎng)采用柔性網(wǎng)。本文主要在52405末采使用柔性網(wǎng)掛網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新，探索出新型末采掛網(wǎng)工序。

1 傳統(tǒng)掛網(wǎng)背景介紹

傳統(tǒng)的綜采末采掛網(wǎng)采用打錨索、打錨桿、掛鋼絲繩吊網(wǎng)上網(wǎng)方式，以300m工作面為例，其中錨索或錨桿5架打一根需要打60根，打完錨桿或錨索需要掛一根至少315m鋼絲繩，打錨桿或錨索60根需要人員為15人分3組，用時(shí)5小時(shí)左右，掛鋼絲繩需要人員50人左右用時(shí)為2小時(shí)，上網(wǎng)需要人工60人用時(shí)4小時(shí)左右，此種工序掛網(wǎng)共需要人工75人，需要工時(shí)為11小時(shí)方可完成掛網(wǎng)工作，主要分為運(yùn)往、鋪網(wǎng)、打錨索（錨桿）、掛鋼絲繩、吊網(wǎng)、上網(wǎng)、連網(wǎng)、鉆網(wǎng)、撩網(wǎng)等步驟，傳統(tǒng)掛網(wǎng)方式個(gè)別工藝交叉、耗時(shí)、耗力，人員避免不了在空頂下作業(yè)，帶來(lái)較大的安全隱患。

2 工作面概況及末采段水文、地質(zhì)情況

2.1 工作面概況

地面相對(duì)位置：52405工作面位于榆家梁井田東南部，地屬斗卯溝村。

工作面井上下位置與四鄰情況：52405工作面北部為52煤回風(fēng)、膠運(yùn)、輔運(yùn)三大巷，南部為52405房采采空塌陷區(qū)及52煤小窯高莊煤礦越界開采區(qū)，西部為52404工作面采空區(qū)，東部為52406工作面未采動(dòng)。上部58～65m為42211、42212工作面采空塌陷區(qū)。

工作面參數(shù)：52405工作面長(zhǎng)度為300.5m，推進(jìn)長(zhǎng)度為1752.2m，煤層平均厚度3.51m，傾角為1°～3°，容重1.31t/m3，可采面積為526542m2，地質(zhì)儲(chǔ)量242.1萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)平均采高3.4m，可采儲(chǔ)量225.2萬(wàn)噸，工作面回采率為93%。

2.2 頂?shù)装逄卣?/p>

52405工作面煤層頂?shù)装逄卣魅缦拢豪享敒榉奂爸猩皫r，平均厚度10.2～18.8；直接頂為泥巖，平均厚度0～2.37；直接底為粉砂巖，厚度在0.55m以上。

2.3 工作面水文地質(zhì)特征

52405工作面52煤層上覆含水層為頂板砂巖裂隙含水層，厚度58～66m，裂隙發(fā)育，滲透系數(shù)K=0.00492m/d。實(shí)際水頭高度58m，影響半徑R=13.52m，工作面采空塌陷后，該含水層水可能會(huì)沿工作面東側(cè)塌陷邊緣的裂隙進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)，該含水層富水性較弱、補(bǔ)給水源較少，對(duì)工作面涌水量影響較小，預(yù)計(jì)工作面受其影響涌水量為20m3/h左右。52405工作面上覆42煤采空區(qū)積水回采前將進(jìn)行鉆孔疏放，仍可能有局部難以疏放的老塘水，預(yù)計(jì)工作面受其影響涌水量為10m3/h左右。工作面地表溝壑發(fā)育，上覆松散層厚度變化較大，雨季大氣降水為工作面的主要充水水源，一方面大氣降水通過(guò)松散層及基巖裂隙直接下滲補(bǔ)給井下；另一方面地表洪水通過(guò)采空塌陷裂隙進(jìn)入采空區(qū)。參照本區(qū)多年的氣象資料，日最大降雨量76.2mm，經(jīng)計(jì)算雨季洪水通過(guò)塌陷裂隙最大補(bǔ)給量為140m3/h。根據(jù)上述工作面充水水源的分析，工作面最大涌水量公式為：Q最大=Q裂隙水+Q老糖水+Q洪水=20+10+140=170m3/h。

