申报单位:山西西山晋兴能源有限责任公司

项目名称:特厚煤层综采工作面重型装备安全快速搬撤技术研究与应用

主要完成人：胡文强、于长龙、雷引民、张国祥、任建峰

常  卫

主要完成单位：山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿

所属国民经济行业：B

任务来源：其它

项目起止时间：2005年10月-2007年2月

项目简介：针对特厚煤层综采工作面常规搬家技术（绞车牵引、轨道运输）搬家时间长，双通道搬家技术（双通道搬家系统、专运设备运输）存在搬家费用高、投入大、煤柱损失多的特点，通过理论分析和计算机模拟、现场试验，确定了通道的最佳断面，并对通道的矿山压力显现规律进行了研究，提出了工作面调斜贯通工艺以及最合理的支护方式，创立了系统畅通简单、煤柱节省的工作面重型装备单通道特厚煤层综采工作面搬家系统-单通道工作面回撤系统和工作面调车硐安装系统，并在此基础上形成了搬家速度快、搬家费用低的单通道搬家工艺。该技术在斜沟煤矿的应用，实现了特厚煤层综采工作面搬家的安全、快速、经济。研究成果通过省科技厅组织的技术鉴定，达到了国际先进水平。

立项背景、科技内容、特点及应用推广情况：斜沟煤矿隶属于山西西山晋兴能源有限责任公司，是由山西西山煤电股份有限公司和飞禽走兽老虎机：经济建设投资公司共同投资建设的特大型矿井。矿井主采的8号煤层厚度2.23～8.34m，平均4.87m；采用一次采全高长壁采煤法。工作面主要装备有液压支架：型号为ZY7600/23/47，重量28179kg；采煤机：型号为MGTY500/1200-3.3D，重量74000kg。工作面采高大、装备重，搬迁困难。从搬家系统角度分析，如采用常规综采工作面搬家方法搬家时间（一拆一安）预计60天，对矿井产量、效益影响较大。要缩短搬家时间，加快搬家速度，搬家系统必须要流畅，空间要大；从搬家工艺角度分析，必须采用专用搬家设备，搬家工艺尽量平行作业；从节省煤柱损失角度分析，搬家通道越多，煤柱损失越大。

    鉴于此，斜沟煤矿提出了《特厚煤层综采工作面重型装备安全快速搬撤技术研究与应用》课题。

本项目涉及煤矿综采工作面重装备快速搬撤技术，具体为一种单通道无轨胶轮车回撤综采工作面的方法，解决现有回撤方法采用常规方式及双通道方式所存在各自缺陷的问题，具体措施为：1、提前掘进综采工作面回撤通道，并对其进行超前工作支护。2、提前对材料顺槽、回撤通道及下接面的切割进行混凝土硬化工作，保证车辆的正常运输。3、使用支架搬运车及多功能车搬运综采工作重型设备出坑。4、搬家时尽可能地在减小各部设备的解体程度，做到整体运输保证设备安装拆除质量，节省安拆时间。5、利用材料顺槽或切割中的调车硐进行车辆调头作业，减少辅助切割的掘进工程量。

针对常规搬家技术搬家回撤时间长，双通道搬家回撤技术搬家费用高、投入大、煤柱损失多的缺点，本项目创立了系统畅通简单、煤柱节省的特厚煤层综采工作面重装备单通道工作面回撤系统并在此基础上形成了搬家速度快、搬家费用低的单通道搬家工艺，具有以下特点：

1）可有效降低通道的掘进费用和支护费用，缩短搬家系统的形成时间，而且通道的安全性更好；

2）单通道液压支架的回撤采用单掩护架顺序回撤法，支架搬运车可直接进入回撤通道搬运支架，对煤层倾角无限制；解决了常规搬家支架的拆除和运输互

相干扰，影响回撤时间的问题，也解决了双通道搬家仅适用于煤层倾角小于5度的近水平煤层的问题；

3）通过理论分析与计算机模拟研究，对通道的矿山压力显现规律进行了研究，提出了综采工作面与通道贯通时采用工作面调斜方式与通道逐段贯通，大大降低了来压强度，解决了双通道搬家技术中工作面与通道贯通时矿山压力显现剧烈、需要大量的、高强度的垛式支架补强支护的问题，与双通道工作面全长一次贯通相比，大幅降低了搬家过程中的支护投入和支护费用，贯通时仅需单体支柱补强支护；

