綜放工作面地質(zhì)構(gòu)造段柔性網(wǎng)收尾工藝

崔建勇

(山西高河能源有限公司，山西 長(zhǎng)治 047100)

在綜放工作面采用柔性網(wǎng)收尾，其工藝工序特點(diǎn)更能滿足工作面安全生產(chǎn)要求，特別是在地質(zhì)構(gòu)造段收尾時(shí)，不僅能夠降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，還能提高安全生產(chǎn)效益。本文結(jié)合高河能源公司W(wǎng)1319綜放工作面柔性網(wǎng)收尾前期和過(guò)程中的圍巖管控，以及柔性網(wǎng)收尾與傳統(tǒng)金屬網(wǎng)收尾工藝進(jìn)行對(duì)比，分析綜放工作面在地質(zhì)構(gòu)造段采用柔性網(wǎng)收尾的優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)生的效益，為其他綜放工作面在地質(zhì)構(gòu)造段采用柔性網(wǎng)收尾提供參考。

1 W1319工作面簡(jiǎn)介

W1319工作面采用“兩進(jìn)一回”的W型通風(fēng)方式和無(wú)煤柱開(kāi)采方式。工作面切眼長(zhǎng)度334 m，配備215組ZF8500/22/42型中間架，機(jī)頭尾各配備4組ZFG10800/23/38型支架。在停采線附近工作面機(jī)頭側(cè)前方為Fe111(H=10.5 m∠75°)逆斷層，該斷層斜穿整個(gè)工作面(見(jiàn)圖1)。工作面整體呈下坡趨勢(shì)，傾角為-3°～-4°，工作面底板起伏較大，50號(hào)～130號(hào)、130號(hào)～170號(hào)架之間為塌洼，50號(hào)～機(jī)頭、170號(hào)～機(jī)尾呈下坡趨勢(shì)，最高點(diǎn)在170號(hào)架，標(biāo)高+490 m，最低點(diǎn)在103號(hào)架，標(biāo)高+476 m，最低點(diǎn)與最高點(diǎn)落差約14 m。收尾前工作面切眼底板起伏見(jiàn)圖2。

2 W1319工作面收尾工藝

2.1 工藝選擇

采用柔性網(wǎng)配鋼絲繩走向大板/工字鋼聯(lián)合支護(hù)的收尾工藝。

2.2 柔性網(wǎng)收尾的優(yōu)勢(shì)

1) 可根據(jù)工作面頂板實(shí)際情況，訂制不同規(guī)格和強(qiáng)度的柔性網(wǎng)，靈活性大，有利于地質(zhì)構(gòu)造段的頂板管理[1]。

2) 網(wǎng)片柔韌輕盈、抗拉強(qiáng)度更大，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，避免因頂板破碎導(dǎo)致的破網(wǎng)，提高工人作業(yè)的安全性。

3) 具有良好的阻燃抗靜電性能，避免帶壓拉架時(shí)產(chǎn)生火花。

4) 網(wǎng)片面積大，操作有輔助設(shè)備配合，工作量更小，大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全保障性。

圖1 W1319工作面停采線位置示意

圖2 收尾前W1319工作面切眼底板起伏示意

2.3 柔性網(wǎng)收尾工藝流程

1) 設(shè)計(jì)制作柔性網(wǎng)網(wǎng)片、卡箍、滑輪等。根據(jù)W1319工作面實(shí)際情況，選用JD PET600×600MS型號(hào)柔性網(wǎng)，共6片網(wǎng)，其中第1～5片網(wǎng)長(zhǎng)度為64 m，寬度為18 m，第6片網(wǎng)長(zhǎng)度為44 m，寬度為18 m。

2) 運(yùn)輸柔性網(wǎng)。使用叉車運(yùn)輸至W1319工作面回風(fēng)巷超前棚處。

3) 安裝輔助設(shè)備。在支架上安裝滑輪、卡箍等輔助吊網(wǎng)設(shè)備。

4) 打設(shè)吊網(wǎng)錨桿。每隔2組支架在支架間距前梁200～300 mm處打設(shè)一根D22 mm×L2 400 mm高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，頂板破碎處，打設(shè)D22 mm×L5 300 mm吊網(wǎng)錨索。