3 勞動(dòng)組織及人員分工

為了各班快速、有組織地完成當(dāng)班的任務(wù)，使工作面快速優(yōu)質(zhì)的貫通，需進(jìn)行勞動(dòng)組織計(jì)劃。

3.1 勞動(dòng)組織

掛網(wǎng)期間實(shí)行“三八”制作業(yè)，每日三班生產(chǎn)，檢修穿插進(jìn)行。設(shè)備包機(jī)工、專檢、材料回收等總計(jì)投入10人，每班生產(chǎn)投入14人，實(shí)行動(dòng)態(tài)檢修。綜采二隊(duì)貫通時(shí)分段負(fù)責(zé)人員及分工具體安排，貫通前確定。各掛網(wǎng)班組采用分區(qū)段責(zé)任制的辦法進(jìn)行吊網(wǎng)、壓網(wǎng)、鉆網(wǎng)等，即屬于各自責(zé)任區(qū)段的，所有掛網(wǎng)工作都必須由各自區(qū)段負(fù)責(zé)。屆時(shí)我隊(duì)當(dāng)班生產(chǎn)人員全力配合、協(xié)調(diào)、安全監(jiān)護(hù)、指導(dǎo)、對(duì)質(zhì)量進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提出整改。

3.2 人員分工

跟班隊(duì)長(zhǎng)負(fù)責(zé)工作面全面指揮工作。煤機(jī)司機(jī)保證每刀割煤質(zhì)量，嚴(yán)格按照技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)對(duì)頂?shù)装暹M(jìn)行調(diào)整。支架工及時(shí)拉出支架，拉架時(shí)保證不撕破網(wǎng)，接頂良好。需要拉超前時(shí)，對(duì)拉超前位置要選準(zhǔn)，保證煤機(jī)不割網(wǎng)。支架輔助工生產(chǎn)時(shí)負(fù)責(zé)為拉架工打出鄰架護(hù)幫板，并觀測(cè)拉架前梁掛網(wǎng)情況。放網(wǎng)工滯后煤機(jī)尾滾筒6～8架放網(wǎng)，并監(jiān)護(hù)煤機(jī)電纜。控制臺(tái)運(yùn)行電工負(fù)責(zé)工、器具保管和發(fā)放。掛網(wǎng)時(shí)，分段監(jiān)督人員負(fù)責(zé)監(jiān)督管轄區(qū)域護(hù)幫板收打，協(xié)調(diào)清理溜槽雜物。撩網(wǎng)時(shí)，分段監(jiān)督人員必須保證將網(wǎng)盡量撩高。開機(jī)或動(dòng)支架時(shí)，分段監(jiān)督人員負(fù)責(zé)各自范圍內(nèi)人員撤離等安全工作。

4 掛網(wǎng)起始點(diǎn)、采高、工作面工程質(zhì)量

4.1 掛網(wǎng)起始點(diǎn)

工作面采用鄭煤生產(chǎn)的ZY-12000/20/40D液壓支架，支架頂梁長(zhǎng)4900mm，掩護(hù)梁長(zhǎng)度為2700mm，支架總長(zhǎng)度為7600mm，回撤通道平均高度3.5m，因此工作面距離回撤通道10.5m處為掛網(wǎng)起始點(diǎn)。

4.2 采高

回撤通道平均高度3.5m，由于支架的最大支撐高度為4.0m，為保證支架與頂板接觸良好，貫通采高控制在3.4～3.6m。為保證貫通時(shí)能使工作面底板與回撤通道砼底板高度相近，工作面頂板與回撤通道頂板臺(tái)階盡量變小，底板要高出回撤通道砼底板50～100mm。貫通期間必須嚴(yán)格按照“52405回撤通道頂?shù)装鍢?biāo)識(shí)表”進(jìn)行割煤。

