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1、中国平煤神马集团科学技术进步奖申报书 （2011年度）一、项目基本情况专业组别成果登记号档案分类项 目 名 称近距离煤层大断面、强支护、重装备及有效抑制巷道底鼓的探索与应用主要完成人岳殿召、王俊有、韩春晓、孙利民、杨宗坡、张学军孙绍明、徐永生、李相成、曲 凯、李向阳、胡战胜主要完成单位平煤股份一矿主 题 词任务来源21、省、市科技计划；2、集团公司计划；3、自筹计划名称和编号项目起止时间起始： 2011年1月完成： 2011年9月申报单位 联系人姓 名孙利民电子邮件邮 编467000地 址办公电话2721276移动电话15038822333注：专业组别、成果登记号、档案分类由集团技术中心负责统
2、一填写。二、项目简介立项背景和目的意义：平煤天安一矿现有三个生产水平，一水平属残采采区，二水平也已进入中后期的开采，三水平属新开发采区，矿井主采煤层为丁组（丁6煤层）和戊组（戊8、戊9、戊10），矿井开发进入三水平开采后，采区的大部主要巷道不可避免的布置在高地应力的软岩层中，由于采深的增加，受矿压影响，断面在1214m2回采巷道已经不能满足回采的需要，尤其进入三水平戊一西翼采区，戊10、戊9煤层间距0.27.0m，大部分为砂质泥岩，围岩承载能力较弱。新开设巷道多采用锚网索支护，服务期内，有的施工后不久就发生了严重的变形和破坏，锚网、锚索巷道顶板下沉，两帮收缩30%以上。目前正在回采的戊0-31
3、040采面及附近巷道破坏情况为例，由于初始支护强度不够，在高地应力的作用下，造成顶板局部破坏变形严重，下沉和位移约300-600mm，造成回采断面减小、维护困难，每月都要投入大量的人力物力来多次维修与处理，也无得到彻底根治，对安全生产造成了一定影响。针对上述问题，我们积极响应集团的“大断面、强支护、重装备”理念，在设计戊0-31100采面时，把这些理念融入其中，通过增强巷道支护强度，来提高围岩的抗压承载能力；扩大施工巷道的净断面，消除巷道受压变形后的收敛量对采面施工的影响，杜绝了巷道底鼓现象的产生，确保有效断面能够满足需要；通过配套重型装备的投入使用，提升了矿井生产整体水平，为高产高效打下坚实
4、基础，降低了施工的劳动强度，实现了矿井本质安全。在戊-31100工作面施工期间，通过该项目的实施，经过各个系统的有效结合，保障了在高预应力下长走向工作面的安全、高效施工，减少了后续投入，降低了综合成本，为矿井今后的发展提供了良好的借鉴经验。项目研究主要内容：（总体思路、技术方案及创新成果、解决的主要问题，达到的主要技术经济指标）巷道受压变形严重，分析其破坏的原因，主要有六个方面：（1）、巷道位置处在-450-520m以下，埋深超过800m，形成的地应力较大；（2）所处层位属于软岩层，且断面较小，下分层与上分层中-中811m，所受的应力相对集中；（3）采面受到上分层回采工作面采动影响；（4）原锚
5、杆、锚索强度低、原设计断面，抗水平的应力能力较差（原锚杆锚固力10KN;锚索锚固力20KN）；（5）该采面断裂构造非常发育，围岩承载能力较弱，围岩、裂隙、节理面无进行充实和胶结充，组合强度不够，矿压显现造成顶、底板承压破坏，巷帮收敛和位移量较大。（6）、初始支护强度不够，在高地应力的作用下，造成顶板局部破坏变形严重。该区段的戊0-31100工作面，设计走向长度2950m，巷道服务年限3年，可采储量118万吨；因为该工作面服务年限长，加上围岩承载能力较弱，满足不了回采需要。因此，增强主动支护强度就成为了首要问题，在加强围岩支护上，我们从加强巷道支护和施工断面入手，针对巷道的地质条件和维护困难设计
