浅析柔性纤维网支护工艺在综采工作面回撤过程中的应用

高俊德

摘 要：以冯家塔煤矿的一个综采工作面为例，介绍了柔性纤维网支护回撤通道顶板时的工艺技术、关键工序和安全、经济效益。

关键词：支护工艺；工艺技术；回撤通道；柔性纤维网

中图分类号：TD823.97 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.147

1 工程概况

1403工作面煤层为二叠系山西组4#煤层，煤层赋存整体稳定，为倾向北西的单斜构造，局部有北西向的裂隙发育。煤层结构为0.4（0.10）0.4（0.05）1.30（0.20）1.0，夹矸岩性分别为炭质泥岩、粉砂质泥岩、砂质泥岩。4#煤层厚度平均约3.5 m，3#、4#煤合层煤层厚度为7.5～8.5 m，煤层倾角2°～4°，平均倾角3°，2#、4#煤层间距为6.5～14.0 m。

2 柔性纤维网支护工艺

工作面顶板铺网压在老空1.2 m，支架上方9.3 m，回撤通道4.5 m，倾向长度245 m。纤维网尺寸为245 m×15 m，网孔尺寸为20 mm×30 mm。当工作面距离采线大约15 m时，将柔性纤维网挂上，借助采煤机得到4.5 m的通道，然后使用位于支架立柱上的摇盘和滑轮实现网片的整体悬挂，完成割煤后再实施放网、挑网等一系列工序。

2.1 准备工作

准备工作主要包括：①在离停采之前约50 m的位置，预先设定工作面的推进速度和采高，控制采高为3.2 m，以层位为基础，实现慢而稳定的过渡过程。②在离停采之前约50 m的位置，应当对工作中的一切设备进行细致而完整的检查，及时维修出现问题的设备。相关的核心设备都应当有若干备用配件，确保回采不受设备因素的影响。③在离停采处位置之前约50 m处，根据顶底板高度进行适当修正，使工作面采高、两巷推进速度等在合理状态下。

2.2 安装过程

安装过程为：①距煤壁3 m的位置打一排锚杆，并将间距控制在1.75 m左右。②把纤维网从某一端开始折叠20 m，将φ18 mm×64 mm链条固定至工作面刮板输送机链环上，在低速情况下把网片拉运至离采煤机2 m处停机，然后用人工展开的方式处理已经折叠过的纤维网，使它通过采煤机拉运至工作面机头处。③把长度为249 m，直径为18.5 mm的钢丝绳穿入加工完毕的锚杆托盘锁钩里，然后把钢丝绳尽量拉直，在钢丝绳的两个端口分别用直径为18.5 mm的绳卡与两顺槽顶板锚杆牢牢固定在一起。④用直径为18.5 mm的钢丝绳使绞盘钢丝绳穿过工作面顶板，然后借助绞盘钢丝绳钩头和纤维网连接为一体（离网边约4 m），摇动绞盘，将网片吊起来，再使用14号铁丝，每隔3 m连一扣，把纤维网与直径为18.5 mm的钢丝绳连接起来。⑤割煤进刀完成20架以后立即停机，松动绞盘，把已经割过煤段的网片卸下。挪第一架时，应当首先把相邻两架护帮板打出，让网片与顶板贴合紧密以后，再用移架把网片稳稳托住，然后按照上述循环步骤割煤。

2.3 操作关键步骤

操作关键步骤有：①把所有的柔性纤维网放置在回风巷口，然后在其周围安装导向装置，降低后续网片运输过程的难度。②用采煤机割挂网前1刀煤的时候，要按照从头至尾的顺序，仅割顶煤，然后将支架移除，得到护帮板。③将柔性纤维网与直径为18.5 mm的钢丝绳固定起来。各个摇杆均有钢丝绳，将其穿出网片与起始端钢丝绳结合起来，以工作面中点为起点，分别向两头挑网。④采用单体液压钻机按顺序打锚杆，将网片固定牢固，然后将机道内的人员撤离。⑤割底刀，推移刮板输送机，把绳子都解开，确保网片下落距离为2 m，然后慢慢抽离支架。⑥将支架抽离之后，把网片摇起来再完成一次割煤到收网的四个步骤。特别要注意的是，割回撤通道时候，每割1刀煤，应当立即固定网片，重复此步骤，一直到割通为止。

3 支护方法

当离停采线大约80 m时，开始在运、回顺预定停采线前后10 m处支护架棚。棚梁采用长为5.2 m的“π”型梁，并采用“一梁二柱”的支护方式，棚腿采用单体液压支柱，棚距为1.0 m。在超前停采线15 m范围内打设戴帽点柱，为了确保支架无论在上口还是在下口均可以按照预期旋转，在两个口处都安装了两架8.6 m的“π”型对棚。

回撤通道的顶部采用“锚索+锚杆+托梁+纤维网”的支护方式，锚杆间、排距为0.8 m×0.8 m，锚杆规格为φ20 mm×2 500 mm的螺纹钢锚杆。每条托梁布置6个锚杆，沿工作面倾斜方向呈矩形布置。锚索间距为3.5 m，排距为1.6 m，锚索规格为φ15.24 mm×8 000 mm，树脂锚固剂规格为CK2360。沿工作面走向架设“π”型梁，长度为4.5 m，“π”形梁架设采用“一梁四柱”的支护方式。从铺网线向前推采4 m，钢丝绳间距为1 m，每根长249 m。通道煤帮采用规格为φ20 mm×2 000 mm的螺纹钢锚杆支护，呈矩形安装。

4 回撤通道的施工过程与具体实施方案

回撤通道的施工过程：工作面挂第1道钢丝绳和柔性纤维网→采煤机下行割煤→临时支护→打锚杆（索）→采煤机上行返机→移动刮板输送机→采煤机上部斜切进刀→采煤机下行割煤→开始进行下一个循环。

具体的实施方案可以归纳为以下几点：①当工作面离停采线25 m时，应当使工作面煤壁和停采线处于同一水平线，再调整工作面，使采高接近3.2 m。②当工作面离停采线15 m时开始铺网，在工作面倾斜的方向上选择全长柔性纤维网联网。将网片低速拉运到距采煤机2 m时停机，并沿工作面倾向拉开。③解开柔性纤维网的包装，将柔性纤维网边每3 m连一扣，连接到支架前端的Φ18.5 mm钢丝绳上，然后将位于工作面范围的柔性纤维网都拿起来。将护帮板调整至水平，然后把柔性纤维网打开，平铺于护帮板之上。④把支架放置到规定地点，然后将顶梁升实、升紧，确保初撑力大于或等于设计值。⑤当采煤机还剩下最后4刀时，采煤机下行割30 m后立刻锁闭煤机，用液压锚杆钻机打设锚杆，完成顶板的支护工作。⑥针对设备通道的顶部，可以选择“锚索+锚杆+托梁+纤维网+‘π型钢梁”的支护方法。⑦从铺网线向前推采10.4 mm时，采煤机返至75#支架后停止前移，自下而上将工作面支架与刮板机脱开。把工作面刮板机推到煤帮位置，然后用采煤机再割5刀，得到净宽4.5 m、净高3.2 m的回撤通道。⑧采煤机割完最后1刀，沿工作面走向安装两根长度为4.5 m的“π”型钢梁。

5 结束语

采用柔性纤维网可以有效降低对人工的依赖，降低工作人员的工作强度，提升工作效率，这尤其体现在收尾方面。除此之外，回撤时得到的铺设效果良好，而且可以很好地支护顶板，提升其安全性能。总之，综采面回采挂网时，从经济方面考虑，柔性纤维网的优势相当突出。

〔编辑：王霞〕