4.3 貫通工程質(zhì)量要求

工作面掛網(wǎng)期間割煤，煤機(jī)司機(jī)必須按照“52405貫通割煤標(biāo)識(shí)牌”進(jìn)行作業(yè)，直至貫通。現(xiàn)52405工作面機(jī)頭推進(jìn)度超前機(jī)尾3m左右，當(dāng)工作面推進(jìn)到距回撤通道50m左右時(shí)，采用機(jī)頭加甩機(jī)尾加刀的方式調(diào)整工作面至機(jī)尾與機(jī)頭推進(jìn)度基本一致，偏差不超過(guò)300mm，且要保證兩端頭安全出口的寬度不得低于0.7m。當(dāng)采煤機(jī)割至10.5m前的最后一刀煤時(shí)，煤機(jī)前后滾筒只割頂?shù)叮焕埽装辶舫?m左右的臺(tái)階，以方便吊網(wǎng)作業(yè)。掛網(wǎng)之前，必須對(duì)工作面的設(shè)備進(jìn)行全面檢修，保證貫通工作的順利進(jìn)行。貫通前距離回撤通道200m開始對(duì)工作面壓力進(jìn)行觀測(cè)并詳細(xì)記錄，總結(jié)出周期來(lái)壓顯現(xiàn)特征，包括來(lái)壓步距及來(lái)壓持續(xù)時(shí)間，以確定貫通速度，盡量保證貫通時(shí)能將壓力甩掉，確保安全貫通。52405工作面老頂周期來(lái)壓步距一般為10～13m，為保證貫通質(zhì)量，當(dāng)工作面距掛網(wǎng)起始點(diǎn)5m時(shí)，視頂板周期來(lái)壓情況，有必要的情況下等待周期壓力過(guò)后，再向前推進(jìn)，避免在采通前產(chǎn)生周期來(lái)壓，給工作面回撤帶來(lái)更大困難。在工作面最后一刀貫通時(shí)，采煤機(jī)運(yùn)行速度不得大于2m/min，并密切注意頂滾筒運(yùn)行情況，以防滾筒誤割柔性樹脂纖維網(wǎng)。貫通期間拉架必須跟機(jī)移架，升架必須達(dá)到初撐力。等工作面貫通頂板穩(wěn)定后，將工作面柔性網(wǎng)與通道中的金屬網(wǎng)進(jìn)行連接，并用14#鐵絲每隔100mm扭結(jié)，推溜后液壓支架前移與回撤通道內(nèi)設(shè)好的鋼帶搭接，搭接長(zhǎng)度200～400mm，并將液壓支架升緊達(dá)到初撐力，如有支架搭接不緊的，應(yīng)用木楔或道木剎頂。吊網(wǎng)時(shí)進(jìn)入網(wǎng)片下向上托網(wǎng)人員待網(wǎng)片與支架連接后，迅速撤出，嚴(yán)禁在運(yùn)輸機(jī)上逗留。人員展網(wǎng)、吊網(wǎng)時(shí)，必須由機(jī)頭看護(hù)工對(duì)三機(jī)進(jìn)行停電閉鎖，并上鎖掛牌。煤機(jī)司機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)煤機(jī)停電并上鎖掛牌。

5 新型掛網(wǎng)工藝

5.1 運(yùn)網(wǎng)

回順纖維網(wǎng)運(yùn)輸方法：樹脂纖維網(wǎng)在地面編織成規(guī)格為：長(zhǎng)×寬=311×12m纖維網(wǎng)地面折疊在專用框架內(nèi)，使用鏟板車鏟起并用鏟板車自帶固定鏈絞緊固定，運(yùn)至52405回風(fēng)順槽距回撤通道10.5m的位置處卸車。捆綁時(shí)，使用40T鏈環(huán)與纖維網(wǎng)捆綁（將纖維網(wǎng)一端折疊25m，使用14#雙股鐵絲將纖維網(wǎng)捆綁固定在40T鏈環(huán)上）。拖拉纖維網(wǎng)時(shí)輔運(yùn)底板鋪設(shè)廢舊皮帶并設(shè)置警戒嚴(yán)禁行人。

工作面纖維網(wǎng)運(yùn)輸方法：在52405運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾正幫靠近工作面附近支設(shè)三根單體，位置距煤壁正幫500mm左右，以減少纖維網(wǎng)摩擦。人工將網(wǎng)片的起始端運(yùn)至運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾溜槽內(nèi)，保證運(yùn)至溜槽內(nèi)的網(wǎng)片長(zhǎng)度達(dá)到30m。工作面距回撤通道10.5m時(shí)，煤機(jī)只割頂?shù)兜装辶艉酶邽?m左右的臺(tái)階后將刮板機(jī)轉(zhuǎn)空，刮板機(jī)停電閉鎖。每臺(tái)支架頂梁起吊環(huán)處安設(shè)一臺(tái)定滑輪，每臺(tái)支架左立柱處安設(shè)一臺(tái)絞盤滑輪，并安設(shè)好鋼絲繩。在運(yùn)網(wǎng)前，確保柔性網(wǎng)在工作面展開后網(wǎng)片放置方向正確，保證網(wǎng)片進(jìn)入工作面后可向支架側(cè)打開。