5) 打設(shè)導(dǎo)向單體柱。在回風(fēng)口兩側(cè)三角區(qū)至少打3根單體液壓支柱，起導(dǎo)向作用，便于柔性網(wǎng)向工作面運(yùn)輸。

6) 向工作面運(yùn)網(wǎng)。絞車、前溜聯(lián)合將柔性網(wǎng)運(yùn)送至工作面[2]。

7) 吊網(wǎng)、展網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)。利用輔助吊網(wǎng)設(shè)備將柔性網(wǎng)吊起、展開(kāi)，使用16號(hào)鉛絲將柔性網(wǎng)連接起來(lái)。

3 地質(zhì)構(gòu)造段收尾圍巖控制

3.1 收尾前礦壓顯現(xiàn)處圍巖控制

1) 工作面調(diào)斜，控制斷層圍巖破壞范圍。在膠帶巷、回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷距停采線前后20 m范圍內(nèi)打設(shè)鉆孔探測(cè)Fe111逆斷層的實(shí)際位置和影響范圍，根據(jù)探測(cè)情況、設(shè)備情況，將工作面調(diào)斜10°。

2) 礦壓顯現(xiàn)處圍巖加固。結(jié)合W1319工作面實(shí)際情況，編制加固措施，對(duì)停采線附近區(qū)域的煤墻、頂板和工作面斷層影響區(qū)域采用超前注漿的方法進(jìn)行加固[3]。

3) 加強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)處圍巖支護(hù)。對(duì)機(jī)頭、尾及回風(fēng)巷停采線位置前后20 m范圍內(nèi)，采用補(bǔ)聯(lián)金屬網(wǎng)、縮小支護(hù)棚距等措施，加強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)處的圍巖支護(hù)。

4) 強(qiáng)化設(shè)備檢修。對(duì)工作面設(shè)備進(jìn)行全面排查檢修，特別是液壓系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢修維護(hù)，確保設(shè)備完好，滿足地質(zhì)構(gòu)造段收尾過(guò)程中的支護(hù)需求[4]。

3.2 收尾過(guò)程中圍巖控制

1) 降低割煤速度、拉超前架，管理地質(zhì)構(gòu)造段頂板。在機(jī)組通過(guò)地質(zhì)構(gòu)造段時(shí)，降低割煤速度，隨前滾筒推進(jìn)超前拉架，機(jī)組過(guò)后及時(shí)放下柔性網(wǎng)、打出逼幫板和伸縮梁，及時(shí)維護(hù)地質(zhì)構(gòu)造段頂板[5]。

2) 增補(bǔ)金屬網(wǎng)+鋼絲繩的方法，補(bǔ)強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造段頂板支護(hù)。即：在地質(zhì)構(gòu)造段的柔性網(wǎng)上聯(lián)上雙層金屬網(wǎng)，并增加一條鋼絲繩，更好地維護(hù)頂板。

3) 縮短竄大板距離，避免大面積漏頂。竄大板正常為10組支架竄一次大板，經(jīng)過(guò)地質(zhì)構(gòu)造段時(shí)調(diào)整為1～3組支架竄一次大板，避免頂板大面積垮落。

4) 優(yōu)化注漿工藝，提升加固頂板的能力。在地質(zhì)構(gòu)造段注漿時(shí)，采用增大注漿孔角度、深度和增加封孔長(zhǎng)度的方法，確保漿體盡可能地在頂板區(qū)域凝固。

5) 超前維護(hù)煤墻，防止片幫。割最后一刀煤，機(jī)組通過(guò)地質(zhì)構(gòu)造段時(shí)，超前在煤墻上打設(shè)錨桿，及時(shí)維護(hù)煤墻，防止片幫或已片幫區(qū)域擴(kuò)大。

4 取得的效益

4.1 安全效益

1) 柔性網(wǎng)靈活性大，更加適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的需求，特別是在地質(zhì)構(gòu)造段能夠根據(jù)實(shí)際情況配備相應(yīng)強(qiáng)度的柔性網(wǎng)，安全性能更高。

