申報(bào)單位:山西西山晉興能源有限責(zé)任公司
項(xiàng)目名稱(chēng):特厚煤層綜采工作面重型裝備安全快速搬撤技術(shù)研究與應(yīng)用
主要完成人：胡文強(qiáng)、于長(zhǎng)龍、雷引民、張國(guó)祥、任建峰
常 衛(wèi)
主要完成單位：山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦
所屬國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)：B
任務(wù)來(lái)源：其它
項(xiàng)目起止時(shí)間：2005年10月-2007年2月
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：針對(duì)特厚煤層綜采工作面常規(guī)搬家技術(shù)（絞車(chē)牽引、軌道運(yùn)輸）搬家時(shí)間長(zhǎng)，雙通道搬家技術(shù)（雙通道搬家系統(tǒng)、專(zhuān)運(yùn)設(shè)備運(yùn)輸）存在搬家費(fèi)用高、投入大、煤柱損失多的特點(diǎn)，通過(guò)理論分析和計(jì)算機(jī)模擬、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定了通道的最佳斷面，并對(duì)通道的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了工作面調(diào)斜貫通工藝以及最合理的支護(hù)方式，創(chuàng)立了系統(tǒng)暢通簡(jiǎn)單、煤柱節(jié)省的工作面重型裝備單通道特厚煤層綜采工作面搬家系統(tǒng)-單通道工作面回撤系統(tǒng)和工作面調(diào)車(chē)硐安裝系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上形成了搬家速度快、搬家費(fèi)用低的單通道搬家工藝。該技術(shù)在斜溝煤礦的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了特厚煤層綜采工作面搬家的安全、快速、經(jīng)濟(jì)。研究成果通過(guò)省科技廳組織的技術(shù)鑒定，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
立項(xiàng)背景、科技內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用推廣情況：斜溝煤礦隸屬于山西西山晉興能源有限責(zé)任公司，是由山西西山煤電股份有限公司和山西省經(jīng)濟(jì)建設(shè)投資公司共同投資建設(shè)的特大型礦井。礦井主采的8號(hào)煤層厚度2.23～8.34m，平均4.87m；采用一次采全高長(zhǎng)壁采煤法。工作面主要裝備有液壓支架：型號(hào)為ZY7600/23/47，重量28179kg；采煤機(jī)：型號(hào)為MGTY500/1200-3.3D，重量74000kg。工作面采高大、裝備重，搬遷困難。從搬家系統(tǒng)角度分析，如采用常規(guī)綜采工作面搬家方法搬家時(shí)間（一拆一安）預(yù)計(jì)60天，對(duì)礦井產(chǎn)量、效益影響較大。要縮短搬家時(shí)間，加快搬家速度，搬家系統(tǒng)必須要流暢，空間要大；從搬家工藝角度分析，必須采用專(zhuān)用搬家設(shè)備，搬家工藝盡量平行作業(yè)；從節(jié)省煤柱損失角度分析，搬家通道越多，煤柱損失越大。
鑒于此，斜溝煤礦提出了《特厚煤層綜采工作面重型裝備安全快速搬撤技術(shù)研究與應(yīng)用》課題。
本項(xiàng)目涉及煤礦綜采工作面重裝備快速搬撤技術(shù)，具體為一種單通道無(wú)軌膠輪車(chē)回撤綜采工作面的方法，解決現(xiàn)有回撤方法采用常規(guī)方式及雙通道方式所存在各自缺陷的問(wèn)題，具體措施為：1、提前掘進(jìn)綜采工作面回撤通道，并對(duì)其進(jìn)行超前工作支護(hù)。2、提前對(duì)材料順槽、回撤通道及下接面的切割進(jìn)行混凝土硬化工作，保證車(chē)輛的正常運(yùn)輸。3、使用支架搬運(yùn)車(chē)及多功能車(chē)搬運(yùn)綜采工作重型設(shè)備出坑。4、搬家時(shí)盡可能地在減小各部設(shè)備的解體程度，做到整體運(yùn)輸保證設(shè)備安裝拆除質(zhì)量，節(jié)省安拆時(shí)間。5、利用材料順槽或切割中的調(diào)車(chē)硐進(jìn)行車(chē)輛調(diào)頭作業(yè)，減少輔助切割的掘進(jìn)工程量。
針對(duì)常規(guī)搬家技術(shù)搬家回撤時(shí)間長(zhǎng)，雙通道搬家回撤技術(shù)搬家費(fèi)用高、投入大、煤柱損失多的缺點(diǎn)，本項(xiàng)目創(chuàng)立了系統(tǒng)暢通簡(jiǎn)單、煤柱節(jié)省的特厚煤層綜采工作面重裝備單通道工作面回撤系統(tǒng)并在此基礎(chǔ)上形成了搬家速度快、搬家費(fèi)用低的單通道搬家工藝，具有以下特點(diǎn)：
1）可有效降低通道的掘進(jìn)費(fèi)用和支護(hù)費(fèi)用，縮短搬家系統(tǒng)的形成時(shí)間，而且通道的安全性更好；
2）單通道液壓支架的回撤采用單掩護(hù)架順序回撤法，支架搬運(yùn)車(chē)可直接進(jìn)入回撤通道搬運(yùn)支架，對(duì)煤層傾角無(wú)限制；解決了常規(guī)搬家支架的拆除和運(yùn)輸互
相干擾，影響回撤時(shí)間的問(wèn)題，也解決了雙通道搬家僅適用于煤層傾角小于5度的近水平煤層的問(wèn)題；
3）通過(guò)理論分析與計(jì)算機(jī)模擬研究，對(duì)通道的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了綜采工作面與通道貫通時(shí)采用工作面調(diào)斜方式與通道逐段貫通，大大降低了來(lái)壓強(qiáng)度，解決了雙通道搬家技術(shù)中工作面與通道貫通時(shí)礦山壓力顯現(xiàn)劇烈、需要大量的、高強(qiáng)度的垛式支架補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)的問(wèn)題，與雙通道工作面全長(zhǎng)一次貫通相比，大幅降低了搬家過(guò)程中的支護(hù)投入和支護(hù)費(fèi)用，貫通時(shí)僅需單體支柱補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；