運(yùn)輸過(guò)程：將網(wǎng)片起始端人工拉至運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾并對(duì)折一小段網(wǎng)片，使用尼龍繩將對(duì)折后的網(wǎng)片與運(yùn)輸機(jī)鏈條固定，低速啟動(dòng)運(yùn)輸機(jī)將網(wǎng)片運(yùn)至合適位置，再由人工將折回的一小段纖維網(wǎng)拉至機(jī)頭。在運(yùn)網(wǎng)過(guò)程中分為10段（每人負(fù)責(zé)16架）在支架內(nèi)擴(kuò)音電話附近監(jiān)護(hù)網(wǎng)子拖拉狀況，防止網(wǎng)卷被輸送機(jī)等物刮壞，發(fā)現(xiàn)纖維網(wǎng)破損立即閉鎖運(yùn)輸機(jī)并用擴(kuò)音電話通知現(xiàn)場(chǎng)指揮人員，處理好后方可繼續(xù)運(yùn)輸。

5.2 展網(wǎng)

網(wǎng)片運(yùn)到位后，分兩組每組四人分別從中部支架向兩端頭開始展網(wǎng)，展網(wǎng)中必須注意展開后的網(wǎng)片頭尾方向一致，不出現(xiàn)網(wǎng)片頭尾扭曲，兩人操作絞盤放松絞盤鋼絲繩，另外兩人將絞盤鋼絲繩穿過(guò)滑輪，從網(wǎng)片底部掏過(guò)絞盤鋼絲繩與網(wǎng)片的第一道鋼絲繩連接。

5.3 吊網(wǎng)

網(wǎng)片完全鋪開后，從中部選擇任一支架，降架并垂直打開護(hù)幫板，使支架降至護(hù)幫板距離網(wǎng)片第一道鋼絲繩200左右，使用尼龍繩將網(wǎng)片第一道鋼絲繩與護(hù)幫板兩端可靠固定，升起支架，此時(shí)網(wǎng)片已經(jīng)起吊到一定高度。然后選擇左或右相鄰偶數(shù)架（奇數(shù)架）作為吊網(wǎng)的起始架，將支架降低至前梁與網(wǎng)片第一道鋼絲繩完全接觸，使用尼龍繩將網(wǎng)片與支架前梁兩端捆綁（前梁兩端都需要綁扎）。完全升起支架，使用同樣方式從已經(jīng)使用前梁吊起的網(wǎng)片的支架開始分兩組每組四人（一人監(jiān)護(hù)、兩人捆綁、一人操作支架），向兩端頭隔架逐步起吊，直至完成工作面全部網(wǎng)片起吊。

5.4 壓網(wǎng)

將網(wǎng)片全部起吊后，從中部選擇任一偶數(shù)架（奇數(shù)架）開始作為壓網(wǎng)起始架，分兩組每組兩人（一人操作支架、一人監(jiān)護(hù)）從中部向兩端頭隔架打出護(hù)幫板使工作面護(hù)幫板全部抖起并緊貼煤壁壓實(shí)網(wǎng)片。

5.5 鉆網(wǎng)

將網(wǎng)片全部起吊并使用護(hù)幫板抖起并緊貼煤壁壓實(shí)網(wǎng)片后，從中部開始選擇任一奇數(shù)架（偶數(shù)架）作為拉架壓網(wǎng)的起始架，降架降至支架前梁在已起吊并壓實(shí)網(wǎng)片下方500左右，開始拉架，將支架完全拉到位后升起支架完全壓實(shí)網(wǎng)片，此時(shí)分兩組每組兩人（一人操作支架、一人監(jiān)護(hù)）從中部向兩端頭隔架拉架壓網(wǎng)直至完成后，兩組人員同樣操作再?gòu)闹胁块_始拉剩余的偶數(shù)架（奇數(shù)架），需要注意的是拉此類支架時(shí)應(yīng)先將網(wǎng)片與支架前梁捆綁的尼龍繩割斷，使用上述方法從中部向兩端頭拉完所有剩余支架并壓實(shí)網(wǎng)片。

5.6 撩網(wǎng)

