柔性網(wǎng)在綜采工作面末采階段的應(yīng)用實(shí)踐

張潤(rùn)濤

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 白洞礦業(yè)大同有限公司，山西 大同 037029）

0 引 言

在綜采工作面末采階段，為了保障綜采配套設(shè)備的順利回收，需要鋪設(shè)人工假頂，加強(qiáng)對(duì)頂板的管理。在保障職工安全及設(shè)備完好的前提下，盡量縮短工作面的回撤時(shí)間，此時(shí)末采階段頂板管理尤為重要。許多專家、學(xué)者及現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行多方面的研究實(shí)踐，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。本文在借鑒學(xué)習(xí)前人的基礎(chǔ)上，以塔山白洞礦8119綜放工作面為工程背景，在工作面末采階段，提出了鋪設(shè)柔性網(wǎng)結(jié)合錨桿、錨索的支護(hù)方案，鋪設(shè)假頂?shù)脑牧嫌蓚鹘y(tǒng)的金屬網(wǎng)替換成了柔性網(wǎng)，施工時(shí)整體一次性鋪網(wǎng)，從而保證了假頂?shù)耐暾裕瑴p少了鋪設(shè)金屬網(wǎng)時(shí)交接處的薄弱區(qū)域，為設(shè)備及液壓支架的安全回撤提供了基礎(chǔ)[1]。

1 工程概況

白洞礦8119綜放工作面位于C5號(hào)層301盤區(qū)南部右翼，工作面平均長(zhǎng)度1 724 m，可采走向長(zhǎng)1 264 m，工作面主采煤層為石炭系5號(hào)煤層傾角為2°～6°，厚度8.78 m，開采標(biāo)高+930 m，蓋山厚度380～520 m，偽頂巖性為炭質(zhì)泥巖，厚度0.2～0.4 m，直接頂巖性為高嶺質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和粉砂巖，厚度1.2～6.0 m，基本頂巖性以砂巖為主，其次為中砂巖，粗砂巖，厚度1.3～11 m。

該工作面采用綜采放頂煤工藝進(jìn)行回采，采高3.2 m，共有配套液壓支架84架，為了順利回撤液壓支架及其采煤機(jī)等其它設(shè)備，預(yù)定停采線為1 295 m，上覆為C3號(hào)8101面采空區(qū)，距上覆C3號(hào)8101面停采線位置27 m。

2 上網(wǎng)前的準(zhǔn)備工作

2.1 礦壓監(jiān)測(cè)確定鋪網(wǎng)位置

為了保證鋪網(wǎng)工作的順利，必須對(duì)周期來(lái)壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)液壓支架上的壓力實(shí)測(cè)，C5號(hào)層301盤區(qū)8119工作面周期來(lái)壓步距為43 m；對(duì)8119工作面周期來(lái)壓規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，預(yù)計(jì)采位1 275 m、1 318 m分別遇到周期來(lái)壓，根據(jù)工作面礦壓規(guī)律及上覆采空區(qū)停采煤柱位置，確定8119工作面1 280 m開始鋪網(wǎng)，停采線位置在采位1 295 m處。

2.2 柔性材料準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要提前計(jì)算網(wǎng)的需求量，把材料運(yùn)送到工作面，主要經(jīng)過(guò)2項(xiàng)工作。

2.2.1 地面至回風(fēng)超前柔性網(wǎng)的運(yùn)輸

（1）在地面將柔性網(wǎng)（單片尺寸：長(zhǎng)×寬=65 m×17 m）折疊在2個(gè)專用框架（長(zhǎng)×寬×高=4.0 m×1.3 m×1.8 m）內(nèi)。

（2）地面使用吊車起吊框架并用鋼絲繩配絞棒分別緊固于2臺(tái)平板車上，將柔性網(wǎng)運(yùn)至8119工作面上巷超前處。

2.2.2 工作面柔性網(wǎng)的運(yùn)輸

（1）在工作面運(yùn)網(wǎng)前，提前將機(jī)尾刮板輸送機(jī)處的浮煤進(jìn)行清理。在清理浮煤的過(guò)程中，注意安全，必須進(jìn)行“敲幫問(wèn)頂”，將煤壁片幫離層煤處理干凈。