6、了合理的支护手段和材料投入，采用锚网梁加锚索联合进行支护，顶板锚杆采用222400mmKMG500让压锚杆；巷帮采用222400mm螺纹钢锚杆；顶部按间排距15002400mm配合18.97000m鸟巢预应力锚索，将原有的施工净断面由12m214m2增加到15m218m2，用以应对巷道变形量对支护断面的影响；施工设备上，采用EBZ-200型掘进机为主要施工设备，选用475kw双向、2132kw大运量输送机作为出渣设备，采用防爆四轮车作为辅助运输工具；经过各种系统的配套使用，为巷道施工提供有力保证。解决的关键问题和创新点:（在研究开发、推广及产业化中做出的创造性贡献和解决的关键技术）1、实现了高
7、预应力、高埋深下巷道大断面锚杆支护施工的可行性和有效性。2、支护效果好，改善了作业场所的安全环境。3、巷道变形量小，有效断面大。4、为回采工作面实现高产高效奠定了坚实的基础。5、支护强度高，顶、底板位移量处于有效偏差之内，减少了二次维护的投入，实现了节支降耗。6、有效确保了巷道的施工要求，降低矿井综合成本，提高矿井综合经济效益，为采面正常接替提供了可靠保障推广应用情况:（注明推广应用范围、效果及经济社会效益）项目研究通过实践证明，在戊-31100工作面实施该项目后，降低了施工人员的劳动强度，同时保证了施工安全，有效提升了生产进度，实现了施工预想，从而保证了复杂条件下长距离施工巷道的安全施工任务
8、，为矿井采面接替提供了有利保障。通过项目的实施效果来看，对在相类似条件下的巷道施工，将起到重要的指导依据 （字数控制在3000字左右）三、项目详细科学技术内容（此项为申报书的核心内容，评审的主要依据，应将研究报告浓缩提炼后的所有关键技术内容编入，包括立项背景、项目主要内容、解决关键问题和创新点、经济效益及推广应用情况）平煤天安一矿现有三个生产水平，一水平属残采采区，二水平也已进入中后期的开采，三水平属新开发采区，矿井主采煤层为丁组（丁6煤层）和戊组（戊8、戊9、戊10）。戊-31100工作面位于三水平戊一采区西翼下部，东邻戊一西翼回风下山、轨道下山、皮带暗斜井，西临近一、四矿边界，北邻三水平丁
9、戊二大巷煤柱，南邻戊831080采空区。该工作面沿戊10煤层顶板掘进，戊10、戊9煤层岩柱厚612m。 三水平戊一西翼采区所布置掘进工作面大部分采用锚网梁加锚索联合支护，过构造带及巷道压力较大采用架棚支护，但由于埋深大、地压强、岩性差、断层与构造地质条件复杂,巷道走向又较长（平均走向超过2800m），所施工巷道普遍存在顶板下沉量较大，巷帮收敛量较为明显，底鼓严重的现象。为了改善生产的被动局面，吸取以往施工的教训，在该盘区的其他巷道施工中，我们积极探索一种新的、有效地支护手段来应对巷道支护难题的解决办法，通过以往的施工经验分析，造成巷道支护不利的主要原因就是支护强度不够的问题，如何解决这一难题，
10、我们对巷道特征做了初步分析：1) 巷道围岩应力变化剧烈,局部应力集中,水平应力大,造成帮部变形大；巷道顶底部为强拉应力区,易造成底鼓与冒顶；2) 掘进工作面地质条件变化频繁,围岩稳定性差,施工难度大；3) 巷道为准备巷道,服务年限长,对变形控制要求高。在该区段的戊-31100工作面施工中，我们侧重加强巷道支护和巷道断面入手，针对巷道的地质条件和维护困难设计了合理的支护手段和材料投入，根据顶板岩性和近距离煤层的特点，优先采用锚网梁加锚索联合进行支护，首先放弃使用原有低强度支护材料，新工作面施工中顶板锚杆采用222400mmKMG500让压锚杆；巷帮采用222400mm螺纹钢锚杆；顶部按间排距15
