綜放工作面地質構造段柔性網收尾工藝

崔建勇

(山西高河能源有限公司，山西 長治 047100)

在綜放工作面采用柔性網收尾，其工藝工序特點更能滿足工作面安全生產要求，特別是在地質構造段收尾時，不僅能夠降低職工勞動強度，還能提高安全生產效益。本文結合高河能源公司W1319綜放工作面柔性網收尾前期和過程中的圍巖管控，以及柔性網收尾與傳統金屬網收尾工藝進行對比，分析綜放工作面在地質構造段采用柔性網收尾的優勢及產生的效益，為其他綜放工作面在地質構造段采用柔性網收尾提供參考。

1 W1319工作面簡介

W1319工作面采用“兩進一回”的W型通風方式和無煤柱開采方式。工作面切眼長度334 m，配備215組ZF8500/22/42型中間架，機頭尾各配備4組ZFG10800/23/38型支架。在停采線附近工作面機頭側前方為Fe111(H=10.5 m∠75°)逆斷層，該斷層斜穿整個工作面(見圖1)。工作面整體呈下坡趨勢，傾角為-3°～-4°，工作面底板起伏較大，50號～130號、130號～170號架之間為塌洼，50號～機頭、170號～機尾呈下坡趨勢，最高點在170號架，標高+490 m，最低點在103號架，標高+476 m，最低點與最高點落差約14 m。收尾前工作面切眼底板起伏見圖2。

2 W1319工作面收尾工藝

2.1 工藝選擇

采用柔性網配鋼絲繩走向大板/工字鋼聯合支護的收尾工藝。

2.2 柔性網收尾的優勢

1) 可根據工作面頂板實際情況，訂制不同規格和強度的柔性網，靈活性大，有利于地質構造段的頂板管理[1]。

2) 網片柔韌輕盈、抗拉強度更大，降低工人勞動強度，避免因頂板破碎導致的破網，提高工人作業的安全性。

3) 具有良好的阻燃抗靜電性能，避免帶壓拉架時產生火花。

4) 網片面積大，操作有輔助設備配合，工作量更小，大大降低了工人勞動強度，提高了安全保障性。

圖1 W1319工作面停采線位置示意

圖2 收尾前W1319工作面切眼底板起伏示意

2.3 柔性網收尾工藝流程

1) 設計制作柔性網網片、卡箍、滑輪等。根據W1319工作面實際情況，選用JD PET600×600MS型號柔性網，共6片網，其中第1～5片網長度為64 m，寬度為18 m，第6片網長度為44 m，寬度為18 m。

2) 運輸柔性網。使用叉車運輸至W1319工作面回風巷超前棚處。

3) 安裝輔助設備。在支架上安裝滑輪、卡箍等輔助吊網設備。

4) 打設吊網錨桿。每隔2組支架在支架間距前梁200～300 mm處打設一根D22 mm×L2 400 mm高強度螺紋鋼錨桿，頂板破碎處，打設D22 mm×L5 300 mm吊網錨索。

5) 打設導向單體柱。在回風口兩側三角區至少打3根單體液壓支柱，起導向作用，便于柔性網向工作面運輸。

6) 向工作面運網。絞車、前溜聯合將柔性網運送至工作面[2]。

7) 吊網、展網、聯網。利用輔助吊網設備將柔性網吊起、展開，使用16號鉛絲將柔性網連接起來。

3 地質構造段收尾圍巖控制

3.1 收尾前礦壓顯現處圍巖控制

1) 工作面調斜，控制斷層圍巖破壞范圍。在膠帶巷、回風巷、進風巷距停采線前后20 m范圍內打設鉆孔探測Fe111逆斷層的實際位置和影響范圍，根據探測情況、設備情況，將工作面調斜10°。

2) 礦壓顯現處圍巖加固。結合W1319工作面實際情況，編制加固措施，對停采線附近區域的煤墻、頂板和工作面斷層影響區域采用超前注漿的方法進行加固[3]。

3) 加強礦壓顯現處圍巖支護。對機頭、尾及回風巷停采線位置前后20 m范圍內，采用補聯金屬網、縮小支護棚距等措施，加強礦壓顯現處的圍巖支護。

4) 強化設備檢修。對工作面設備進行全面排查檢修，特別是液壓系統進行全面的檢修維護，確保設備完好，滿足地質構造段收尾過程中的支護需求[4]。

3.2 收尾過程中圍巖控制

1) 降低割煤速度、拉超前架，管理地質構造段頂板。在機組通過地質構造段時，降低割煤速度，隨前滾筒推進超前拉架，機組過后及時放下柔性網、打出逼幫板和伸縮梁，及時維護地質構造段頂板[5]。