（2）在工作面幫側(cè)壁口附近支設(shè)3根單體柱進(jìn)行導(dǎo)向，防止網(wǎng)卷往前刮板機(jī)內(nèi)牽引過(guò)程中，與三角煤摩擦導(dǎo)致網(wǎng)卷磨損。單體規(guī)格為DW45-250/110，支設(shè)單體柱遇鉆底量超標(biāo)時(shí)必須“戴帽穿鞋”。

（3）將柔性網(wǎng)標(biāo)有記號(hào)的一端用鏈條綁在機(jī)尾84號(hào)架護(hù)幫板上。

（4）收縮護(hù)幫板將柔性網(wǎng)標(biāo)有記號(hào)的一端拉至前刮板機(jī)機(jī)尾溜槽內(nèi)，解開鏈條，用起重小鏈將柔性網(wǎng)綁至機(jī)尾前刮板機(jī)鏈條上，確保起吊小鏈綁扎牢固，且在運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)卡掛。

（5）開啟前刮板機(jī)將第一卷網(wǎng)拉至45號(hào)支架附近停機(jī)并閉鎖，將第一卷網(wǎng)的尾端與第二卷網(wǎng)頭端搭接捆綁。然后利用刮板輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸柔性網(wǎng)，到達(dá)采煤機(jī)停機(jī)位置以后，解除刮板機(jī)鏈條與柔性網(wǎng)的捆綁，使用手搖絞盤將柔性網(wǎng)前20 m吊起，將采煤機(jī)倒退至網(wǎng)卷下，再將網(wǎng)卷放在采煤機(jī)機(jī)身上并捆綁固定，開啟采煤機(jī)將網(wǎng)卷端頭拉至機(jī)頭正對(duì)采幫處。

3 柔性上網(wǎng)技術(shù)

3.1 鋪設(shè)第一道鋼絲繩

依據(jù)預(yù)定的停采線，確定鋪設(shè)第一道鋼絲繩，在距離停采線15 m的位置，即工作面1 280 m處，從工作面機(jī)頭沿液壓支架頂梁前端，在頂板上鋪設(shè)1道φ18.5 mm鋼絲繩直至機(jī)尾[2]。將鋼絲繩端頭固定在工作面上下兩巷端頭頂板的錨索上，端頭處用繩卡子鎖緊卡牢，鋼絲繩處于拉近緊狀態(tài)。從工作面機(jī)頭到機(jī)尾每隔2架液壓支架，用錨桿及托盤壓緊鋼絲繩，錨桿規(guī)格為φ22 mm×1 200 mm。鋪設(shè)的鋼絲繩無(wú)彎曲，無(wú)下垂，與煤墻平行達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 鋪設(shè)縱向鋼絲繩

按間距3 m隔架上1根φ18.5 mm長(zhǎng)16 m的縱向鋼絲繩，鋼絲繩的一端固定在用來(lái)壓緊橫向鋼絲繩的螺紋鋼錨桿上。

3.3 掛網(wǎng)

3.3.1 展網(wǎng)

用美工刀將外面捆扎柔性網(wǎng)的尼龍帶割斷，使柔性網(wǎng)展開500 mm左右，且確保網(wǎng)片展開后沒(méi)有扭曲。

3.3.2 上網(wǎng)

（1）將液壓支架按奇數(shù)架、偶數(shù)架進(jìn)行編號(hào)2類。偶數(shù)液壓支架的絞盤鋼絲繩經(jīng)定滑輪穿過(guò)對(duì)應(yīng)頂梁前端錨桿末端下的鋼絲繩后，將鋼絲繩與網(wǎng)邊起始端連接[3]。偶數(shù)架纏繞方式如圖1所示。

圖1 偶數(shù)架纏繞方式Fig.1 Winding method of even support

（2）奇數(shù)液壓支架上的絞盤鋼絲繩經(jīng)過(guò)定滑輪從柔性網(wǎng)網(wǎng)片下面穿過(guò)，將絞盤鉤頭與支架前梁頂端的鋼絲繩相扣，奇數(shù)架纏繞方式如圖2所示。

圖2 奇數(shù)架纏繞方式Fig.2 Winding method of odd support

（3）從機(jī)頭往機(jī)尾方向，將柔性網(wǎng)的網(wǎng)邊全部挑至工作面靠近煤壁的頂板。

（4）通過(guò)控制絞盤，從而調(diào)整柔性網(wǎng)的網(wǎng)邊高度，確保與鋪設(shè)的鋼絲繩相接對(duì)齊。

（5）采用雙股14號(hào)鉛絲將柔性網(wǎng)網(wǎng)邊得鋼絲繩與頂板鋪設(shè)處得鋼絲繩進(jìn)行聯(lián)接，間隔距離為400 mm。

