矿用柔性网铺顶工艺在综采工作面收尾回撤中的应用

摘 要：综采工作面的末采顶板管理和回撤期间的顶板管理是煤矿安全工作中的重要环节，传统的回撤方法采用的铺金属网，在回撤通道扩帮期间每个循环都需要作业人员人工运网、挂网、联网，作业人员频繁进入煤壁侧运输机上，劳动强度大，存在一定的安全隐患。革瑞特矿用高强聚酯纤维柔性网采用一次性挂网铺顶工艺代替金属网片铺网、联网工艺，简化了收尾工序，降低了劳动强度，减少了作业人员频繁进入煤壁侧挂网、联网的工序，有效的降低了风险，消除了频繁挂网、联网的危险源，作业人员的安全得到了保障。

关键词：综采工作面；高强度聚酯纤维矿用柔性网；铺顶工艺；工作面回撤

【分类号】：TB44.1

引 言

近年来随着煤矿开采技术的不断完善和提高，保证安全生产的新技术新工艺在煤矿的应用，为煤矿安全生产提供了强有力的技术支持和安全保障，而且实现了高产高效，快速推进。综采工作面末采的顶板管理、设备的安全快速回撤尤为重要，也是煤矿各项工作中的重点。

韩家湾煤炭公司针对2403工作面回撤，在末采撤面铺网上引进了新的工艺，通过一排锚杆固定钢丝绳用于固定柔性网，全工作面采用一次性整体挂网，以往在末采中使用金属铁丝网，作业人员频繁进入撤出支架的区域进行维护顶板作业，这次改为矿用柔性网，使回撤出支架区域的顶板得到了有效控制。

一、2403综采工作面概况

韩家湾煤炭公司2403综采工作面北临2402回采工作面采空区，西接四盘区回风巷，东部为矿井边界，南部为2404备采工作面。工作面走向长度为2857 m（切眼帮～停采线），倾斜长度为261m，煤层平均厚度为4.2m，煤层倾角1～3°。顶板岩性主要为细粒长石砂岩、浅灰色粉砂岩；底板岩性主要为浅灰色粉砂岩、沙质泥岩，顶底板岩性致密、坚硬，岩性力学性质属于中等冒落及难冒落型。 工作面共安装液压支架153台，工作面停采位置机尾段遇地质变化带，顶板有离层现象，前部紧邻前部工作面切眼（停采线距前部切眼20米），顶板压力不稳定，片帮大。

二、传统金属铁丝网铺、联网工艺的缺点

综采工作面的回撤工作一直存在较多不安全因素，特别是支架回撤通道的留设，支架撤除期间的顶板管理更是重中之重，为了实现综采工作面回撤安全，综采工作面末采期间均要创造撤面条件，我公司一直沿用传统工艺，即工作面采用金属网铺、联网工艺，从距工作面停采线15m时开始全面铺设金属网来加强顶板管理，工作面金属网铺、联网工艺存在以下缺点：

（一）工作面每推进一刀都要进行一次铺、联网作业，联网工序复杂，工作量大，金属网联网时间较长，影响工作面末采收尾的效率；

（二）金属网联网需要人工操作较多，要频繁运网，在运输巷道内、煤壁前作业，作业人员劳动强度高，安全系数低，给工作面安全管理带来隐患；

（三）工作面铺设金属网后，造成推进速度放缓，对工作面采空区防灭火造成了不利影响；

（四）工作面邻近停采线区域工作面后部出现地质变化带，煤层变薄，撤面期间为了控制煤壁及顶板的稳定性，保证人员安全，需采取降低采高的方法控制煤壁和顶板，导致丢煤，造成资源浪费。

为保证综采工作面安全高效回撤，2403工作面采用强聚酯纤维柔性网铺顶工艺代替传统金属网片铺、联网工艺。

三、高强聚酯纤维矿用柔性网铺顶工艺

（一）高强聚酯纤维矿用柔性网铺设

距停采线 15m 时开始全面铺设高强度聚酯纤维矿用柔性网，铺网范围：沿工作面倾斜方向至两端头，沿工作面走向推进方向铺设至停采位置。纤维网尺寸：长 × 宽 = 275m × 15m，为了便于运输，将网装在8×2×2m的运输架，便于一次性运网，工作面采用高强聚酯纤维柔性网一次性整体挂网，如图 1 所示。

