高強度聚酯纖維柔性網在工作面收尾中的應用

尹小磊

(潞安集團 司馬煤業公司，山西 長治 047105)

回采工作面在收尾結采時，為了保證安全生產和設備及時回撤，井下綜采隊組會在距停采線一定距離(18 m左右)時開始在支架后方鋪設網片，并且停止放煤。傳統的方式是采用塑料網片或者金屬網片，規格一般為1 m(寬)×10 m(長)，需要人工進行頻繁的進網、聯網作業，特別是需要進入大溜煤墻側進行聯網作業，勞動強度大、安全保障性低。礦用高強度聚酯纖維柔性網作為一種新型的礦用收尾材料，可以做到一次鋪設、連續展開延伸，具有操作簡單、安全性高等特點，司馬煤礦在1110工作面收尾結采時采用了此種材料，取得了良好效果。

1 工程概況

1.1 礦井基本情況

司馬煤礦始建于2003年9月，2006年6月建成投產，原設計生產能力150萬t/a。經過改擴建，現生產能力為300萬t/a。礦井批準開采3號～15號煤層，現在進行3號煤層的采掘活動。

司馬井田位于山西省長治市西南部，沁水煤田長治勘探區的東部邊緣地段，其地理坐標為北緯36°05′18″～36°08′32″，東經113°00′33″～113°04′22″。礦井工業場地位于長治縣蘇店鎮西申家莊村西北側350 m處、經坊煤礦鐵路專用線以東，場地北距長治市區約8.5 km，南距長治市上黨區約4 km。

1.2 工作面概況

1110工作面是礦井一采區的第8個回采工作面，工作面位于一采區北部，北鄰1111工作面采空區，南鄰1109工作面，西為一采區大巷，東為糧種廠保護煤柱。

工作面采用一進一回的布置方式，即工作面運巷進風、風巷回風。工作面沿煤層走向布置，切眼長度為220 m，走向推進長度為1 100 m，煤層厚度6.4 m，采用綜采放頂煤開采方法，其中割煤高度3.2 m、放煤高度3.2 m，采放比為1:1。工作面布置情況見圖1。

圖1 1110工作面布置示意

截止到2019年3月初，1110工作面距停采線已不足20 m，工作面即將進入收尾結采階段。

2 高強聚酯纖維柔性網在工作面收尾的應用

2.1 高強聚酯纖維柔性網簡介

礦用高強聚酯纖維柔性網采用低蠕變、高模量、大強度的聚合長絲纖維及先進的涂層技術制成。主要用于長壁工作面回撤時支架后方鋪網控制，用來替代原來的塑料網或金屬網，省去收尾采時的頻繁進網、聯網作業。在具體作業時，當工作面推進至離停采線18 m左右處展開吊掛柔性網，采用同步上網工藝整體鋪設，利用手動絞盤和定滑輪組成的上網裝置，將柔性網整體吊掛，在割煤后放網、移架、挑網循環作業。對提高綜采工作面回撤效率和安全保障性具有技術革新意義。該網拉伸強度范圍為100～800 kN/m，且可提供特種工程需要的拉伸強度在800～1 000 kN/m之間的特殊產品。

2.2 在1110工作面的應用

1110工作面從3月11日至3月19日收尾結采，歷時9 d完成，工作面在收尾結采期間使用了高強聚酯纖維柔性網代替金屬網，確保了收尾結采的正常推進。

1) 柔性網規格。1110工作面收尾結采使用柔性網規格為JDPET600×600MS，共4片，網長為60 m、59 m各2片，寬均為20 m。每片柔性網端頭由廠家固定一條與柔性網長度相等的D21.5 mm鋼絲繩。每片柔性網卷起后直徑約0.6 m。

JDPET600×600MS主要參數：徑向斷裂強度為600 kN/m，緯向為600 kN/m；網孔尺寸45 mm×35 mm，重量3 400 g/m2。每卷重量約4.08 t和4.012 t。

2) 鋪網位置的確定。由于使用的高強聚酯纖維網較重，為了保證柔性網能夠正常進網，結合1110工作面現場實際條件，特采取使用金屬網進行帶動的方法初次上柔性網，則結采上網位置最終確定在距離停采線約18 m處，從而保證該區段結采工作順利完成。

3) 準備工作。工作面結采前對兩巷的推進長度進行了調整，保證機頭、尾推進一致；為了吊掛柔性網，已經提前在1110工作面每架安裝卡箍、絞盤、滑輪，3月10日4點班，工作面先進行上片網、單網，采2刀煤后進行吊掛柔性網。

4) 工藝順序。鋪單網(包括上片網)—安裝吊網輔助設施—割煤推進2刀煤—運柔性網—展網—聯網—吊網—割煤推進/展網、聯網、吊網—上鋼絲繩—上工字鋼—不移架頂溜—串移工字鋼—打逼幫單體柱—打設煤墻錨桿—抹角(機頭、機尾)—工作面清煤。具體收尾工序如圖2所示。柔性網鋪設效果如圖3所示。

圖2 收尾采工序示意

圖3 柔性網鋪設效果

2.3 與傳統收尾方式的對比

與傳統方式相比，高強度聚酯纖維柔性網收尾具有工序簡單、勞動強度低、安全保障性高、出勤人數少等優點，但也存在網片成本相對較高的缺點。總體看，新方式優點要遠遠多于缺點，再考慮到采用新方式后工作面推進速度加快、人工費用降低，新方式要明顯優于傳統收尾方式。

3 結 語

司馬煤礦在1110工作面首次采用高強度聚酯纖維柔性網收尾，取得了良好效果，在降低工人勞動強度、提高工作面生產效率的同時，安全性也得到了保障。為司馬煤礦其他工作面及潞安集團其他礦井收尾結采提供了成功范例。