高强度聚酯纤维柔性网在黄陵二号煤矿大采宽综采工作面闭采工艺中的应用
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摘要：黄陵二号煤矿综采工作面闭采回撤顶板支护原采用金属菱形网铺顶，铺网及联网程序复杂、效率低、劳动强度大、危险因素多。为简化闭采收尾工序，通过借鉴学习先进矿井闭采回撤工艺，结合我矿实际情况，采用矿用高强度聚酯纤维柔性网铺顶工艺代替金属网铺网、联网工艺，通过在203综采工作面的使用，取得了良好的效果，达到了省时、省工的目的，提高了闭采效率，并且为工作面安全、快速回撤提供了保障。实践证明该工艺技术上可行、安全上可靠，对类似条件下综采工作面的闭采回撤具有推广应用价值。
关键词：综采工作面；闭采；柔性网；铺网工艺；安全高效
前言
黄陵二号煤矿核定生产能力800万吨，井下装备两套大采高综采设备，随着综合机械化程度的提高，综采工作面设计长度也逐步增大，工作面安全、快速的闭采回撤成为了二号煤矿实现高产高效现代化大型矿井所急需解决的关键技术问题。为了实现工作面安全、快速的闭采，在203综采工作面引进了一种新型支护材料――高强度聚酯纤维柔性网，本文以203综采工作面闭采为例，详细介绍了聚酯纤维柔性网在大采宽综采工作面闭采工艺中的应用。
1 工作面概况
203工作面位于二号煤矿二盘区西北部，工作面可采长度2840m，工作面长度279m，工作面走向方位339°，为二号煤矿首个大采宽综采工作面。工作面采用走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法，全部垮落法处理采空区顶板，工作面使用ZY10000―23/45D型掩护式支架，配套端头支架、过渡支架，共布置有162台支架。工作面开采煤层为2#煤层，煤层厚度3.2m～4.1m，平均厚度3.6m，煤层下部含夹矸，煤层倾角0～4°。 煤层直接顶为灰色细粒砂岩，1.2m～3.4m，厚度不稳定，开采时随煤层一起脱层垮落，基本顶为粉砂岩和细砂岩；直接底为灰黑色砂质泥岩、粉砂岩， 厚度0.8m～1.2m，层位、厚度较稳定。
2 聚酯纤维柔性网技术参数及相关配件
矿用高强度聚酯纤维柔性网采用高强度、高模量、低蠕变的聚合长丝纤维及先进的涂层技术制成，具有阻燃、抗静电、拉伸强度大、柔韧轻盈、网片面积大、重量轻的特点。203综采工作面使用的柔性网规格为：网长289m，宽20m，前10m：JDPET400×400MS，后10m：JDPET600×400MS。配套放网、收网所需的卡箍、手动绞盘及定滑轮，柔性网具体技术参数见下表。
3 工作面闭采工艺
工作面采用柔性网护顶+锚索支护顶板的闭采方法，其工艺流程如下：
调整工作面采高打固定柔性网锚杆、上引绳运网挂网挂钢丝绳停架扩帮施工撤架通道木垛支护施工锚索施工帮锚
闭采工艺示意图
闭采各工序的技术要求：
3.1调整工作面采高
工作面沿煤层顶板推采，工作面煤壁距停采线40m时根据两顺槽高度、顶底板情况调整工作面采高，距停采线20m时，采高调整至3.6m―3.8m间，采高满足回撤需求。调整采高的同时调整工作面工程质量，严防工作面切顶掉矸，保证工作面“三直两平两畅通”。
3.2 打固定柔性网锚杆、上引绳
工作面煤壁距停采线18m时进入闭采，挂网前首先在工作面液压支架顶梁前端100mm架间顶板上打一排锚杆，锚杆规格为φ20―2100mm金属锚杆，锚杆末端穿马蹄环，在马蹄环上穿过φ15.5mm钢丝绳，然后利用手摇葫芦将钢丝绳张紧固定在两端头，至此上网前的准备工作结束。
3.2.1运网
运网共分三个阶段，由于柔性网面积较大、重量较重，第一阶段在地面使用CH-40T和FBL-10T型两台多功能车配合将柔性网运至203回风斜巷口，第二阶段使用绞车将柔性网从回风巷口拉至工作面运输机尾，第三阶段使用刮板运输机将柔性网在工作面拉开。