4）成功研究出了簡(jiǎn)單適用的單通道工作面回撤系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了搬家速度快、搬家費(fèi)用低、節(jié)省煤柱的單通道搬家工藝；創(chuàng)立了簡(jiǎn)單適用的調(diào)車(chē)硐室工作面安裝系統(tǒng)。
特厚煤層、重裝備、高產(chǎn)量綜合機(jī)械化工作面不僅重視由于工作面搬家產(chǎn)生的產(chǎn)量損失所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)效益損失，而且對(duì)搬家費(fèi)用、搬家所產(chǎn)生的煤柱損失也非常重視。在這種情況下，本項(xiàng)目必將成為該類(lèi)工作面搬家的首選工藝。單通道搬撤技術(shù)已在山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦18103與18107工作面應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。目前神東公司經(jīng)斜溝煤礦的允許已經(jīng)由原來(lái)的雙通道搬家回撤系統(tǒng)改為單通道搬家系統(tǒng)，輔巷工作面安裝系統(tǒng)改為調(diào)車(chē)硐室工作面安裝系統(tǒng)，同時(shí)，工作面的回撤與安裝工藝也作了相應(yīng)改變。該項(xiàng)技術(shù)得到了一些大型煤炭企業(yè)的青睞，成為特厚煤層綜采工作面重裝備條件下搬家的首選工藝。可以預(yù)見(jiàn)，本技術(shù)的推廣應(yīng)用前景非常廣闊。
發(fā)現(xiàn)、發(fā)明及創(chuàng)新點(diǎn)：1、發(fā)現(xiàn)、發(fā)明：本實(shí)用新型涉及煤礦綜采工作面快速搬家技術(shù)，具體為一種無(wú)軌膠輪車(chē)安裝綜采工作面巷道，解決現(xiàn)有綜采工作面搬家安裝方法采用雙通道模式存在巷道掘進(jìn)費(fèi)用及支護(hù)費(fèi)用增加、支護(hù)投入大以及煤量損失量大等問(wèn)題，包括位于綜采工作面兩側(cè)且相互平行的皮帶巷和材料巷，
2創(chuàng)新點(diǎn)：①、創(chuàng)立了單通道回撤系統(tǒng)，形成了單掩護(hù)架抽芯撤架工藝，工作面設(shè)備回撤平均時(shí)間為10天，該工藝節(jié)省了垛式支架的投入，不僅降低了設(shè)備回撤中的支護(hù)費(fèi)用，而且保證了設(shè)備回撤的安全性②、提出了工作面調(diào)斜逐段貫通工藝以及最合理的支護(hù)方式，大幅降低了搬家過(guò)程中的支護(hù)投入和支護(hù)費(fèi)用。③、通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定了通道的最佳斷面，降低了通道的支護(hù)難度，提高了通道的安全性，同時(shí)縮短了搬家系統(tǒng)的形成時(shí)間，降低了通道的掘進(jìn)費(fèi)用。④、在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)了特厚煤層工作面重裝備工作面調(diào)車(chē)硐安裝系統(tǒng)，并形成了專(zhuān)用設(shè)備調(diào)車(chē)硐安裝工藝，系統(tǒng)形成時(shí)間短，安裝費(fèi)用低，搬家煤柱省。
應(yīng)用情況：特厚煤層綜采工作面單通道搬家技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工作面快速搬家、搬家費(fèi)用低、搬家煤柱省的綜合最佳目標(biāo)，取得了創(chuàng)新性研究成果和顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
單通道搬家技術(shù)已在西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦18103與18107工作面應(yīng)用，搬家時(shí)間均小于15天，搬家費(fèi)用僅占工作面直接成本的13.7‰，無(wú)搬家煤柱損失，取得了顯著的社會(huì)效益。該技術(shù)得到了一些大型煤炭企業(yè)的青睞，成為特厚煤層綜采工作面重裝備條件下搬家的首選工藝。
經(jīng)濟(jì)效益： 與雙通道搬家技術(shù)比較：
1、少掘兩條通道，節(jié)約了掘進(jìn)費(fèi)用。
2、采用工作面調(diào)斜工藝，與通道貫通時(shí)不需采用垛式支架支護(hù)及鋼梁?jiǎn)误w支護(hù)，回撤時(shí)不需要木垛支護(hù)；雙通道搬家回撤支架時(shí)采用木垛和鋼梁支護(hù)回撤后的空間，木垛和鋼梁無(wú)法回收
3、節(jié)省了通道保安煤柱，可多回收煤炭。總計(jì)創(chuàng)效益大大增加。
社會(huì)效益：
（1）與常規(guī)搬家技術(shù)相比
由于搬家系統(tǒng)暢通且采用專(zhuān)用搬家設(shè)備，搬家效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性好。
（2）與雙通道搬家技術(shù)相比
由于工作面與通道貫通采用工作面調(diào)斜工藝，減弱了頂板來(lái)壓顯現(xiàn)強(qiáng)度，加之支架回撤方式的不同，不僅大幅降低支護(hù)成本，減輕工人支護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且節(jié)約大量坑木。
（3）由于本技術(shù)的系統(tǒng)比雙通道搬家技術(shù)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單，因此，每回撤一個(gè)工作面可多回收煤柱，資源回收率高。
本項(xiàng)目曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況：2008年3月榮獲中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)“中國(guó)煤炭協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”