待工作面全部支架拉出后，從中部分兩組向兩端頭使用絞盤撩網(wǎng)直至結(jié)束。

6 割煤貫通

撩網(wǎng)完畢后，清理運(yùn)輸機(jī)溜槽內(nèi)雜物、清點(diǎn)人員開機(jī)掃底煤。開始割煤時(shí)，每割煤一刀拉架一次，拉架前先使用手搖絞盤將拉架附近網(wǎng)片放下，放網(wǎng)滯后煤機(jī)底滾筒不小于3架，防止距離滾筒太近，造成滾筒纏網(wǎng)。支架拉出后及時(shí)手搖絞盤使網(wǎng)片盡可能緊貼支架頂梁，防止因網(wǎng)松弛造成煤機(jī)刮網(wǎng)。依照上述方法重復(fù)割煤直至貫通。在貫通后，如果回撤通道時(shí)纖維網(wǎng)長(zhǎng)度不夠，回撤通道內(nèi)頂板可使用鐵絲網(wǎng)替代纖維網(wǎng)，連網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)邊對(duì)接，短邊搭接，搭接長(zhǎng)度為200mm，并用14#鉛絲扣扣相連，至少擰三圈連接。

7 挑梁、連網(wǎng)、清浮煤

挑梁工作由綜采二隊(duì)負(fù)責(zé)，支架前梁與回撤通道內(nèi)的鋼帶必須挑接可靠，如果支架前梁與頂板未貼緊，必須用木板、道木等填實(shí)，除指定支架工外任何人員不得隨意亂動(dòng)支架。挑梁過(guò)程中泵站系統(tǒng)壓力必須達(dá)到315bar，每臺(tái)支架挑梁后初撐力必須達(dá)到252bar。嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)地點(diǎn)，首先對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)安全后，方可進(jìn)行作業(yè)。待工作面貫通頂板穩(wěn)定后，由跟班隊(duì)長(zhǎng)對(duì)主回撤通道頂板情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)安全后方準(zhǔn)進(jìn)行挑梁作業(yè)。挑梁期間，每組作業(yè)人員一次只準(zhǔn)降一架。挑梁作業(yè)時(shí)，距支架5m范圍內(nèi)嚴(yán)禁有人工作或滯留。嚴(yán)禁挑梁、清煤平行作業(yè)。挑梁時(shí)必須保證支架前梁和主回撤通道內(nèi)的鋼帶搭接長(zhǎng)度要夠，不低于200mm。挑梁時(shí)必須有人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁損壞主回撤通道內(nèi)的支護(hù)材料和設(shè)備。貫通工作完成，聯(lián)網(wǎng)結(jié)束，開始清煤工作。清理浮煤前必須處理工作面的片幫煤，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度。人員清煤時(shí)，必須面向機(jī)尾，隨時(shí)觀察運(yùn)輸機(jī)上的煤流情況，發(fā)現(xiàn)大塊煤、矸通過(guò)時(shí)人員及時(shí)閃開。運(yùn)輸機(jī)拉煤時(shí)，清煤人員要與運(yùn)輸機(jī)保持適當(dāng)?shù)陌踩嚯x（1m以上），嚴(yán)禁跨越運(yùn)輸機(jī)和在運(yùn)輸機(jī)上行走，防止運(yùn)輸機(jī)上的大塊煤矸掉下砸傷或擠傷人員。清煤過(guò)程中，綜采二隊(duì)在工作面要安排人員進(jìn)行安全作業(yè)監(jiān)護(hù)，對(duì)每個(gè)人的監(jiān)護(hù)范圍進(jìn)行明確，發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行中有煤矸掉落傷人危險(xiǎn)或其他安全隱患時(shí)，必須及時(shí)閉鎖運(yùn)輸機(jī)。監(jiān)護(hù)人員必須站在便于操作閉鎖裝置處。文明施工，工作面貫通后，所有使用的工具、剩余的材料、生活垃圾必須回收。

8 結(jié)語(yǔ)

新型綜采末采掛網(wǎng)工藝分為運(yùn)往、展網(wǎng)、吊網(wǎng)、壓網(wǎng)、鉆網(wǎng)、撩網(wǎng)六個(gè)步驟，其中吊網(wǎng)、壓網(wǎng)、鉆網(wǎng)為關(guān)鍵步驟改變了以往打錨桿、錨索掛鋼絲繩的工藝，直接吊、壓、鉆網(wǎng)方式安全、高效、省時(shí)省力，通過(guò)本次掛網(wǎng)總結(jié)出新工藝需要滿足：采高小于4m；工作面不出現(xiàn)大面積漏頂。

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