西曲礦28308 工作面收尾工藝的改進

田樹平

（西山煤電（集團）有限責任公司西曲礦，山西 古交 030200）

綜采工作面的支架、采機、刮板運輸機等設備是否能安全回撤，工作面鋪網收尾的質量好壞起著至關重要的作用[1]。以往收尾工藝主要以圓木、木棚為主[2]，存在很多安全隱患，且施工效率低，不利于工作面的安全回撤[3]。因此，需在28308 工作面收尾期間引進新工藝。

1 工作面基本情況

28308 工作面井下位于北三盤區中部，南臨北983 運輸大巷，西靠西983 運輸大巷，東部為已開采的28307 工作面，北部為已回采的28406 工作面，上覆22301、22302、22303 采空區和24302、24303采空區，層間距約51～83 m，與相鄰28307、28309工作面均留設20 m 保護煤柱。工作面井上位于原刷刷港村南部，地表大部分被黃土覆蓋，蓋山厚度120～281 m。地表無公路、無地面建筑物及水體。

28308 工作面設計走向為500 m，工作面長度為200 m，采高為4 m，可采儲量45 萬t，采用綜合機械化開采。根據2021 年采煤銜接規劃，月產量為9 萬t，可采期5 個月，起止日期為2020 年12月20 日至2021 年5 月20 日，工作面于2021 年5月22 日開始鋪網收尾。工作面平面圖如圖1。

圖1 28308 工作面平面圖（mm）

2 原收尾工藝存在的問題

28308 工作面由本隊負責回采，回采至停采線附近時，頂板壓力大，煤壁酥軟，中部87-95#支架位于陷落柱附近，圍巖破碎。若采用以往的“圓木+木棚”收尾工藝，存在以下問題：圓木插梁、木棚支護強度小，材料消耗大，工人勞動強度大，作業環境安全系數低，施工效率低，工作面回撤期間需頻繁維護回撤通道[4-5]，不利于工作面的快速回撤，不滿足末采工作面45 d 內封閉的要求。因此，需要引進新工藝，確保工作面的安全高效回撤。

3 改進工藝

在28308 工作面鋪網收尾的過程中采用工字鋼挑梁配合單體液壓支柱的新工藝，改變了此前圓木+木棚支護的方式。具體工藝如下：

（1）28308 綜采工作面距停采線12 m 時開始鋪網收尾，采高調整為3.5 m。

（2）鋪網時，金屬網長邊平行于工作面鋪設，必須鋪至上下出口兩幫，機頭方向的網壓機尾方向的網，第一排鐵絲網壓第二排鐵絲網，網與網之間的搭接長度為300 mm，網規格如圖2。

圖2 28308 工作面鋪網收尾圖（mm）

（3）鋪板梁時，板梁平面朝上，平行于工作面鋪設，第二排板梁開始必須錯接，交錯對接不少于400 mm（遇陷落柱、斷層等構造或頂板破碎時，板梁改為工字鋼并鋪雙層金屬網，從第二排梁開始，每割一刀煤上一次工字鋼，工字鋼采用4 m 長礦用11#工字鋼），金屬網與板梁之間采用鈀釘聯接牢固。板梁共鋪設6 排，板梁規格為Ф200 mm×4000 mm板梁的1/2。

（4）工作面支架底部打設2 根支木，間距為750 mm，支木規格：Ф200 mm×3200 mm 紅松圓木，距支架底座0.5 m。

（5）擴循環后，工作面每個支架上方安上兩根3.8 m 工字鋼插梁，梁間距0.75 m（遇陷落柱、斷層等構造或頂板破碎時，挑三根梁，間距0.5 m，加強支護），梁頭下打設單體作為貼幫柱。支架梁端距煤壁棚腿（貼幫柱）的水平距離為2.9 m，如圖3。

圖3 28308 工作面回撤通道支護圖（mm）

（6）工作面端頭架與煤幫間距大于1000 mm時，采用井字型木垛維護；工作面端頭架與煤幫間距小于1000 mm 時，采用堆柱維護。木垛與堆柱采用Ф200 mm 紅松圓木，尺寸根據具體現場施工條件確定，并采用鈀釘聯接牢固保證接頂嚴實。

（7）擴循環后在煤壁打設錨桿，錨桿采用Ф20 mm×1800 mm 螺紋鋼錨桿，第一排錨桿距頂0.6 m，第二排錨桿與第一排錨桿間距1.0 m，第三排錨桿與第二排錨桿間距1.0 m，排距1.0 m。

（8）在28308 工作面機頭前五個支架插梁兩邊打設起吊錨桿（規格為Ф17.8 mm×3200 mm 的鋼絞線）固定，機尾后五個支架挑梁兩邊打設起吊錨索（規格同上）并配合長為4000 mm 的11#工字鋼固定，梁間交錯500 mm 布置。在28308 工作面副巷口與正巷口抹角，抹角后架設長度為6000 mm的11#工字鋼雙抬棚梁并配合單體維護，在抬棚兩端打設起吊錨索，并配合厚度為20 mm 的鋼板固定，在副巷架棚段15 m 范圍內打設起吊錨索（當頂板完好時，優先采用錨桿）并配合長為4000 mm 的11#工字鋼固定，錨索規格為Φ17.8 mm×3200 mm的鋼絞線。

4 效果分析

28308 工作面使用鋪網收尾新工藝后，收尾時間從以往15 d 減少為8 d，回撤時間從以往37 d 減少為28 d，大大提高了效率，且工作面回撤期間，頂板事故為零，保證了作業環境的安全。

5 關鍵問題和創新點

5.1 關鍵問題

28308 工作面鋪網收尾新工藝與傳統工藝相比較，可以解決的關鍵問題有：

（1）工字鋼的使用，搬運工作相較于圓木更加方便，搬運過程中不易從工人肩部脫落，提高了安全系數；挑梁過程中梁的固定趨于穩定，大大減少了滑落的危險性。

（2）采用單體支柱做棚腿，打設更加方便，避免了受采高影響反復鋸圓木的問題出現。

5.2 創新點

工字鋼挑梁配合單體棚腿的應用大大提高了支護強度，縮短了挑梁架腿的工時，提高了工作效率，同時也為工作面回撤支架提供了強有力的安全保障。

6結論

本文主要通過在28308 工作面采用工字鋼挑梁配合單體液壓支柱的鋪網收尾工藝，改進了傳統的“圓木+木棚”的收尾工藝，創造性地解決了舊工藝勞動強度大、耗工費時、木棚及圓木支護強度小、安全系數低、頂板事故頻發等問題，保證了工作面的安全高效回撤，此工藝的成功實踐對西曲礦類似地質條件工作面的回撤具有重要的參考價值。