柔性纖維網(wǎng)護(hù)頂技術(shù)在綜采面快速回撤中的應(yīng)用分析

武益剛 霍曉林

【摘 要】1209綜采工作面由于頂板較破碎，容易出現(xiàn)頂板冒頂、煤壁偏幫問題，給回撤工作帶來影響。采用柔性纖維網(wǎng)替代傳統(tǒng)的金屬網(wǎng)，不僅可以對(duì)頂板進(jìn)行有效維護(hù)，而且還簡(jiǎn)化了網(wǎng)片的鋪設(shè)流程，降低了井下工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了回采面回撤效率及施工安全性，取得了較好的應(yīng)用效果。該技術(shù)工藝為類似條件下的其他回采面的快速回撤提供了一定的經(jīng)驗(yàn)與借鑒。

【關(guān)鍵詞】綜采工作面;快速回撤;柔性纖維網(wǎng);金屬網(wǎng)

【中圖分類號(hào)】TD355 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）05-0099-02

由新型樹脂材料制作而成的柔性纖維網(wǎng)具有質(zhì)量輕、網(wǎng)片面積大、抗拉強(qiáng)度高、便于操作等特點(diǎn)，將柔性纖維網(wǎng)用作回側(cè)通道護(hù)頂相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬網(wǎng)具有一次鋪設(shè)無需搭接、整體鋪設(shè)效果明顯、提高收尾工效等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，柔性纖維網(wǎng)還不怕水，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，避免了金屬網(wǎng)因水淋銹蝕而出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，在工作面回撤過程中能起到對(duì)頂板較好的支護(hù)效果。將柔性纖維網(wǎng)用作回側(cè)通道頂板，對(duì)提升綜采設(shè)備的回撤效率及回撤安全性具有重要的作用。

1 概述

1209綜采工作面位于2采區(qū)北側(cè)，東邊為軌道運(yùn)輸上山，西側(cè)為實(shí)體煤?；夭擅娴纳喜繛?105、1103回采工作面采空區(qū)（2008年回采完畢）。1209綜采工作面設(shè)計(jì)的走向長(zhǎng)度為1 100 m，傾斜長(zhǎng)度為186 m，回采工作面共布置124臺(tái)液壓支架。

1209綜采工作面開采的10號(hào)煤層平均厚度為3.1 m，中間夾雜有厚度為0.15 m的2層泥巖矸石。煤層的平均傾角為18°，煤層直接頂是厚度為2 m的砂質(zhì)泥巖，直接底為泥巖?；夭蓞^(qū)域內(nèi)小斷層及褶曲發(fā)育，受到地質(zhì)構(gòu)造作用響應(yīng)，回采面容易出現(xiàn)煤壁片幫、頂板冒頂?shù)葐栴}，給回采面的正常生產(chǎn)帶來一定的影響。

2 護(hù)頂工藝分析

2.1 金屬網(wǎng)護(hù)頂

采用金屬網(wǎng)護(hù)頂，每推進(jìn)一刀就需要進(jìn)行一次鋪網(wǎng)、連網(wǎng)工作，在連接金屬網(wǎng)時(shí)，需要配備較多的操作人員，且隨著回采面的推進(jìn)需要不斷地運(yùn)送金屬網(wǎng)，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。金屬網(wǎng)的運(yùn)輸及鋪設(shè)連網(wǎng)工作都是在采煤機(jī)上及回采煤壁前進(jìn)行，頂板出現(xiàn)冒落或者煤壁片幫會(huì)對(duì)作業(yè)人員造成傷害，安全系數(shù)不高。金屬網(wǎng)的鋪設(shè)往往需要較長(zhǎng)時(shí)間，給回采工作的推進(jìn)造成影響，同時(shí)也給采空區(qū)防火管理造成不利的影響。

2.2 柔性纖維網(wǎng)護(hù)頂

采用由聚酯纖維制作而成的柔性纖維網(wǎng)，具有面積較大、重量輕的特點(diǎn)，可以一次性對(duì)工作面頂板進(jìn)行鋪設(shè)，避免了井下工作人員頻繁運(yùn)輸金屬網(wǎng)進(jìn)行連網(wǎng)工作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了工作效率;柔性纖維網(wǎng)鋪設(shè)后，具有較高的護(hù)頂能力，整體性高，護(hù)頂能力強(qiáng)，上架速度快。鋪網(wǎng)工作與采煤機(jī)割煤、推溜及移架相互配合，增加了回采面推進(jìn)速度，降低了回采面回撤準(zhǔn)備時(shí)間。柔性纖維網(wǎng)在橫向及豎向方向上采用網(wǎng)絲編制而成，并用樹脂進(jìn)行黏結(jié)，圍巖控制效果明顯。