（6）將偶數(shù)架的絞盤鉤頭與網(wǎng)邊的聯(lián)接進(jìn)行拆除后，依照奇數(shù)架絞盤拉線的纏繞方式，重新纏繞后與網(wǎng)邊鋼絲繩相扣。

（7）兩片柔性網(wǎng)的搭接長(zhǎng)度為5 m。柔性網(wǎng)搭接部分用14號(hào)鉛絲每隔400 mm相聯(lián)，并穿插尼龍繩進(jìn)行加固，保障柔性網(wǎng)搭接部分在推移支架過(guò)程中不會(huì)搓網(wǎng)。

3.4 鋪設(shè)假頂時(shí)的流程

為了快速安全的鋪設(shè)假頂，推進(jìn)時(shí)的主要工序有撩網(wǎng)—割煤—放網(wǎng)—移架—推溜—撩網(wǎng)，具體操作步驟如下。

（1）撩網(wǎng)。采煤機(jī)循環(huán)進(jìn)尺為800 mm，為了保證柔性網(wǎng)的完整性，避免采煤機(jī)在采動(dòng)過(guò)程中割網(wǎng)、刮網(wǎng)，在割煤之前用絞盤將柔性網(wǎng)撩起，置于液壓支架護(hù)幫板下，并拉緊，避免柔性網(wǎng)下沉，撩網(wǎng)操作如圖3所示。

圖3 柔性網(wǎng)鋪設(shè)過(guò)程中撩網(wǎng)操作Fig.3 Lifting operation in flexible network laying process

（2）放網(wǎng)。在采煤機(jī)割煤過(guò)程中，滯后采煤機(jī)后滾筒5架，派專人進(jìn)行放網(wǎng)，將吊掛的網(wǎng)卷松開下落，最低點(diǎn)與線纜槽頂部平齊[4]。放網(wǎng)操作如圖4所示。

圖4 柔性網(wǎng)鋪設(shè)過(guò)程中放網(wǎng)操作Fig.4 Netting operation in flexible network laying process

（3）移架。在移動(dòng)液壓支架的過(guò)程中，先將放網(wǎng)區(qū)域內(nèi)偶數(shù)號(hào)支架護(hù)幫打至頂板挑起柔性網(wǎng)后，交替拉移奇數(shù)、偶數(shù)液壓架，并保證柔性網(wǎng)與工作面頂板緊密貼合。

（4）推溜。在采煤機(jī)割煤過(guò)程中，跟機(jī)推溜，并確保刮板運(yùn)輸機(jī)彎曲段不小于15 m。

（5）割透煤墻后，將采煤機(jī)停止，控制絞盤將工作面網(wǎng)片全部撩起。

3.5 鋪設(shè)鋼絲繩并聯(lián)網(wǎng)

從距停采線15 m開始上第一道橫向鋼絲繩，共計(jì)9道，前5道間距1 600 mm，后4道間距800 mm。在采煤機(jī)割煤移架后，先鋪設(shè)橫向鋼絲繩，當(dāng)橫向鋼絲繩緊固后，用雙股14號(hào)鉛絲將橫、縱鋼絲繩與柔性網(wǎng)捆綁，鋼絲繩必須從柔性網(wǎng)下穿過(guò)整個(gè)工作面，以達(dá)到兜起頂網(wǎng)的作用。捆綁密度不得大于0.4 m，以保障強(qiáng)度。

3.6 重復(fù)步驟

依照：割一刀煤（推進(jìn)度800 mm）—放網(wǎng)—移架—推溜—鋪鋼絲繩并聯(lián)網(wǎng)—撩網(wǎng)的程序，向前推采至開幫位置。

4 結(jié) 語(yǔ)

柔性網(wǎng)在8119綜放工作面的應(yīng)用，整體鋪設(shè)效果良好，按照割一刀煤（推進(jìn)度800 mm）—放網(wǎng)—移架—推溜—鋪鋼絲繩并聯(lián)網(wǎng)—撩網(wǎng)的程序，不用聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)化了末采工序，鋼絲繩由原來(lái)的12條減少至9條，上網(wǎng)速度加快，縮短了施工工期，可節(jié)省工作忙回撤時(shí)間的35%以上，減輕了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)和末采效率。