高強度聚酯纖維柔性網在傾斜綜采工作面末采的應用

孟 慶 男

（大同煤礦集團北辛窯煤業有限公司，山西 忻州034000）

0 引 言

大同煤礦集團北辛窯礦在礦井建設中，非常重視新技術、新工藝和新材料的引入，尤為在工作面的頂板管理方面，北辛窯礦首采8103 綜放面末采期間，掛網采用高強度聚酯纖維柔性網工藝，并通過與傳統金

屬網在安全、操作難易程度上的對比，最后得出高強度聚酯纖維柔性網在安全、經濟效益等方面有很好的應用價值。

1 工作面概況

8103 工作面位于 2# 層一采區，標高918～1 063m；2103 皮帶巷走向長度2 063.2m，5103 回風巷走向長度1 865m；傾向長度165m，工作面長181.2m；平均傾角22°；面積308 700m2；工作面為首采面,西鄰+1040 回風巷,工作面兩條順槽呈近東西方向布置，切眼呈近南北方向布置。8103 工作面老頂為中細砂巖、中粗砂巖，厚度為1.1～22.8m；直接頂為中細砂巖、中粗砂巖，厚度為1.1～22.8m，半堅硬- 堅硬，裂隙發育，成分以石英為主，長石次之；偽頂為泥巖、砂質泥巖常互層，深灰- 灰黑色，較軟，厚度為0～17.25m；直接底為泥巖、砂質泥巖，灰色、灰黑色，質軟，厚度為3.11～9.02m；老底是中細粒、中粗粒砂巖，灰白色，軟弱-堅硬巖石，裂隙發育，成分以石英為主，長石次之，為含水層，厚度為2.81～5.25m。

2 工作面鋪設金屬網與柔性網工藝比較

2.1 鋪設金屬網工藝

工作面距停采線16m 時（工作面不放煤后，觀測工作面來壓步距、來壓強度，確定工作面實際掛網位置）開始鋪設雙層菱形金屬網護頂，其中金屬網規格為：用8#鐵絲制成的網孔為50mm×50mm 的菱形金屬網，長×寬=4 000mm×2 000mm。

1）開始鋪網時，沿支架架間中心線，先打一排固網錨桿，固網錨桿采用Φ20mm×1200mm 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間距1 750mm。

2）鋪網期間工作面停止割煤，鋪網后支架及時前移，如頂板壓力較大，頂板破碎，可按實際情況減少每次鋪網的長度。網長邊垂直煤壁，錯開1m 布置，網與網搭接寬度不得小于200mm。鋪網、掛網時，第2 層要滯后第1 層金屬網0.8m，搭接段用14#鐵絲雙股扭成（不少于3 圈）雙排扣聯好，聯扣成三花布置，間排距100mm,且網與網必須保證平行，以防搭接后，造成搭接不均，影響鋪網質量。聯網時采用專用聯網鉤。相鄰網的網與網短長邊搭接處，2 層網均采頭壓尾的方式，鋪聯網保證鋪聯質量，鋪平、鋪展，聯針按規定聯結，杜絕卷網、絀網和扯網。鋪網循環進行，直至鋪到工作面停采線為止。

2.2 工作面鋪設金屬網工藝的不足

由于工作面傾角大，所以工作面人工鋪設金屬網存在一些缺點，主要包括金屬網的搬運、鋪設、掛網、聯網，搬運過程中金屬網易滾落，鋪網時需要人員在溜槽內將網展開，占用了作業地點的空間，掛網時需要多人配合，聯網時靠手工聯網，勞動強度大，需要多人同時聯網，且在煤壁側作業，沒有安全保障。

3 高強度聚酯纖維柔性網在工作面末采中的應用

3.1 鋪設高強度聚酯纖維柔性網工藝

工作面正常生產到距停采線16m 時開始鋪網。網材為高強度聚脂纖維柔性網，沿傾向分3 段。

聚脂網規格：長×寬=65m×18m。

聚脂網數量：3 張。

聚脂網沿工作面傾向鋪設。3 張網片在工作面中部搭接，搭接重疊部分不小于3 m。每個搭接網頭沿工作面傾向聯網3 道，即在搭接部位的兩邊及中間各聯1 道，兩邊要在網頭以里第3 道縱筋上綁扎，隔1孔聯1 針；中間與2 邊錯開1 個網眼。聯網絲采用1根14#鐵絲彎成4 股穿聯，聯網要扭緊聯死。聯網絲扭結不少于2 圈半。

