菱形鍍鋅網在中厚煤層炮采工作面中的應用

摘要：隨便機械化程度的快速發展，菱形鍍鋅網在國內綜采工作面使用已比較成熟，但對地方煤礦來說，機械化正處發起步階段，特別是川南片區的地方煤礦，機械化程度相對較低，采煤工作面多采用炮采，給頂板管理帶來了較大困難。我礦中厚煤層1181采煤工作面目前也采用炮采回采，對于炮采工作面頂板管理的研究，是我礦科技創新的一個科研項目，從2018年3月～2018年9月，進行了菱形網在中厚煤層一次采全高中的課題的研究試驗，試驗取得了較好成果，下面著重就菱形鍍鋅網在開采中的應用情況作一一簡介。

關鍵詞：菱形網：炮采：應用。

前言：

筠連縣汪家溝煤礦屬地方煤礦，設計生產能力21萬噸/年，采煤方法為走向長壁后退式采煤方法。工作面走向長360m，傾斜長度55m，平均厚度3.2m，可采儲量9.6萬噸。煤層平均傾角12°，煤層平均厚度3.2m；煤層上、下部煤質較堅硬，呈現碎塊狀，而中部煤層較酥松，呈鱗片狀。直接頂板主要由粉砂巖、細砂巖及泥質巖類組成，其中粉砂巖類占61%、細砂巖類占20%，泥質巖類多呈透鏡狀。煤層頂板2m以內細砂巖和粉砂巖的組合平均厚度分別為0.67m及1.28m；5m內分別為1.03m及2.23m，屬不穩定～中等穩定型頂板。煤層底板多為粘土巖，吸水率高，可塑性強，遇水易膨脹，系不易管理之底板。采用“見三回一”，全部垮落法管理采空區。

一、菱形鉛絲網的研究與使用效果

采用DW35-300/110X單體液壓支柱配2.4m長的“π”型梁+菱形鉛絲網設人工假頂支護頂板，鉛絲網采用10號鉛絲機制，長5m，寬1.2m，網孔為60mm，兩邊未收頭。在使用過程中，對支護強度、可操作性、經濟性、可行性進行了認真的研究與總結，其優缺點如下：

1、優點：

（1）承重力比較好，對大塊矸石有較好的護頂作用

（2）頂板較好地段，按規定連接使用時，采空區竄矸較少，比較安全。

（3）價格較為便宜。

2、缺點：

（1）背頂坑木消耗大，增大了成本。

（2）漏矸嚴重，不僅影響煤質且易造成工傷事故

（3）操作不便，頂板較破碎地段，炮后必須搶時間掛梁，因網子未收頭，在網子展開過程中容易打絞，不易展開，待網子展開后，頂板已垮冒，安全威脅大，工人為了盡快支護頂板，確保安全常常將5m長的網子有時當2m用，剩余的3m來不及展開就直接全部鋪上去，材料浪費嚴重。

（4）網子鋪至頂板后，連接不能全部到位，網與網間有脫連現象，導致采空區竄矸嚴重，回柱不安全，支護材料易丟失。

（5）安全性不高，因網子未收頭，工人在操作時，容易刺傷手，網孔過大，小塊矸石易漏頂傷人。

二、技術改進與設計優化

針對菱形鉛絲網在使用中存在的問題，在采煤工作面進行了二次研究與使用，主要改進如下：

（一）菱形鍍鋅網選型與設計

從可操作性、安全性出發、經濟性方面考慮，對網子在設計與選型上進行了優化，選擇直徑1.5mm的鍍鋅網菱形網，長度為10m，寬度1.2m，網子收邊不刺手，承重能力好，鋪網時不打絞、網孔直徑40mm，網與網連接時，可用專用斷線鉗直接將網子剪口連接。

（二）從回采工藝進行優化

1、打眼、放炮改進，頂板破碎段炮眼布置采用五花眼布置，間距按800mm布置，循環進度控制在1.2m以內，減少裝藥量，每次起爆長度不超過2.0m，頂板完好時，一次起爆長度不超過5m。