11、002400mm配合18.97000m鸟巢预应力锚索，通过采用新型支护材料，巷道支护强度提高40%以上，支护强度的提升，有效增强了围岩的承载能力，使得矿压控制在可控范围之内，杜绝了顶、底板变形量，确保了支护有效性，免去了施工单位对施工过后巷道再次维护的后顾之忧；其次，将原有的施工净断面由12m214m2增加到15m218m2，用以应对巷道变形量对支护断面的影响，巷道断面受矿压收敛量处于允许范围之内，降低了二次维护的投入，为采面回采奠定了良好的基础。第三，在施工设备上，采用EBZ-200掘进机为主要掘进施工设备，确保了大断面施工的可靠性、连续性，实现了快速推进；配套选用475kw双向、2132k
12、w大运量输送机作为出渣设备，采用防爆四轮车作为辅助运输工具；经过各种系统的配套使用，为大断面巷道施工提供有力保证。(纸面不够，可另增页)四、发明点和创新点（发明点应以所获知识产权证书和查新报告为依据。创新点是指在研究开发、推广及产业化中做出的创造性贡献和解决的关键技术。各条要相互独立，文字简练，并按重要程度排序）1、实现了高预应力、高埋深下巷道大断面锚杆支护施工的可行性和有效性。2、支护效果好，改善了作业场所的安全环境。3、巷道变形量小，有效断面大。4、为回采工作面实现高产高效奠定了坚实的基础。5、支护强度高，顶、底板位移量处于有效偏差之内，减少了二次维护的投入，节约资金676万元，实现了节支
13、降耗。6、有效确保了巷道的施工要求，降低矿井综合成本，提高矿井综合经济效益，为采面正常接替提供了可靠保障。 五、申请、获得专利情况表国 别申 请 号专 利 号项 目 名 称六、保密要点（在项目详细科学技术内容中阐述过的、需要保密的技术内容）七、经济效益情况表经济效益 单位：万元(人民币) 项目总投资额栏目年份新增利润新增税收创收外汇(美元)节支总额2011年676676累 计676676各栏目的计算依据：采用强支护、大断面支护后，巷道受压收敛量小于5%，巷道净断面满足通风、运输、行人要求，大大减少了后续维修量，根据本采区戊-31040采面回采后续维修工程量比较来算，减少扩帮补套金梯对棚工程量2
14、700m，减少拉底工程量1950m，节省材料费：1980元/ m2700m=5346000元；1、节省人工工资约：按每15人每班套10架对棚算, 棚距700mm，人均工资200元/天，（2700m0.7m）（1520010）=1157142元；2、拉底工程节省人工工资约：按每人每天全断面拉底1.5m算,人均工资200元/天，（1950m1.5m）200=260000元；合计节约资金：5346000+1157142+260000=6763142元。单位总会计师（签 字）：单位财务部门（盖 章）： 年 月 日八、社会效益情况表(成果在推动集团与行业科学技术进步、安全生产等方面所起的作用)1、实现了高预应力、高埋深下巷道大断面锚杆支护施工的可行性和有效性。2、支护效果好，改善了作业场所的安全环境。3、巷道变形量小，有效断面大。4、为回采工作面实现高产高效奠定了坚实的基础。5、支护强度高，顶、底板位移量处于有效偏差之内，减少了二次维护的投入，节约资金676万元，实现了节支降耗。6、有效确保了巷道的施工要求，降低矿井综合成本，提高矿井综合经济效益，为采面正常接替提供了可靠保障九、申报单位意见表申年 月 日申报单位意见