2) 增補金屬網+鋼絲繩的方法，補強地質構造段頂板支護。即：在地質構造段的柔性網上聯上雙層金屬網，并增加一條鋼絲繩，更好地維護頂板。

3) 縮短竄大板距離，避免大面積漏頂。竄大板正常為10組支架竄一次大板，經過地質構造段時調整為1～3組支架竄一次大板，避免頂板大面積垮落。

4) 優化注漿工藝，提升加固頂板的能力。在地質構造段注漿時，采用增大注漿孔角度、深度和增加封孔長度的方法，確保漿體盡可能地在頂板區域凝固。

5) 超前維護煤墻，防止片幫。割最后一刀煤，機組通過地質構造段時，超前在煤墻上打設錨桿，及時維護煤墻，防止片幫或已片幫區域擴大。

4 取得的效益

4.1 安全效益

1) 柔性網靈活性大，更加適應煤礦安全生產的需求，特別是在地質構造段能夠根據實際情況配備相應強度的柔性網，安全性能更高。

2) 柔性網抗拉強度更大，在地質構造段使用，不易破網，維護頂板更加安全。

3) 柔性網收尾工藝流程簡單，吊網、展網、聯網等工作有輔助設備配合，工作量更小，大大降低了工人勞動強度，提高了安全保障性。

4) 礦壓顯現段圍巖控制更好，提升了推進效率，降低了采動對頂板和煤墻的影響，更加容易管理頂板和煤墻[6]。

5) 柔性網具有良好的阻燃抗靜電性能，降低了生產風險。

4.2 經濟效益

1) 節約了運輸成本。W1319工作面如果采用金屬網收尾，需金屬網1 m×3 m網100卷，用于吊網；1 m×10 m網1 500卷(其中單網6趟、雙網17趟)，用于維護頂板。采用金屬網收尾共需運輸車輛64臺，人工裝車、運送至工作面及展網共需運送4 600次。采用柔性網收尾需柔性網6片，共需運輸車輛12臺，全程機械運輸，幾乎不需要人工運輸。臺班費按2 200元計算，每班每人約運送50次金屬網，每人每班人工成本按200元計算，節約成本為：

C運輸=(64-12)×2 200+4 600÷50×200

=13.28萬元。

2) 節約了聯網成本。金屬網收尾需使用16號鉛絲約1 600 kg，采用柔性網收尾需使用16號鉛絲約15kg，16號鉛絲按4.5元/kg計算，節約成本為：

C聯網=(1 600-15)×4.5≈0.71萬元。

3) 節約了人工成本。金屬網收尾共需19個班，每班平均需人工數約50人；柔性網收尾共用13個班，每班平均需人工數約30人。每人每班人工成本按200元計算，節約成本為：

C人工=(19×50-13×30)×200

=11.2萬元。

4) 提升了資源回收效益。金屬網收尾頂板全長約16 m，柔性網對頂板控制更好，收尾頂板全長控制在14.4 m，增加了1.6 m進尺的放煤量。單循環進尺0.8 m，單循環產量按3 000 t計算，每噸原煤按700元計算，W1319工作面采放比為1∶0.86，故資源回收效益為：

C回收=(1.6÷0.8)×3 000×0.86÷(1+0.86)

×700≈194.19萬元。

綜上，柔性網收尾經濟效益為：

C= C運輸+ C聯網+ C人工+ C回收

=13.28+0.71+11.2+194.19

=219.38萬元。

5 結 語

通過在W1319綜放工作面地質構造段應用柔性網收尾工藝，并對工作面地質構造段的圍巖進行管控，進一步優化了綜放工作面收尾工藝。與傳統工藝對比分析，柔性網收尾的優勢、安全性和產生的效益更高，為其他綜放工作面在地質構造段收尾提供了參考。