2) 柔性網(wǎng)抗拉強(qiáng)度更大，在地質(zhì)構(gòu)造段使用，不易破網(wǎng)，維護(hù)頂板更加安全。

3) 柔性網(wǎng)收尾工藝流程簡(jiǎn)單，吊網(wǎng)、展網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)等工作有輔助設(shè)備配合，工作量更小，大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全保障性。

4) 礦壓顯現(xiàn)段圍巖控制更好，提升了推進(jìn)效率，降低了采動(dòng)對(duì)頂板和煤墻的影響，更加容易管理頂板和煤墻[6]。

5) 柔性網(wǎng)具有良好的阻燃抗靜電性能，降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

1) 節(jié)約了運(yùn)輸成本。W1319工作面如果采用金屬網(wǎng)收尾，需金屬網(wǎng)1 m×3 m網(wǎng)100卷，用于吊網(wǎng)；1 m×10 m網(wǎng)1 500卷(其中單網(wǎng)6趟、雙網(wǎng)17趟)，用于維護(hù)頂板。采用金屬網(wǎng)收尾共需運(yùn)輸車輛64臺(tái)，人工裝車、運(yùn)送至工作面及展網(wǎng)共需運(yùn)送4 600次。采用柔性網(wǎng)收尾需柔性網(wǎng)6片，共需運(yùn)輸車輛12臺(tái)，全程機(jī)械運(yùn)輸，幾乎不需要人工運(yùn)輸。臺(tái)班費(fèi)按2 200元計(jì)算，每班每人約運(yùn)送50次金屬網(wǎng)，每人每班人工成本按200元計(jì)算，節(jié)約成本為：

C運(yùn)輸=(64-12)×2 200+4 600÷50×200

=13.28萬(wàn)元。

2) 節(jié)約了聯(lián)網(wǎng)成本。金屬網(wǎng)收尾需使用16號(hào)鉛絲約1 600 kg，采用柔性網(wǎng)收尾需使用16號(hào)鉛絲約15kg，16號(hào)鉛絲按4.5元/kg計(jì)算，節(jié)約成本為：

C聯(lián)網(wǎng)=(1 600-15)×4.5≈0.71萬(wàn)元。

3) 節(jié)約了人工成本。金屬網(wǎng)收尾共需19個(gè)班，每班平均需人工數(shù)約50人；柔性網(wǎng)收尾共用13個(gè)班，每班平均需人工數(shù)約30人。每人每班人工成本按200元計(jì)算，節(jié)約成本為：

C人工=(19×50-13×30)×200

=11.2萬(wàn)元。

4) 提升了資源回收效益。金屬網(wǎng)收尾頂板全長(zhǎng)約16 m，柔性網(wǎng)對(duì)頂板控制更好，收尾頂板全長(zhǎng)控制在14.4 m，增加了1.6 m進(jìn)尺的放煤量。單循環(huán)進(jìn)尺0.8 m，單循環(huán)產(chǎn)量按3 000 t計(jì)算，每噸原煤按700元計(jì)算，W1319工作面采放比為1∶0.86，故資源回收效益為：

C回收=(1.6÷0.8)×3 000×0.86÷(1+0.86)

×700≈194.19萬(wàn)元。

綜上，柔性網(wǎng)收尾經(jīng)濟(jì)效益為：

C= C運(yùn)輸+ C聯(lián)網(wǎng)+ C人工+ C回收

=13.28+0.71+11.2+194.19

=219.38萬(wàn)元。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)在W1319綜放工作面地質(zhì)構(gòu)造段應(yīng)用柔性網(wǎng)收尾工藝，并對(duì)工作面地質(zhì)構(gòu)造段的圍巖進(jìn)行管控，進(jìn)一步優(yōu)化了綜放工作面收尾工藝。與傳統(tǒng)工藝對(duì)比分析，柔性網(wǎng)收尾的優(yōu)勢(shì)、安全性和產(chǎn)生的效益更高，為其他綜放工作面在地質(zhì)構(gòu)造段收尾提供了參考。