西曲礦28308 工作面收尾工藝的改進(jìn)

田樹平

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司西曲礦，山西 古交 030200）

綜采工作面的支架、采機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備是否能安全回撤，工作面鋪網(wǎng)收尾的質(zhì)量好壞起著至關(guān)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(jìn)新工藝。

1 工作面基本情況

28308 工作面井下位于北三盤區(qū)中部，南臨北983 運(yùn)輸大巷，西靠西983 運(yùn)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(qū)和24302、24303采空區(qū)，層間距約51～83 m，與相鄰28307、28309工作面均留設(shè)20 m 保護(hù)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(wú)公路、無(wú)地面建筑物及水體。

28308 工作面設(shè)計(jì)走向?yàn)?00 m，工作面長(zhǎng)度為200 m，采高為4 m，可采儲(chǔ)量45 萬(wàn)t，采用綜合機(jī)械化開采。根據(jù)2021 年采煤銜接規(guī)劃，月產(chǎn)量為9 萬(wàn)t，可采期5 個(gè)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(wǎng)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(wèn)題

28308 工作面由本隊(duì)負(fù)責(zé)回采，回采至停采線附近時(shí)，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(wèn)題：圓木插梁、木棚支護(hù)強(qiáng)度小，材料消耗大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境安全系數(shù)低，施工效率低，工作面回撤期間需頻繁維護(hù)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(nèi)封閉的要求。因此，需要引進(jìn)新工藝，確保工作面的安全高效回撤。

3 改進(jìn)工藝

在28308 工作面鋪網(wǎng)收尾的過(guò)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(hù)的方式。具體工藝如下：

（1）28308 綜采工作面距停采線12 m 時(shí)開始鋪網(wǎng)收尾，采高調(diào)整為3.5 m。

（2）鋪網(wǎng)時(shí)，金屬網(wǎng)長(zhǎng)邊平行于工作面鋪設(shè)，必須鋪至上下出口兩幫，機(jī)頭方向的網(wǎng)壓機(jī)尾方向的網(wǎng)，第一排鐵絲網(wǎng)壓第二排鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)之間的搭接長(zhǎng)度為300 mm，網(wǎng)規(guī)格如圖2。

圖2 28308 工作面鋪網(wǎng)收尾圖（mm）

（3）鋪板梁時(shí)，板梁平面朝上，平行于工作面鋪設(shè)，第二排板梁開始必須錯(cuò)接，交錯(cuò)對(duì)接不少于400 mm（遇陷落柱、斷層等構(gòu)造或頂板破碎時(shí)，板梁改為工字鋼并鋪雙層金屬網(wǎng)，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(zhǎng)礦用11#工字鋼），金屬網(wǎng)與板梁之間采用鈀釘聯(lián)接牢固。板梁共鋪設(shè)6 排，板梁規(guī)格為Ф200 mm×4000 mm板梁的1/2。

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

（5）擴(kuò)循環(huán)后，工作面每個(gè)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(gòu)造或頂板破碎時(shí)，挑三根梁，間距0.5 m，加強(qiáng)支護(hù)），梁頭下打設(shè)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(hù)圖（mm）

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

（7）擴(kuò)循環(huán)后在煤壁打設(shè)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(jī)頭前五個(gè)支架插梁兩邊打設(shè)起吊錨桿（規(guī)格為Ф17.8 mm×3200 mm 的鋼絞線）固定，機(jī)尾后五個(gè)支架挑梁兩邊打設(shè)起吊錨索（規(guī)格同上）并配合長(zhǎng)為4000 mm 的11#工字鋼固定，梁間交錯(cuò)500 mm 布置。在28308 工作面副巷口與正巷口抹角，抹角后架設(shè)長(zhǎng)度為6000 mm的11#工字鋼雙抬棚梁并配合單體維護(hù)，在抬棚兩端打設(shè)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(nèi)打設(shè)起吊錨索（當(dāng)頂板完好時(shí)，優(yōu)先采用錨桿）并配合長(zhǎng)為4000 mm 的11#工字鋼固定，錨索規(guī)格為Φ17.8 mm×3200 mm的鋼絞線。

4 效果分析

28308 工作面使用鋪網(wǎng)收尾新工藝后，收尾時(shí)間從以往15 d 減少為8 d，回撤時(shí)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(yè)環(huán)境的安全。

5 關(guān)鍵問(wèn)題和創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 關(guān)鍵問(wèn)題

28308 工作面鋪網(wǎng)收尾新工藝與傳統(tǒng)工藝相比較，可以解決的關(guān)鍵問(wèn)題有：

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

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

5.2 創(chuàng)新點(diǎn)

工字鋼挑梁配合單體棚腿的應(yīng)用大大提高了支護(hù)強(qiáng)度，縮短了挑梁架腿的工時(shí)，提高了工作效率，同時(shí)也為工作面回撤支架提供了強(qiáng)有力的安全保障。

6結(jié)論

本文主要通過(guò)在28308 工作面采用工字鋼挑梁配合單體液壓支柱的鋪網(wǎng)收尾工藝，改進(jìn)了傳統(tǒng)的“圓木+木棚”的收尾工藝，創(chuàng)造性地解決了舊工藝勞動(dòng)強(qiáng)度大、耗工費(fèi)時(shí)、木棚及圓木支護(hù)強(qiáng)度小、安全系數(shù)低、頂板事故頻發(fā)等問(wèn)題，保證了工作面的安全高效回撤，此工藝的成功實(shí)踐對(duì)西曲礦類似地質(zhì)條件工作面的回撤具有重要的參考價(jià)值。