綜采放頂煤工作面收尾工藝優化研究實踐

劉國勇

（山西長治三元晉永泰煤業有限公司，山西 長治 047100）

綜采工作面收尾采用金屬網假頂，在支架頂梁上鋪設鋼絲繩，配合錨桿、錨索進行頂板和煤壁的支護[1]。整個過程工序復雜，人力材料投入多，且易發生冒頂事故，危及人身安全[2]。在實際生產過程中一般采用措施有：確定合適的停采位置，避開周期來壓區段，頂板完整處[3]支架上鋪設雙層金屬網或聚酯纖維柔性網，收尾期間通過嚴密的生產組織，各種工序合理安排，盡量縮短收尾工期。

1 原收尾工藝存在的問題

晉永泰煤業15201綜采工作面煤層均厚4 m，工作面長150 m，傾斜長壁開采，綜采放頂煤回采工藝，采高2.1 m，截深0.6 m，頂板采用全部垮落法管理。該工作面頂板為深灰色厚層K2石灰巖，厚7.8 m，屬堅硬頂板，巖石級別為Ⅲa級，頂煤均厚1.8 m，收尾期間頂煤厚度不足1.8 m段極易破碎、與堅硬頂板發生離層，造成工作面上網困難、多段推網等情況。針對頂煤破碎離層段、回撤通道墜包段一直采用支架上方架設平行于工作面大板、梁前挑大板、打設逼幫柱等方式進行配合鋼絲繩、錨桿錨索支護頂板，這種方式坑木消耗多，勞動強度大，危險系數高。另外，因工作面底板為灰色泥巖（膨脹性軟巖）[4]，厚度13.6 m，穩定性差，遇水易軟化膨脹，在降架和拖架過程中排出的乳化液及工作面淋水使底板泡水，支架回撤通道底板呈軟化、膠黏狀態，造成出架、拖架困難，嚴重影響工作面設備回撤進度。

2 收尾工藝改進方案

2.1 收尾工藝順序

飄刀找頂→工作面正常平推→停止放煤→上引網→收尾區域鋪單層菱形網片→鋪雙層菱形網片→上鋼絲繩→回撤通道打錨桿錨索→停止拉架→煤墻上網、打錨桿→清煤。

2.2 工作面收尾方案

（1）在距停采線30 m時，工作面開始飄刀找頂，每刀飄高幅度為100 mm，工作面頂煤平均厚度按照1.8 m計算，預計推進10.8 m（18刀煤）后支架能夠跟上頂板。在確保工作面支架全部見頂后開始平推，在距停采線19 m的位置開始將工作面逐步順平，保證支架接頂嚴密，確保距停采線12 m上網前工程質量必須達到“三直一平”。

（2）距停采線11.4 m（第1刀后）時，在支架前梁上方，垂直于工作面順支架方向上引網。為確保引網鋪設質量，采用每兩組支架上方平行工作面架設一根2.5 m半木圓進行挑網，拉架過程中兩組支架相互支撐網片，一支一拉；距停采線10.8 m（第2刀后）上單層菱形網片；距停采線9.6 m（第4刀后）時，開始鋪設雙層菱形網片；工作面推進至距停采線7.2 m（第8刀后）時，支架前梁上鋼絲繩；距停采線1.8 m（第17刀后）時，工作面支架全部停止移架，只頂前溜，割最后3刀煤。

收尾范圍工作面機頭和機尾，推進長度12 m，共計20個循環，每循環進度0.6 m，每刀上一趟網，共計20趟，其中引網1趟，單層菱形網3趟，雙層菱形網16趟。最后1刀煤結束后，支架梁端距煤壁（1.8±0.1） m。

（3）工作面收尾工序及要求

① 鋪聯網。距停采線12 m（共需推進20刀）時，開始從排頭架至排尾架沿煤壁方向（傾向）鋪設經緯片網（2 m×1.05 m），將支架前梁落下，用長把工具將前梁上的浮煤清理干凈，將網及半圓木塞到前梁上，將支架升緊，引網露出前梁200～300 m便于后續聯網。片網上好后及時上單層菱形金屬網（10 m×1.05 m），長短邊搭接200 m，第一行孔孔相聯，第二行隔孔相聯，采取雙絲三扣，擰緊鎖邊[5]。

