綜采放頂煤工作面收尾工藝優(yōu)化研究實(shí)踐

劉國(guó)勇

（山西長(zhǎng)治三元晉永泰煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 047100）

綜采工作面收尾采用金屬網(wǎng)假頂，在支架頂梁上鋪設(shè)鋼絲繩，配合錨桿、錨索進(jìn)行頂板和煤壁的支護(hù)[1]。整個(gè)過程工序復(fù)雜，人力材料投入多，且易發(fā)生冒頂事故，危及人身安全[2]。在實(shí)際生產(chǎn)過程中一般采用措施有：確定合適的停采位置，避開周期來壓區(qū)段，頂板完整處[3]支架上鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)或聚酯纖維柔性網(wǎng)，收尾期間通過嚴(yán)密的生產(chǎn)組織，各種工序合理安排，盡量縮短收尾工期。

1 原收尾工藝存在的問題

晉永泰煤業(yè)15201綜采工作面煤層均厚4 m，工作面長(zhǎng)150 m，傾斜長(zhǎng)壁開采，綜采放頂煤回采工藝，采高2.1 m，截深0.6 m，頂板采用全部垮落法管理。該工作面頂板為深灰色厚層K2石灰?guī)r，厚7.8 m，屬堅(jiān)硬頂板，巖石級(jí)別為Ⅲa級(jí)，頂煤均厚1.8 m，收尾期間頂煤厚度不足1.8 m段極易破碎、與堅(jiān)硬頂板發(fā)生離層，造成工作面上網(wǎng)困難、多段推網(wǎng)等情況。針對(duì)頂煤破碎離層段、回撤通道墜包段一直采用支架上方架設(shè)平行于工作面大板、梁前挑大板、打設(shè)逼幫柱等方式進(jìn)行配合鋼絲繩、錨桿錨索支護(hù)頂板，這種方式坑木消耗多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)系數(shù)高。另外，因工作面底板為灰色泥巖（膨脹性軟巖）[4]，厚度13.6 m，穩(wěn)定性差，遇水易軟化膨脹，在降架和拖架過程中排出的乳化液及工作面淋水使底板泡水，支架回撤通道底板呈軟化、膠黏狀態(tài)，造成出架、拖架困難，嚴(yán)重影響工作面設(shè)備回撤進(jìn)度。

2 收尾工藝改進(jìn)方案

2.1 收尾工藝順序

飄刀找頂→工作面正常平推→停止放煤→上引網(wǎng)→收尾區(qū)域鋪單層菱形網(wǎng)片→鋪雙層菱形網(wǎng)片→上鋼絲繩→回撤通道打錨桿錨索→停止拉架→煤墻上網(wǎng)、打錨桿→清煤。

2.2 工作面收尾方案

（1）在距停采線30 m時(shí)，工作面開始飄刀找頂，每刀飄高幅度為100 mm，工作面頂煤平均厚度按照1.8 m計(jì)算，預(yù)計(jì)推進(jìn)10.8 m（18刀煤）后支架能夠跟上頂板。在確保工作面支架全部見頂后開始平推，在距停采線19 m的位置開始將工作面逐步順平，保證支架接頂嚴(yán)密，確保距停采線12 m上網(wǎng)前工程質(zhì)量必須達(dá)到“三直一平”。

（2）距停采線11.4 m（第1刀后）時(shí)，在支架前梁上方，垂直于工作面順支架方向上引網(wǎng)。為確保引網(wǎng)鋪設(shè)質(zhì)量，采用每?jī)山M支架上方平行工作面架設(shè)一根2.5 m半木圓進(jìn)行挑網(wǎng)，拉架過程中兩組支架相互支撐網(wǎng)片，一支一拉；距停采線10.8 m（第2刀后）上單層菱形網(wǎng)片；距停采線9.6 m（第4刀后）時(shí)，開始鋪設(shè)雙層菱形網(wǎng)片；工作面推進(jìn)至距停采線7.2 m（第8刀后）時(shí)，支架前梁上鋼絲繩；距停采線1.8 m（第17刀后）時(shí)，工作面支架全部停止移架，只頂前溜，割最后3刀煤。

收尾范圍工作面機(jī)頭和機(jī)尾，推進(jìn)長(zhǎng)度12 m，共計(jì)20個(gè)循環(huán)，每循環(huán)進(jìn)度0.6 m，每刀上一趟網(wǎng)，共計(jì)20趟，其中引網(wǎng)1趟，單層菱形網(wǎng)3趟，雙層菱形網(wǎng)16趟。最后1刀煤結(jié)束后，支架梁端距煤壁（1.8±0.1） m。

（3）工作面收尾工序及要求

① 鋪聯(lián)網(wǎng)。距停采線12 m（共需推進(jìn)20刀）時(shí)，開始從排頭架至排尾架沿煤壁方向（傾向）鋪設(shè)經(jīng)緯片網(wǎng)（2 m×1.05 m），將支架前梁落下，用長(zhǎng)把工具將前梁上的浮煤清理干凈，將網(wǎng)及半圓木塞到前梁上，將支架升緊，引網(wǎng)露出前梁200～300 m便于后續(xù)聯(lián)網(wǎng)。片網(wǎng)上好后及時(shí)上單層菱形金屬網(wǎng)（10 m×1.05 m），長(zhǎng)短邊搭接200 m，第一行孔孔相聯(lián)，第二行隔孔相聯(lián)，采取雙絲三扣，擰緊鎖邊[5]。

