綜采工作面纖維柔性鋪網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)分析

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摘要：9407綜采工作面回采至距停采線13m時(shí)，為順利撤出該工作面液壓支架和其他設(shè)備，需鋪設(shè)人工假頂。綜采面的末采既是本工作面回采工作的收尾，又是撤出工作面設(shè)備的開始。針對(duì)9407綜采工作面實(shí)際概況，提出了末采鋪柔性網(wǎng)的新工藝，并與傳統(tǒng)工藝在安全效益、鋪設(shè)時(shí)間、工作量等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，實(shí)踐證明新工藝能有效提高煤礦開采的安全性和生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；采鋪網(wǎng)；工藝

1工作面概況

程莊煤礦現(xiàn)開采9煤和15煤。9煤賦存穩(wěn)定，平均煤厚2.23m，煤類為貧煤。9煤底板為砂頁(yè)巖，頂板為砂頁(yè)巖及頁(yè)巖，常相變?yōu)樘抠|(zhì)頁(yè)巖。煤層直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖，厚1.9～2.3m；基本底為K1砂巖，厚4.3～8.0m。礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷裂構(gòu)造。9407工作面開采9煤，位于太原組上部，半光亮型為主，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在距底板0.3～1m發(fā)育一層底矸。煤層傾角2°～9°，平均4°；煤厚1.72～3.95m，平均2.72m；工作面傾斜推進(jìn)長(zhǎng)840m，走向長(zhǎng)220m；工作面部分地段9煤與8煤合并，普氏硬度1～1.5。層理節(jié)理不發(fā)育，條帶狀結(jié)構(gòu)。

2高強(qiáng)度聚酯纖維柔性網(wǎng)鋪網(wǎng)工藝

高強(qiáng)度聚酯纖維柔性網(wǎng)JDPET400×400（116×14.5，兩片）是將高模和高強(qiáng)度滌綸長(zhǎng)絲捆綁編織成基體，采取在表面涂覆一層可阻燃導(dǎo)靜電涂層的措施[1-3]，使得該柔性網(wǎng)具有堅(jiān)固柔軟、抗拉強(qiáng)度高和易鋪設(shè)的特點(diǎn)[4-5]；每平方米柔性網(wǎng)的經(jīng)向、緯向抗拉強(qiáng)度均達(dá)400kN[6]，這一特性是其他金屬網(wǎng)和鋼塑網(wǎng)無(wú)法相比的；而其抗酸堿、摩擦不易產(chǎn)生靜電、耐腐蝕、阻燃性能好等特性，能夠保證其井下埋壓性能基本不變[7]。

2.1工作面前期準(zhǔn)備工作

安排人員在支架靠機(jī)頭側(cè)的前立柱上安裝手動(dòng)絞盤149個(gè)；每架支架頂梁起吊環(huán)上安裝小滑輪149個(gè)。

2.2工作面掛網(wǎng)和割煤工藝

（1）割煤至距停采線13m的位置停止，施工固定柔性網(wǎng)的專用錨桿58根；繼續(xù)施工固定柔性網(wǎng)的專用錨桿91根，將18.5mm鋼絲繩從機(jī)尾拖至機(jī)頭，把鋼絲繩扭成“S”形固定在專用錨桿上，用托盤和錨桿螺母壓緊鋼絲繩，再用綁絲把鋼絲繩和專用錨桿綁設(shè)牢固，鋼絲繩兩端固定在巷道錨索上。（2）提前測(cè)量工作面長(zhǎng)度，每20m做一個(gè)標(biāo)記：機(jī)頭，15號(hào)、28號(hào)、42號(hào)、55號(hào)、68號(hào)、82號(hào)、95號(hào)、108號(hào)、122號(hào)、135號(hào)架，機(jī)尾，共計(jì)12個(gè)標(biāo)記。通過(guò)測(cè)量工作面煤幫對(duì)煤幫距離為220m，工作面中部在75—76號(hào)架間，做好標(biāo)記以確定兩片柔性網(wǎng)搭接位置。（3）把柔性網(wǎng)用板車運(yùn)至9407回風(fēng)口，再牽引到回風(fēng)巷道頭，人工拖網(wǎng)到刮板輸送機(jī)上，刮板輸送機(jī)緩慢牽引柔性網(wǎng)至中間位置，把第2片柔性網(wǎng)與第1片柔性網(wǎng)搭接3m后固定在刮板輸送機(jī)鏈條上，繼續(xù)牽引柔性網(wǎng)。（4）兩片柔性網(wǎng)牽引到位后，把柔性網(wǎng)網(wǎng)邊捋順并通過(guò)手動(dòng)絞盤自帶的掛鉤起吊到頂板上的鋼絲繩處。上網(wǎng)工序如下：將單號(hào)支架滑輪吊到支架前方頂錨桿上的鋼絲繩，然后將絞盤上鋼絲繩掛鉤通過(guò)滑輪直接掛在距纖維網(wǎng)網(wǎng)邊200mm的網(wǎng)孔上（留200mm網(wǎng)邊折向采空區(qū)側(cè)）；將雙號(hào)架支架絞盤上的鋼絲繩頭穿過(guò)網(wǎng)卷底部掛在頂錨桿處的鋼絲繩上，同時(shí)起吊柔性網(wǎng)，5～8人同時(shí)操作上網(wǎng)區(qū)域支架絞盤，將網(wǎng)片最大限度升至頂錨桿位置。在支架前方頂錨桿處，直接將網(wǎng)邊鋼絲繩與18.5mm鋼絲繩使用14號(hào)鐵絲連接，每20cm捆綁一道。然后將單號(hào)架掛在鋼絲繩上的滑輪和掛在柔性網(wǎng)掛鉤摘下，把滑輪掛在支架主梁起吊環(huán)上，絞盤鋼絲繩從網(wǎng)卷下方繞過(guò)，從網(wǎng)片背面牽引拉起，固定在網(wǎng)邊鋼絲繩上，然后操作絞盤將網(wǎng)卷吊起。采用同樣方法把兩片網(wǎng)全部固定在頂錨桿上，完成上網(wǎng)工序。

