综放工作面地质构造段柔性网收尾工艺

崔建勇

(山西高河能源有限公司，山西 长治 047100)

在综放工作面采用柔性网收尾，其工艺工序特点更能满足工作面安全生产要求，特别是在地质构造段收尾时，不仅能够降低职工劳动强度，还能提高安全生产效益。本文结合高河能源公司W1319综放工作面柔性网收尾前期和过程中的围岩管控，以及柔性网收尾与传统金属网收尾工艺进行对比，分析综放工作面在地质构造段采用柔性网收尾的优势及产生的效益，为其他综放工作面在地质构造段采用柔性网收尾提供参考。

1 W1319工作面简介

W1319工作面采用“两进一回”的W型通风方式和无煤柱开采方式。工作面切眼长度334 m，配备215组ZF8500/22/42型中间架，机头尾各配备4组ZFG10800/23/38型支架。在停采线附近工作面机头侧前方为Fe111(H=10.5 m∠75°)逆断层，该断层斜穿整个工作面(见图1)。工作面整体呈下坡趋势，倾角为-3°～-4°，工作面底板起伏较大，50号～130号、130号～170号架之间为塌洼，50号～机头、170号～机尾呈下坡趋势，最高点在170号架，标高+490 m，最低点在103号架，标高+476 m，最低点与最高点落差约14 m。收尾前工作面切眼底板起伏见图2。

2 W1319工作面收尾工艺

2.1 工艺选择

采用柔性网配钢丝绳走向大板/工字钢联合支护的收尾工艺。

2.2 柔性网收尾的优势

1) 可根据工作面顶板实际情况，订制不同规格和强度的柔性网，灵活性大，有利于地质构造段的顶板管理[1]。

2) 网片柔韧轻盈、抗拉强度更大，降低工人劳动强度，避免因顶板破碎导致的破网，提高工人作业的安全性。

3) 具有良好的阻燃抗静电性能，避免带压拉架时产生火花。

4) 网片面积大，操作有辅助设备配合，工作量更小，大大降低了工人劳动强度，提高了安全保障性。

图1 W1319工作面停采线位置示意

图2 收尾前W1319工作面切眼底板起伏示意

2.3 柔性网收尾工艺流程

1) 设计制作柔性网网片、卡箍、滑轮等。根据W1319工作面实际情况，选用JD PET600×600MS型号柔性网，共6片网，其中第1～5片网长度为64 m，宽度为18 m，第6片网长度为44 m，宽度为18 m。

2) 运输柔性网。使用叉车运输至W1319工作面回风巷超前棚处。

3) 安装辅助设备。在支架上安装滑轮、卡箍等辅助吊网设备。

4) 打设吊网锚杆。每隔2组支架在支架间距前梁200～300 mm处打设一根D22 mm×L2 400 mm高强度螺纹钢锚杆，顶板破碎处，打设D22 mm×L5 300 mm吊网锚索。

5) 打设导向单体柱。在回风口两侧三角区至少打3根单体液压支柱，起导向作用，便于柔性网向工作面运输。

6) 向工作面运网。绞车、前溜联合将柔性网运送至工作面[2]。

7) 吊网、展网、联网。利用辅助吊网设备将柔性网吊起、展开，使用16号铅丝将柔性网连接起来。

3 地质构造段收尾围岩控制

3.1 收尾前矿压显现处围岩控制

1) 工作面调斜，控制断层围岩破坏范围。在胶带巷、回风巷、进风巷距停采线前后20 m范围内打设钻孔探测Fe111逆断层的实际位置和影响范围，根据探测情况、设备情况，将工作面调斜10°。

2) 矿压显现处围岩加固。结合W1319工作面实际情况，编制加固措施，对停采线附近区域的煤墙、顶板和工作面断层影响区域采用超前注浆的方法进行加固[3]。

3) 加强矿压显现处围岩支护。对机头、尾及回风巷停采线位置前后20 m范围内，采用补联金属网、缩小支护棚距等措施，加强矿压显现处的围岩支护。

4) 强化设备检修。对工作面设备进行全面排查检修，特别是液压系统进行全面的检修维护，确保设备完好，满足地质构造段收尾过程中的支护需求[4]。

3.2 收尾过程中围岩控制

1) 降低割煤速度、拉超前架，管理地质构造段顶板。在机组通过地质构造段时，降低割煤速度，随前滚筒推进超前拉架，机组过后及时放下柔性网、打出逼帮板和伸缩梁，及时维护地质构造段顶板[5]。