2、炮后鋪網

炮后先由專人撬幫找頂，然后將網子展開鋪好立即移梁打柱。網子鋪設在“π”型梁上表面，頂板破碎時在網子上用坑木、木板接人工假頂。鋪網時，人工沿工作面傾斜方向從機頭往機尾依次鋪網，每鋪好一空，移一根梁，并用坑木、木板對頂板進行接頂。多余的網子可以直接懸吊在“π”型梁上，依次類推，有效控制破碎頂板。

三、菱形鍍鋅網的研究與使用效果

采用DW35-300/110X單體液壓支柱配2.4m長的“π”型梁+菱形鍍鋅網設人工假頂支護頂板，鍍鋅網規格為：直徑1.5mm，長度10m，寬度1.2m、網孔為直徑40mm的鍍鋅網在工作面使用，其優缺點如下：

1、優點：

（1）承重力比較好，受力均勻，護頂能力強。

（2）回柱放頂后，網子落在采空區不扯網，擋矸效果好。

（3）回柱安全，支護材料不丟失。

（4）在鋪網時，展網容易，不刺手，鋪網速度快，推進度加快。

（5）網與網間連接方便，用斷線鉗剪斷后用鉗子直接連接。

（6）煤質有較大提高，安全通道暢通，文明生產便于管理。

（7）網孔較小，減少工傷事故。

2、缺點

鍍鋅網較鉛絲網價格較高，每平方增加3元左右，增大了成本。

四、使用菱形鍍鋅網的經驗推廣

我礦首次在8號煤層（中厚煤層）中作鋪網試驗，煤層厚度不穩定，頂板易垮落，甚至煤層局部無頂板現象。采用2.4m長的“π”型梁配DW35-300/110X單體液壓支柱加菱形網支護頂板，“π”型梁錯梁布置，交替前移，梁間棚距600mm，對棚間距200mm，放炮落煤，循環進度1.2m。

1、菱形網規格的確定

菱形網長度分別有5m、10m、20m，寬度有1m、1.2m，直徑有1.5mm、2.0mm和2.5mm。孔徑40mm、60mm。

我礦工作面循環進度為1.2m，結合在實踐中總結的經驗，長度低于5m的菱形網搭頭平凡，長度大于10m的網子較重，操作不變，網子寬度與循環進度最好相匹配，直徑過大，成本單價要高，直徑過小，承重力不夠，孔徑過大，容易漏矸，綜合上述，我礦選擇直徑1.5mm，長度10m，寬度1.2m的鍍鋅網在工作面使用。其好處有①每平方單價能接受，經濟實惠②工人操作比較方便、鋪網速度快③大于40mm的矸石不掉，護頂效果好，④抗拉力強度好，每平方抗拉力強度為6～8噸，安全性高。

2、菱形網在工作面的使用情況

目前，我礦1181工作面使用的菱形網均為單層布置，長邊平行于工作面，短邊垂直于工作面煤壁，放炮找頂后，立即將展開的網子一頭固定在梁端后，將網子展開，鋪至預定位置，然后移“π”型梁打支柱，將網子寬邊連接好，待一張網鋪完后，需接下一張網時，長邊與長邊進行連接，連接時每間距20cm連接一處。現工作面已全斷面鋪設，累計回采煤炭約3萬噸左右，無工傷事故發生，效果較為理想。

3、嚴格措施，確保鋪網質量

（1）炮后及時鋪網，網與網間橫向、縱向連接，間距不得超過200mm。

（2）因鍍鋅網有一定彈性，網子是圓柱形，在網子展開前，必須將網子人工壓變形，防止網子展開時彈傷操作人員。

五、菱形網的經濟效益

通過我礦的推廣使用情況看，有利于中厚煤層破碎頂板的管理，頂板事故得到控制，質量標準化有進一步提高，原煤日產量由原來的220噸提高了280噸左右，增產27%；煤質發熱量由原來原4800大卡，提高到了5200左右，增加了400大卡；支護材料的丟失明顯減少甚至無丟失；使用10號鉛網時坑木消耗率為60.23m3/萬噸降低至42.54m3/萬噸，降低了17%。取得了較好的經濟效益。

六、存在的問題及今后打算

1、采煤隊員工始終覺得鋪網麻煩，耽誤時間，思想認識不到位，安全意識跟不上。

2、今后打算一是加強員工安全意識教育，操作技能的培訓，讓員工們樂意去接受，勇于去創新。

作者簡介：郭松（1982-），男，四川宜賓人，大專，采礦助理工程師 .