3.2.2挂网
工作面煤壁距停采线18m时开始挂网，挂网前将放网、收网所需的卡箍、手动绞盘及定滑轮安装在液压支架上，其中卡箍、手动绞盘安装在支架立柱上，定滑轮安装在液压支架的起重环上，每架一台。多人配合将柔性网网边扶至锚杆位置，然后上马蹄环逐架将网边套入锚杆并拧紧锚杆螺母，最后利用U型环将引绳和柔性网网边钢丝绳卡住。
3.2.3 挂钢丝绳
工作面煤壁距停采线12m时，开始挂钢丝绳，共20道钢丝绳。钢丝绳规格：Φ21.5mm，每道绳长289m，绳间距600mm，钢丝绳挂在柔性网下，用14#双股铁丝扭结将钢丝绳与柔性网固定牢靠，每米均匀5道，停架前完成所有钢丝绳上网工序。
3.2.4停架
工作面推采至采空区柔性网全部落地且第一道钢丝绳处于支架尾梁下方距采空区底板400mm，支架前梁距停采线3.6m时停止拉移支架。
3.2.5 扩帮施工撤架通道
停架后继续推采3.6m施工撤架通道，停架后改用单体推移运输机，直到采到停采线。
3.2.6 施工木垛
停架后，每隔一架在架间施工一个木垛（如1～2架间、3～4架间），施工木垛前，必须再次升紧支架，木垛顶部使用半圆木及木楔楔实，确保木垛支护强度，加强顶板支护。
3.2.7 施工锚索
停架后继续推采，在撤架通道顶板施工五排锚索，锚索规格为Φ21.8-10300mm，每根锚索使用4节药卷，分别为一节K2850，三节Z2850，锚索预应力不小于120KN。
3.2.7 施工帮锚
撤架通道煤墙采用锚杆挂复合网支护，共计四排锚杆，菱形布置，间距为1m，帮锚规格为Φ22-2500mm金属螺旋钢锚杆，使用一节K2335和一节Z2360型树脂锚固剂。锚杆支护形式采用菱形布置，在满足支护强度的同时，大大减少了支护数量。
3.3 柔性网安全技术性优势
原工作面闭采采用金属网配合钢丝绳铺顶+锚网索支护顶板，金属网需分片连接，每次只能连接两道，金属网片固定在支架护帮板上，然后进行钢丝绳的挂设，完成闭采的挂网、上钢丝绳以及工作面推采等工序。闭采工艺革新后，采用柔性网配合钢丝绳铺顶+锚网索支护顶板，柔性网为一张整网，与使用金属网相比除挂网、铺网工序不同外，其余锚索、锚杆施工以及采煤工艺均相同。
通过以上对比，使用柔性网具有了以下安全、技术优势：
运输方便，完全不用人工运网，一次性运网到位，效率高，并且降低了职工劳动强度。
铺网工艺简单，一次性铺设到位后，不需要联网作业，避免了作业人员使用金属网时频繁进入煤壁侧进行联网作业，同时也避免了作业期间职工划破衣物、手套和身体的风险，降低了作业人员劳动强度，提高了安全保障性。
柔性网整体性较强，铺网和割煤、移架和推溜协调作业，与铺金属网相比，推进速度快，减少工作面矿压对煤壁的超前影响，生产效率高，缩短了闭采时间。
卷网和展铺省时、省力，所需相关作业人员数量明显减少，工效提高。
柔性网结构好，柔韧轻盈、抗拉力强、承载能力大，网孔小，挡矸效果好，减少了漏矸、扯网现象， 对顶板的支护效果好，并且可以有效控制扩帮期间片帮煤带来的危害。
缩短了闭采回撤时间，降低了煤炭自燃发火风险。
4 结束语
203综采工作面采用高强度聚酯纤维柔性网铺顶工艺，简化了收尾工序，整体铺设效果好，安全性大大提高，有效提高了闭采作业的施工工效，彻底改变了综采工作面闭采过程中存在的效率低、人员施工混乱、危险因素多的现状。同时在后期设备回撤过程中，对顶板的管理起到了有效支护。
参考文献：
[1] 聚酯纤维柔性网在综采工作面闭采中整体铺网支护使用技术手册，山东浩珂矿业工程有限公司
[2] 聚酯纤维柔性网在二号煤矿闭采回撤顶板控制实施方案
作者简介：仲照海（1971― ），男，山东即墨人，陕西黄陵二号煤矿有限公司，生产矿长，从事煤矿生产管理。