2) 增补金属网+钢丝绳的方法，补强地质构造段顶板支护。即：在地质构造段的柔性网上联上双层金属网，并增加一条钢丝绳，更好地维护顶板。

3) 缩短窜大板距离，避免大面积漏顶。窜大板正常为10组支架窜一次大板，经过地质构造段时调整为1～3组支架窜一次大板，避免顶板大面积垮落。

4) 优化注浆工艺，提升加固顶板的能力。在地质构造段注浆时，采用增大注浆孔角度、深度和增加封孔长度的方法，确保浆体尽可能地在顶板区域凝固。

5) 超前维护煤墙，防止片帮。割最后一刀煤，机组通过地质构造段时，超前在煤墙上打设锚杆，及时维护煤墙，防止片帮或已片帮区域扩大。

4 取得的效益

4.1 安全效益

1) 柔性网灵活性大，更加适应煤矿安全生产的需求，特别是在地质构造段能够根据实际情况配备相应强度的柔性网，安全性能更高。

2) 柔性网抗拉强度更大，在地质构造段使用，不易破网，维护顶板更加安全。

3) 柔性网收尾工艺流程简单，吊网、展网、联网等工作有辅助设备配合，工作量更小，大大降低了工人劳动强度，提高了安全保障性。

4) 矿压显现段围岩控制更好，提升了推进效率，降低了采动对顶板和煤墙的影响，更加容易管理顶板和煤墙[6]。

5) 柔性网具有良好的阻燃抗静电性能，降低了生产风险。

4.2 经济效益

1) 节约了运输成本。W1319工作面如果采用金属网收尾，需金属网1 m×3 m网100卷，用于吊网；1 m×10 m网1 500卷(其中单网6趟、双网17趟)，用于维护顶板。采用金属网收尾共需运输车辆64台，人工装车、运送至工作面及展网共需运送4 600次。采用柔性网收尾需柔性网6片，共需运输车辆12台，全程机械运输，几乎不需要人工运输。台班费按2 200元计算，每班每人约运送50次金属网，每人每班人工成本按200元计算，节约成本为：

C运输=(64-12)×2 200+4 600÷50×200

=13.28万元。

2) 节约了联网成本。金属网收尾需使用16号铅丝约1 600 kg，采用柔性网收尾需使用16号铅丝约15kg，16号铅丝按4.5元/kg计算，节约成本为：

C联网=(1 600-15)×4.5≈0.71万元。

3) 节约了人工成本。金属网收尾共需19个班，每班平均需人工数约50人；柔性网收尾共用13个班，每班平均需人工数约30人。每人每班人工成本按200元计算，节约成本为：

C人工=(19×50-13×30)×200

=11.2万元。

4) 提升了资源回收效益。金属网收尾顶板全长约16 m，柔性网对顶板控制更好，收尾顶板全长控制在14.4 m，增加了1.6 m进尺的放煤量。单循环进尺0.8 m，单循环产量按3 000 t计算，每吨原煤按700元计算，W1319工作面采放比为1∶0.86，故资源回收效益为：

C回收=(1.6÷0.8)×3 000×0.86÷(1+0.86)

×700≈194.19万元。

综上，柔性网收尾经济效益为：

C= C运输+ C联网+ C人工+ C回收

=13.28+0.71+11.2+194.19

=219.38万元。

5 结 语

通过在W1319综放工作面地质构造段应用柔性网收尾工艺，并对工作面地质构造段的围岩进行管控，进一步优化了综放工作面收尾工艺。与传统工艺对比分析，柔性网收尾的优势、安全性和产生的效益更高，为其他综放工作面在地质构造段收尾提供了参考。