2.3 護(hù)頂技術(shù)工藝確定

1209綜采工作面頂板為復(fù)合頂板，頂板巖層有泥巖等夾層，裂隙較為發(fā)育，在采空及地質(zhì)構(gòu)造等影響下，頂板容易出現(xiàn)冒落、煤壁容易出現(xiàn)片幫，影響了綜采面設(shè)備的回撤，同時(shí)回采面回撤工作缺少工人，回撤時(shí)間緊張。為了實(shí)現(xiàn)1209綜采工作面快速安全回撤，采用柔性纖維網(wǎng)護(hù)頂方式實(shí)現(xiàn)頂板的管理。

3 柔性纖維網(wǎng)護(hù)頂技術(shù)應(yīng)用

3.1 回撤準(zhǔn)備

1209綜采工作面傾斜長(zhǎng)度為186 m，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備的柔性纖維網(wǎng)規(guī)格為長(zhǎng)96 m、寬8 m，為了覆蓋整個(gè)綜采工作面，需要鋪設(shè)2片柔性網(wǎng)。在鋪網(wǎng)準(zhǔn)備及鋪網(wǎng)過程中回采面依然正常進(jìn)行生產(chǎn)，待回采面機(jī)巷推進(jìn)到指定的鋪網(wǎng)地點(diǎn)后開始鋪設(shè)柔性纖維網(wǎng)。在鋪設(shè)柔性纖維網(wǎng)時(shí)，回采面煤壁應(yīng)平直，刮板機(jī)與液壓支架平直，且液壓支架頂梁與煤層直接頂接觸緊密。在回采液壓支架前每隔2～3個(gè)液壓支架安設(shè)一個(gè)絞盤，并在支架的頂梁上安設(shè)滑輪。

3.2 柔性纖維網(wǎng)鋪設(shè)

3.2.1 運(yùn)送

在運(yùn)送柔性纖維網(wǎng)之前，在回采工作面對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸巷上幫距離巷道底板1 m位置處施工2根錨桿（規(guī)格為直徑20 mm、長(zhǎng)度240 mm）并配合錨鏈固定吊重為20 t的滑輪;將柔性纖維網(wǎng)上標(biāo)記有紅的一端進(jìn)行折疊，采用錨鏈配合鋼絲對(duì)柔性纖維網(wǎng)進(jìn)行捆綁，將柔性纖維網(wǎng)另一端穿過滑輪之后固定在采煤機(jī)搖臂上，采煤機(jī)按照3～5 m/min的運(yùn)行速度向機(jī)頭位置前行，將回風(fēng)巷超前支護(hù)之外的柔性纖維網(wǎng)拉至回采面機(jī)頭位置;對(duì)柔性纖維網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)彎曲，網(wǎng)片的開始位置應(yīng)在網(wǎng)片下側(cè)煤壁露出，保證網(wǎng)片下側(cè)鋼絲繩全程可見，并用剪子外側(cè)捆綁繩剪斷，使符合采高的網(wǎng)片在外懸露，便于柔性纖維網(wǎng)的鋪設(shè)。

3.2.2 鋪網(wǎng)

在鋪網(wǎng)之前，需要進(jìn)行韌網(wǎng)，具體流程如下：在架子前200 mm的位置施工1根懸吊錨桿，錨桿底部的外露長(zhǎng)度位150 mm，在對(duì)柔性纖維網(wǎng)進(jìn)行韌網(wǎng)時(shí)，將絞盤上安設(shè)好的直徑為6 mm鋼絲從柔性纖維網(wǎng)卷下穿過，并將柔性纖維網(wǎng)整體吊起，配合使用錨桿墊板將柔性纖維網(wǎng)固定在頂板上，降低液壓支架頂梁，工作人員用工具將柔性纖維網(wǎng)推至頂梁之上，然后升架，將柔性纖維網(wǎng)壓緊。