單層菱形金屬網(wǎng)鋪至頂梁上距停采線9.6 m時(shí)，即推進(jìn)4刀后開始沿煤壁方向鋪聯(lián)雙層菱形金屬網(wǎng)，長(zhǎng)邊交錯(cuò)搭接，短邊搭接200～300 mm，相聯(lián)兩行，第一行孔孔相聯(lián)，第二行隔孔相聯(lián)，雙層網(wǎng)要保證到停采時(shí)被老塘壓實(shí)。

停產(chǎn)時(shí)要求煤壁掛單層菱形網(wǎng)，掛到煤壁的部分不得小于煤壁高度的2/3，網(wǎng)長(zhǎng)邊搭接200 mm，短邊搭接300 mm，工作面菱形網(wǎng)與兩巷頂網(wǎng)交叉聯(lián)接，聯(lián)接長(zhǎng)度不小于500 mm。

②上鋼絲繩。距停采線7.2 m時(shí)，即推進(jìn)第8刀煤時(shí)開始平行于工作面上第一趟鋼絲繩。將鋼絲繩平行于工作面拉直，聯(lián)到支架頂梁下1.2 m處，間距600 mm。鋼絲繩與金屬網(wǎng)每隔300 mm聯(lián)一孔，每孔雙絲三扣，必須先移除支架，并打出前探梁，然后每刀上一趟鋼絲繩，共上9趟。

鋼絲繩隨金屬網(wǎng)一起上至支架端面頂板處，保證收尾結(jié)束時(shí)，支架端面頂板上五趟，掩護(hù)梁和尾梁上共四趟。鋼絲繩搭接處交叉長(zhǎng)度不得小于10 m，鋼絲繩要穿過排頭架、排尾架，與兩巷打設(shè)的專用錨桿聯(lián)接牢固，使用繩卡緊為一體，繩頭的卡繩長(zhǎng)度不小于600 mm，繩卡打設(shè)不少于5道，繩卡間距均勻。

（4）回撤通道頂板支護(hù)

在距停采線1.8 m位置開始，停止移架只推前溜，開始向頂板方向打設(shè)錨桿，錨桿排距為0.6 m，間距為1.5 m。在距離停采線0.9 m的位置打設(shè)一排錨索，間距為3 m，保證收尾處頂板完整，減輕頂板對(duì)前梁的壓力，便于回撤。

（5）煤壁側(cè)支護(hù)

煤壁側(cè)打設(shè)兩排錨桿，錨桿間距為1.5 m，上距頂0.3 m，下距底0.7 m，呈三花眼布置，將單層菱形網(wǎng)錨固在煤壁上。

（6）工作面上、下端頭的支護(hù)

由于綜采支架外形體積比較大，工作面收尾處上下口斷面跨度必須加大，該處壓力也明顯增大[6]，為此要在工作面上、下口采用錨索加強(qiáng)支護(hù)，并在工作面上、下端口搭設(shè)木垛進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)[7]。收尾工作面支護(hù)剖面圖如圖1。

圖1 收尾工作面支護(hù)剖面圖（mm）

3 效果

采用提前飄刀接頂和“鋼絲繩-錨網(wǎng)＋錨索”支護(hù)方式收尾，大大減少了木材消耗，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了收尾工序，提高了安全性，對(duì)提高綜采工作面回撤效率和安全保障性有很大意義[8]，也降低了收尾費(fèi)用。同時(shí)，這種方式使工作面設(shè)備回收容易，縮短了工作面收尾及設(shè)備回收時(shí)間，同傳統(tǒng)的上大板配合支護(hù)相比，就坑木這一項(xiàng)可節(jié)約木材230 m3，縮短了工作面收尾和設(shè)備回撤時(shí)間8 d，每天按照60個(gè)工計(jì)算，可節(jié)約投工480個(gè)，節(jié)約了收尾期間的工資費(fèi)用，提高了工時(shí)利用率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了效益。

4 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)綜放工作面收尾及設(shè)備回收階段特征分析總結(jié)，提前飄刀接頂和“鋼絲繩-錨網(wǎng)+錨索”支護(hù)起到了很好的頂板支護(hù)和高效的設(shè)備回撤效果，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益，提高了工作面收尾及回撤速度，對(duì)于類似的工作面收尾回撤具有較好的借鑒價(jià)值，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）減少了支架上架設(shè)大板，節(jié)省了時(shí)間。過去的收尾方法，必須割過幾架后對(duì)頂煤破碎處采用停機(jī)、降架、上大板的方法，不僅耽誤時(shí)間，工人操作時(shí)危險(xiǎn)性也較大，而且降架時(shí)空頂時(shí)間加長(zhǎng)，易引起冒頂，不利于頂板管理。采用新工藝，支架接頂后僅上菱形網(wǎng)和鋼絲繩，不必降架，可以和采煤機(jī)割煤、推溜、移架協(xié)調(diào)作業(yè)，循環(huán)速度加快，也保證了支架嚴(yán)密接頂[9]，有利于工作面收尾階段回采時(shí)的頂板管理，避免了過去上大板時(shí)過于硬性而被壓折，以至于局部網(wǎng)破、冒頂情況的出現(xiàn)。

（2）解決了回撤時(shí)出架困難的問題。采用提前飄刀后，膨脹性泥巖底板全部被底煤覆蓋，支架回收過程中回撤通道未出現(xiàn)底板膨脹、膠黏情況，大大提高了出架的進(jìn)度和回收期間的安全工作。