單層菱形金屬網鋪至頂梁上距停采線9.6 m時，即推進4刀后開始沿煤壁方向鋪聯雙層菱形金屬網，長邊交錯搭接，短邊搭接200～300 mm，相聯兩行，第一行孔孔相聯，第二行隔孔相聯，雙層網要保證到停采時被老塘壓實。

停產時要求煤壁掛單層菱形網，掛到煤壁的部分不得小于煤壁高度的2/3，網長邊搭接200 mm，短邊搭接300 mm，工作面菱形網與兩巷頂網交叉聯接，聯接長度不小于500 mm。

②上鋼絲繩。距停采線7.2 m時，即推進第8刀煤時開始平行于工作面上第一趟鋼絲繩。將鋼絲繩平行于工作面拉直，聯到支架頂梁下1.2 m處，間距600 mm。鋼絲繩與金屬網每隔300 mm聯一孔，每孔雙絲三扣，必須先移除支架，并打出前探梁，然后每刀上一趟鋼絲繩，共上9趟。

鋼絲繩隨金屬網一起上至支架端面頂板處，保證收尾結束時，支架端面頂板上五趟，掩護梁和尾梁上共四趟。鋼絲繩搭接處交叉長度不得小于10 m，鋼絲繩要穿過排頭架、排尾架，與兩巷打設的專用錨桿聯接牢固，使用繩卡緊為一體，繩頭的卡繩長度不小于600 mm，繩卡打設不少于5道，繩卡間距均勻。

（4）回撤通道頂板支護

在距停采線1.8 m位置開始，停止移架只推前溜，開始向頂板方向打設錨桿，錨桿排距為0.6 m，間距為1.5 m。在距離停采線0.9 m的位置打設一排錨索，間距為3 m，保證收尾處頂板完整，減輕頂板對前梁的壓力，便于回撤。

（5）煤壁側支護

煤壁側打設兩排錨桿，錨桿間距為1.5 m，上距頂0.3 m，下距底0.7 m，呈三花眼布置，將單層菱形網錨固在煤壁上。

（6）工作面上、下端頭的支護

由于綜采支架外形體積比較大，工作面收尾處上下口斷面跨度必須加大，該處壓力也明顯增大[6]，為此要在工作面上、下口采用錨索加強支護，并在工作面上、下端口搭設木垛進行加強支護[7]。收尾工作面支護剖面圖如圖1。

圖1 收尾工作面支護剖面圖（mm）

3 效果

采用提前飄刀接頂和“鋼絲繩-錨網＋錨索”支護方式收尾，大大減少了木材消耗，進一步簡化了收尾工序，提高了安全性，對提高綜采工作面回撤效率和安全保障性有很大意義[8]，也降低了收尾費用。同時，這種方式使工作面設備回收容易，縮短了工作面收尾及設備回收時間，同傳統的上大板配合支護相比，就坑木這一項可節約木材230 m3，縮短了工作面收尾和設備回撤時間8 d，每天按照60個工計算，可節約投工480個，節約了收尾期間的工資費用，提高了工時利用率，降低工人勞動強度，創造了效益。

4 結論

經過對綜放工作面收尾及設備回收階段特征分析總結，提前飄刀接頂和“鋼絲繩-錨網+錨索”支護起到了很好的頂板支護和高效的設備回撤效果，創造了較好的經濟效益和安全效益，提高了工作面收尾及回撤速度，對于類似的工作面收尾回撤具有較好的借鑒價值，具體體現在以下幾個方面：

（1）減少了支架上架設大板，節省了時間。過去的收尾方法，必須割過幾架后對頂煤破碎處采用停機、降架、上大板的方法，不僅耽誤時間，工人操作時危險性也較大，而且降架時空頂時間加長，易引起冒頂，不利于頂板管理。采用新工藝，支架接頂后僅上菱形網和鋼絲繩，不必降架，可以和采煤機割煤、推溜、移架協調作業，循環速度加快，也保證了支架嚴密接頂[9]，有利于工作面收尾階段回采時的頂板管理，避免了過去上大板時過于硬性而被壓折，以至于局部網破、冒頂情況的出現。

（2）解決了回撤時出架困難的問題。采用提前飄刀后，膨脹性泥巖底板全部被底煤覆蓋，支架回收過程中回撤通道未出現底板膨脹、膠黏情況，大大提高了出架的進度和回收期間的安全工作。