3新舊末采鋪網(wǎng)工藝比較

3.1安全效益

傳統(tǒng)金屬網(wǎng)末采工藝比柔性網(wǎng)末采工藝復(fù)雜，且存在頂板及片幫傷人與登高摔傷的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2時(shí)間

金屬網(wǎng)末采工藝：末采鋪金屬網(wǎng)作為人工假頂時(shí)，距離停采線17m（28刀）時(shí)就必須鋪連金屬網(wǎng)，并在第一排金屬網(wǎng)上綁設(shè)圓木，以加大金屬網(wǎng)的重力。每個(gè)循環(huán)工序推前23刀時(shí)，每天按1.5刀推進(jìn)，最后5刀煤按照一天0.6刀煤推進(jìn)，共計(jì)施工24d。柔性網(wǎng)末采工藝：末采鋪柔性網(wǎng)作為人工假頂時(shí)，距離停采線13m(22刀)時(shí)開始鋪柔性網(wǎng)等其他工序的作業(yè)。經(jīng)過(guò)此次試驗(yàn)，推前18刀時(shí)，共計(jì)6d，最后5刀煤按照一天0.6刀煤推進(jìn)，共計(jì)施工15d。

3.3工作量

金屬網(wǎng)末采工藝中的聯(lián)網(wǎng)和上木頭工序占用了末采工作量的很多時(shí)間，而柔性網(wǎng)末采工藝中，人工操作很少，勞動(dòng)強(qiáng)度也很低。兩種末采工藝工作量對(duì)比如表1所列。從表1看出，金屬網(wǎng)末采工藝每個(gè)工序都需人工操作，而柔性網(wǎng)末采工藝只在第一道起吊網(wǎng)和連網(wǎng)過(guò)程中需要集中人力施工，其余各工序不需要太多作業(yè)人員。故柔性網(wǎng)末采工藝的工作量遠(yuǎn)小于金屬網(wǎng)末采工藝的工作量。

3.4成本

金屬網(wǎng)末采工藝與柔性網(wǎng)末采工藝成本對(duì)比如表2所列。由表2可知，金屬網(wǎng)末采工藝成本主要集中在圓木使用、金屬網(wǎng)的鋪設(shè)以及用工量上，總成本約395516元；柔性網(wǎng)末采工藝的成本主要在鋼絲繩、柔性網(wǎng)、手動(dòng)絞盤、滑輪的使用以及用工量幾個(gè)方面，總成本約486380元。金屬網(wǎng)末采工藝每個(gè)工序都需要人工操作，用工量較多，時(shí)間也長(zhǎng)；該工藝所用的圓木和金屬網(wǎng)均屬一次性消耗材料，不可回收再利用。相比之下，柔性網(wǎng)末采工藝雖初期投入大，但手動(dòng)絞盤和小滑輪組成的上網(wǎng)裝置可多次重復(fù)利用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，柔性網(wǎng)末采工藝成本低于金屬網(wǎng)末采工藝成本。

3.5綜合比較

柔性網(wǎng)末采工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）避免頻繁運(yùn)網(wǎng)和進(jìn)入生產(chǎn)溜內(nèi)連網(wǎng)作業(yè)，安全保障性高。（2）柔性網(wǎng)預(yù)先編織為整體網(wǎng)片運(yùn)輸，一次性鋪設(shè)，免除聯(lián)網(wǎng)工序，減少停機(jī)時(shí)間，生產(chǎn)效率高。（3）推進(jìn)速度快，減輕了頂板壓力的影響。（4）鋪網(wǎng)、割煤和拉架協(xié)調(diào)作業(yè)，循環(huán)進(jìn)度加快。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)9407綜采工作面末采鋪網(wǎng)新工藝和傳統(tǒng)金屬網(wǎng)末采工藝進(jìn)行對(duì)比分析，得出新工藝可使煤礦開采成本降低，極大提高了生產(chǎn)效率，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和安全保障具有重大意義。

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作者：張曉嵐 單位：陽(yáng)泉市燕龕煤炭有限責(zé)任公司