鋪網工藝：

1）在回風順槽、運輸順槽頂板，距停采線16m 位置，分別打1 根錨桿，錨桿外端固定1 個M24 花籃螺栓，將1 根鋼絲繩（繩經12.5mm）在機道內自尾向頭拉開，繩頭兩端固定在花籃螺栓上，并且拉緊。

2）鋪網從工作面尾部逐漸向頭部進行。事先將聯網用的絞盤固定在支架前立柱上，把滑輪吊在前梁上。初次上網時，網邊用14#鉛絲綁在鋼絲繩上，然后使用錨桿將鋼絲繩固定在頂板上. 錨桿使用φ20mm×2 200mm 左旋鋼錨桿, 平行于工作面施工一排,桿距為7m（4 個支架）,托盤使用短鋼帶，規格為450mm×250mm×4mm。把102#支架降下，把鋼絲繩和網托至前探梁上，將支架升起，連同聚脂網一同吊起。

3）在移架過程中人員站在準備前移支架的上（或下）一個支架的頂梁下用長柄工具托起網，然后前移支架升緊，以此逐漸向頭部進行。

4）為了便于機組割煤，吊在前梁端的網由鋼絲繩通過滑輪用絞盤吊在頂梁下（鋼絲繩通過滑輪必須是下穿繩）。絞盤用專用卡箍固定在支架的前柱上。機組割過后用絞盤下放網，前移支架，移架后再用絞盤吊起網。照此方法直至支架至停采位置為止。采煤機司機要時刻注意頂網的位置，防止滾筒割網或機身突出部位掛網。

5）采煤機割煤前，用手動絞盤將柔性網網卷絞起，煤機開始割煤，見圖1。

6）采煤機割煤3～5m 開始放網，跟機移架將柔性網絞起，見圖2、圖3。

圖1 采煤機割煤前手動絞盤絞網示意圖

圖2 采煤機割煤后手動絞盤放網示意圖

圖3 拉架結束后手動絞盤絞網示意圖

3.2 鋪設高強度聚酯纖維柔性網工藝的優點

通過對8103 綜放面末采時鋪設高強度聚酯纖維柔性網與金屬網的比較，可以得出高強度聚酯纖維柔性網具有鋪網面積大、延展性好、抗拉強度大、阻燃、鋪設方便、安全性高的優點。在現場的實際操作中高強度聚酯纖維柔性網相比金屬網，在操作工藝上和使用效果上有以下優點：

1）高強度聚酯纖維柔性網工藝施工時，作業人員不必頻繁進入刮板輸送機內聯網，鋪網時不會受到煤壁片幫的威脅。

2）高強度聚酯纖維柔性網由大型車輛運至工作面，再由采煤機拉展鋪至工作面內，大大降低了作業人員的勞動強度，也削弱了可能出現的安全隱患。

3）使用高強度聚酯纖維柔性網工作面吊網不需要反復剪拴鐵絲，提高了工作面的煤機開機率。生產班不需要進入煤壁側作業，整個煤壁有網掩護，確保了工作面的安全生產。4）使用高強度聚酯纖維柔性網工藝，工作面煤機可以不用停機進行撒網、移架，工作面煤機可與工作面撒網、移架、吊網平行作業。

3.3 經濟技術比較

工作面使用高強度聚酯纖維網，網片面積198m×18m=3 564m2，按照單價90 元/m2計算，網片費用為320 760 元。每小班割3 刀煤，總共用時4 天便可完成掛網作業，手動絞盤100 套×380 元/ 套=38 000 元，所以總費用為358 760 萬元。

金屬網使用2.0m×4.0m 網片792 卷，網片面積6 336m2，按照計劃單價26 元/m2計算，網片總價為164 736 元。

使用高強度聚酯纖維網工藝比金屬網工藝費用高出194 024 元，但末采支護工期縮短了2 個班，根據現場的實際應用情況來看，在生產效率、安全效益、作業人員的勞動強度等方面，高強度聚酯纖維柔性網還是具有明顯優勢。

4 結 論

北辛窯礦在傾斜綜采工作面末采中成功應用了高強度聚酯纖維柔性網工藝，該工藝具有操作方便、技術可行、安全性好，能夠滿足綜采工作面末采支護條件和設備撤出的技術要求，取得了顯著的安全和社會效益，為今后的進一步推廣應用提供了寶貴的經驗。