當(dāng)回采面推進(jìn)至距離停采線10 m的位置時(shí)開始鋪設(shè)柔性纖維網(wǎng)，沿回采巷道走向鋪設(shè)長(zhǎng)度為10 m柔性纖維網(wǎng)，其中4 m用于支架回側(cè)通道護(hù)頂。

3.2.3 鋼絲繩鋪設(shè)

待鋪設(shè)的柔性纖維網(wǎng)進(jìn)入液壓支架頂梁后方2m后，開始進(jìn)行鋼絲繩鋪設(shè)工作。鋪設(shè)的鋼絲繩應(yīng)平直，2個(gè)鋼絲之間相互平行，間距為1 000～1 200 mm，頂梁上布置的鋼絲繩不少于4根，當(dāng)鋪設(shè)的鋼絲繩長(zhǎng)度不足時(shí)，采用搭接方式加長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度不小于2 m，配合采用繩卡進(jìn)行固定。鋼絲繩每隔300 mm采用鋼絲與柔性線進(jìn)行連接;待鋼絲繩張緊之后，用繩卡將其固定在巷幫的支護(hù)錨桿之上，使得鋼絲繩具有一定的張緊度。待回采面柔性纖維網(wǎng)鋪設(shè)結(jié)束之后，將最后一根鋼絲繩固定在液壓支架頂梁上距離梁端頭350 mm的位置。柔性纖維網(wǎng)及鋼絲繩懸掛如圖1所示。

3.3 柔性纖維網(wǎng)護(hù)頂應(yīng)用效果

1209綜采工作面頂板巖層較為破碎，容易出現(xiàn)頂板冒落、煤壁片幫等問題，對(duì)回采面開采結(jié)束之后的設(shè)備回撤造成較大影響。采用柔性纖維網(wǎng)護(hù)可以避免在井下頻繁運(yùn)網(wǎng)，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，待柔性纖維網(wǎng)一次鋪設(shè)完成之后，不需要再次進(jìn)行連網(wǎng)，回采面可以直接推進(jìn)到停采線位置，縮短回采面末采時(shí)間，提升生產(chǎn)效率;柔性纖維網(wǎng)護(hù)在橫向及豎向的連接均是采用黏結(jié)方式，整體性和平順度都較好，柔性纖維網(wǎng)上架及移動(dòng)速度均較快。在回采面設(shè)備回撤期間，柔性纖維網(wǎng)韌性及強(qiáng)度較高，能對(duì)破碎的頂板起到較好的支護(hù)，為回采面設(shè)備的快速回撤創(chuàng)造了良好的條件。

4 結(jié)語

柔性纖維網(wǎng)護(hù)在1209綜采工作面回撤中取得了較好的應(yīng)用。柔性纖維網(wǎng)具有較高的強(qiáng)度，能有效對(duì)頂板進(jìn)行管理，避免了頂板冒落給回采面回撤造成不良影響，同時(shí)使用柔性纖維護(hù)頂，井下工作人員不需要頻繁運(yùn)輸金屬網(wǎng)，避免進(jìn)入壁幫旁作業(yè)，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了開采作業(yè)的安全性，為綜采工作面快速回撤創(chuàng)造了良好的條件，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]郭輝，于智卓，陳寧.柔性網(wǎng)護(hù)頂技術(shù)在綜采面快速回撤中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2015，47（8）：71-73.

[2]蔚保寧.淺埋煤層綜采面末采貫通柔性網(wǎng)掛網(wǎng)技術(shù)研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（16）：136-138，153.

[3]李文藝.淺埋煤層綜采面回撤通道支護(hù)技術(shù)的研究和應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2014（4）：1-2，5.

[4]代貴生，范文勝.大采高綜采面貫通回撤護(hù)頂柔性纖維網(wǎng)鋪設(shè)技術(shù)[J].煤炭工程，2013，45（7）：61-62.

[5]米新民.康家灘礦88101綜采面通道貫通回采期間的頂板巖層控制分析[J].山西煤炭，2005（4）：3-5.

[6]馬東彩，杜木民.錨桿護(hù)頂在綜采面撤架中的應(yīng)用[J].礦山壓力與頂板管理，1997（1）：40-42.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]