綜采工作面纖維柔性鋪網(wǎng)應用技術分析
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摘要：9407綜采工作面回采至距停采線13m時，為順利撤出該工作面液壓支架和其他設備，需鋪設人工假頂。綜采面的末采既是本工作面回采工作的收尾，又是撤出工作面設備的開始。針對9407綜采工作面實際概況，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、鋪設時間、工作量等方面進行了對比分析，實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煤底板為砂頁巖，頂板為砂頁巖及頁巖，常相變?yōu)樘抠|頁巖。煤層直接底為砂質頁巖，厚1.9～2.3m；基本底為K1砂巖，厚4.3～8.0m。礦區(qū)內(nèi)地質構造簡單，無斷裂構造。9407工作面開采9煤，位于太原組上部，半光亮型為主，煤層結構簡單，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；工作面傾斜推進長840m，走向長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，條帶狀結構。
高強度聚酯纖維柔性網(wǎng)JDPET400×400（116×14.5，兩片）是將高模和高強度滌綸長絲捆綁編織成基體，采取在表面涂覆一層可阻燃導靜電涂層的措施[1-3]，使得該柔性網(wǎng)具有堅固柔軟、抗拉強度高和易鋪設的特點[4-5]；每平方米柔性網(wǎng)的經(jīng)向、緯向抗拉強度均達400kN[6]，這一特性是其他金屬網(wǎng)和鋼塑網(wǎng)無法相比的；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工作面前期準備工作
安排人員在支架靠機頭側的前立柱上安裝手動絞盤149個；每架支架頂梁起吊環(huán)上安裝小滑輪149個。
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鋼絲繩從機尾拖至機頭，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牢固，鋼絲繩兩端固定在巷道錨索上。（2）提前測量工作面長度，每20m做一個標記：機頭，15號、28號、42號、55號、68號、82號、95號、108號、122號、135號架，機尾，共計12個標記。通過測量工作面煤幫對煤幫距離為220m，工作面中部在75—76號架間，做好標記以確定兩片柔性網(wǎng)搭接位置。（3）把柔性網(wǎng)用板車運至9407回風口，再牽引到回風巷道頭，人工拖網(wǎng)到刮板輸送機上，刮板輸送機緩慢牽引柔性網(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)邊捋順并通過手動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）；將雙號架支架絞盤上的鋼絲繩頭穿過網(wǎng)卷底部掛在頂錨桿處的鋼絲繩上，同時起吊柔性網(wǎng)，5～8人同時操作上網(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號鐵絲連接，每20cm捆綁一道。然后將單號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，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)末采工藝復雜，且存在頂板及片幫傷人與登高摔傷的風險。
3.2時間
金屬網(wǎng)末采工藝：末采鋪金屬網(wǎng)作為人工假頂時，距離停采線17m（28刀）時就必須鋪連金屬網(wǎng)，并在第一排金屬網(wǎng)上綁設圓木，以加大金屬網(wǎng)的重力。每個循環(huán)工序推前23刀時，每天按1.5刀推進，最后5刀煤按照一天0.6刀煤推進，共計施工24d。柔性網(wǎng)末采工藝：末采鋪柔性網(wǎng)作為人工假頂時，距離停采線13m(22刀)時開始鋪柔性網(wǎng)等其他工序的作業(yè)。經(jīng)過此次試驗，推前18刀時，共計6d，最后5刀煤按照一天0.6刀煤推進，共計施工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間，而柔性網(wǎng)末采工藝中，人工操作很少，勞動強度也很低。兩種末采工藝工作量對比如表1所列。從表1看出，金屬網(wǎng)末采工藝每個工序都需人工操作，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)、手動絞盤、滑輪的使用以及用工量幾個方面，總成本約486380元。金屬網(wǎng)末采工藝每個工序都需要人工操作，用工量較多，時間也長；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，但手動絞盤和小滑輪組成的上網(wǎng)裝置可多次重復利用，從長遠來看，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：（1）避免頻繁運網(wǎng)和進入生產(chǎn)溜內(nèi)連網(wǎng)作業(yè)，安全保障性高。（2）柔性網(wǎng)預先編織為整體網(wǎng)片運輸，一次性鋪設，免除聯(lián)網(wǎng)工序，減少停機時間，生產(chǎn)效率高。（3）推進速度快，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)進度加快。
4結語
通過對9407綜采工作面末采鋪網(wǎng)新工藝和傳統(tǒng)金屬網(wǎng)末采工藝進行對比分析，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：陽泉市燕龕煤炭有限責任公司