图 1 高强聚酯纤维柔性网一次性整体挂网示意图

（二）铺网时使用纤维网片，具体操作步骤如下：

1、纤维网片运输至回风巷后，使用采煤机将柔性网拉展平放在刮板输送机内；

2、开始上网时，顺着支架前梁间距3.5m平行于工作面煤壁打1排顶锚杆，固定钢丝绳，然后将柔性网一边固定在顶板上进行铺网作业。

3、起吊柔性网片。先将支架护帮板打到垂直位置，然后降架，将柔性网与护帮板边孔连接在一起，每架进行1次连接，连接好后，升架，将纤维网吊挂平展。

4、使用手动绞盘将纤维网拉回至顶梁下面，以防采煤机割破。手动绞盘端固定在支架立柱上，滑轮吊挂在支架顶梁吊环上，每架安设手动绞盘一台。

5、采煤机正常割煤后，松开手动绞盘将柔性网放下，隔架打出护帮板，确保网的平整，然后作业人员隔架移架，依次循环。

四、撤架通道支护

（一）当工作面推进到距停采线4.25m时，工作面停止移架，只推移输送机，向前继续回采至停采线。

（二）停止拉架后的第一刀割过后，立即打出支架护帮板支护顶板，以便于锚杆、锚索支护作业，顶板锚杆采用Φ16mm×1800mm，每根锚杆采用1卷CK3540型树脂药卷锚固，锚索采用Φ15.24mm×8000mm，每根锚索采用3卷CK3540型树脂药卷锚固。

（三）第二刀割煤后，关停采煤机和刮板输送机，然后靠煤帮支护一排单体支柱作为临时支护，柱间距不大于 1.75m，再进行锚杆支护，支护间距同第一刀。

（四）第三刀割煤后，进行与第二刀同样的操作和支护方式，然后在距支架顶梁1.5m的地方打一排锚索支护顶板，锚索间距为2m。

（五）第四刀割完后停机停溜，然后靠帮支护一排带帽点柱作为临时支护，柱间距不大于1.75m，再进行锚杆支护，支护方式同第一刀。

五、技术优势

通过在2403综采工作面回撤过程中采用高强聚酯纤维柔性网铺顶工艺代替传统金属网片铺、联网工艺，具有以下技术优势：

（一）纤维网一次性铺设在工作面后，免除了作业人员频繁运网和频繁进入煤壁侧联网作业，降低了劳动强度，大幅提高了作业人员的安全保障性。

（二）末采扩帮期间不再需要进行联网作业，节约停机联网时间，提高了生产效率，缩短了末采时间；2403工作面本次铺设矿用柔性网比以往铺设金属网提前2天完成铺网任务；

（三）纤维网整体性较强，上架及向后移动速度快，避免了使用金属网时，出现局部上网速度较慢的现象。

（四）回撤支架过程中，三角区漏矸少，对破碎顶板维护较好，减少了对三角区漏矸处的维护时间及支护材料，支护方便快捷，具备快速撤架条件。

六、节省成本

（一）本次2403工作面末采使用矿用柔性网，末采安装回撤期间支护材料消耗如下：

1、2400×140×140mm 使用了400根；单价39.8元/根，共计：15920元；

2、1200×140×140mm 使用了400根；单价72.4元/根，共计：28960元；

共计：44880元；

（二）2-2煤回采工作面以往末采使用铁丝勾花网，为确保支护质量及作业人员安全，所以安装回撤期间支护材料消耗量较大，消耗情况如下：

1、2400×140×140mm 使用1500根左右；单价72.4元/根，共计：108600元；

2、1200×140×140mm 使用7000根左右；单价39.8元/根，共计：278600元；

共计：387200元；

综上述材料消费数据，本次末采使用矿用柔性网，回撤安装期间道木消耗从费用上比使用铁丝网节省342320元；

七、结语

2403后部综采工作面铺网采用树脂纤维网铺网回撤新工艺，充分体现了树脂纤维网整体性强，上架后移动速度快，具有省工、省力、安全、高效的特点，为安全撤架打下了良好的基础，同时利用每架安装的绞手盘和滑轮在割煤后进行放网挑网移架工序，除在初次上网过程中需人员在溜槽煤帮进行操作外，其他环节无需人员进入煤帮操作，大幅提高了职工安全系数。根据现场撤架实践中的统计，树脂纤维网破口数远小于金属网，抽架后树脂纤维网一般情况下均保持了完好，从而降低了撤架过程中支护材料的消耗，从成本上节省了约34万元，在支架回撤过程中对顶板起到了有效支护作用。