4）成功研究出了简单适用的单通道工作面回撤系统；设计了搬家速度快、搬家费用低、节省煤柱的单通道搬家工艺；创立了简单适用的调车硐室工作面安装系统。

特厚煤层、重装备、高产量综合机械化工作面不仅重视由于工作面搬家产生的产量损失所导致的经济效益损失，而且对搬家费用、搬家所产生的煤柱损失也非常重视。在这种情况下，本项目必将成为该类工作面搬家的首选工艺。单通道搬撤技术已在山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿18103与18107工作面应用，取得了显著的经济技术效益。目前神东公司经斜沟煤矿的允许已经由原来的双通道搬家回撤系统改为单通道搬家系统，辅巷工作面安装系统改为调车硐室工作面安装系统，同时，工作面的回撤与安装工艺也作了相应改变。该项技术得到了一些大型煤炭企业的青睐，成为特厚煤层综采工作面重装备条件下搬家的首选工艺。可以预见，本技术的推广应用前景非常广阔。

发现、发明及创新点：1、发现、发明：本实用新型涉及煤矿综采工作面快速搬家技术，具体为一种无轨胶轮车安装综采工作面巷道，解决现有综采工作面搬家安装方法采用双通道模式存在巷道掘进费用及支护费用增加、支护投入大以及煤量损失量大等问题，包括位于综采工作面两侧且相互平行的皮带巷和材料巷，

2创新点：①、创立了单通道回撤系统，形成了单掩护架抽芯撤架工艺，工作面设备回撤平均时间为10天，该工艺节省了垛式支架的投入，不仅降低了设备回撤中的支护费用，而且保证了设备回撤的安全性②、提出了工作面调斜逐段贯通工艺以及最合理的支护方式，大幅降低了搬家过程中的支护投入和支护费用。③、通过理论计算和现场试验确定了通道的最佳断面，降低了通道的支护难度，提高了通道的安全性，同时缩短了搬家系统的形成时间，降低了通道的掘进费用。④、在国内外首创了特厚煤层工作面重装备工作面调车硐安装系统，并形成了专用设备调车硐安装工艺，系统形成时间短，安装费用低，搬家煤柱省。

应用情况：特厚煤层综采工作面单通道搬家技术实现了工作面快速搬家、搬家费用低、搬家煤柱省的综合最佳目标，取得了创新性研究成果和显著的技术经济效益和社会效益，研究成果达到国际领先水平。

单通道搬家技术已在西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿18103与18107工作面应用，搬家时间均小于15天，搬家费用仅占工作面直接成本的13.7‰，无搬家煤柱损失，取得了显著的社会效益。该技术得到了一些大型煤炭企业的青睐，成为特厚煤层综采工作面重装备条件下搬家的首选工艺。

经济效益： 与双通道搬家技术比较：

1、少掘两条通道，节约了掘进费用。

2、采用工作面调斜工艺，与通道贯通时不需采用垛式支架支护及钢梁单体支护，回撤时不需要木垛支护；双通道搬家回撤支架时采用木垛和钢梁支护回撤后的空间，木垛和钢梁无法回收

3、节省了通道保安煤柱，可多回收煤炭。总计创效益大大增加。

社会效益：

（1）与常规搬家技术相比

由于搬家系统畅通且采用专用搬家设备，搬家效率高，工人劳动强度低，安全性好。

（2）与双通道搬家技术相比

由于工作面与通道贯通采用工作面调斜工艺，减弱了顶板来压显现强度，加之支架回撤方式的不同，不仅大幅降低支护成本，减轻工人支护的劳动强度，而且节约大量坑木。

（3）由于本技术的系统比双通道搬家技术的系统简单，因此，每回撤一个工作面可多回收煤柱，资源回收率高。

本项目曾获科技奖励情况：2008年3月荣获中国煤炭工业协会、中国煤炭学会“中国煤炭协会科技进步二等奖”