申報單位:山西西山晉興能源有限責任公司
項目名稱:特厚煤層綜采工作面重型裝備安全快速搬撤技術(shù)研究與應用
主要完成人：胡文強、于長龍、雷引民、張國祥、任建峰
常 衛(wèi)
主要完成單位：山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦
所屬國民經(jīng)濟行業(yè)：B
任務來源：其它
項目起止時間：2005年10月-2007年2月
項目簡介：針對特厚煤層綜采工作面常規(guī)搬家技術(shù)（絞車牽引、軌道運輸）搬家時間長，雙通道搬家技術(shù)（雙通道搬家系統(tǒng)、專運設備運輸）存在搬家費用高、投入大、煤柱損失多的特點，通過理論分析和計算機模擬、現(xiàn)場試驗，確定了通道的最佳斷面，并對通道的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律進行了研究，提出了工作面調(diào)斜貫通工藝以及最合理的支護方式，創(chuàng)立了系統(tǒng)暢通簡單、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)車硐安裝系統(tǒng)，并在此基礎上形成了搬家速度快、搬家費用低的單通道搬家工藝。該技術(shù)在斜溝煤礦的應用，實現(xiàn)了特厚煤層綜采工作面搬家的安全、快速、經(jīng)濟。研究成果通過省科技廳組織的技術(shù)鑒定，達到了國際先進水平。
立項背景、科技內(nèi)容、特點及應用推廣情況：斜溝煤礦隸屬于山西西山晉興能源有限責任公司，是由山西西山煤電股份有限公司和山西省經(jīng)濟建設投資公司共同投資建設的特大型礦井。礦井主采的8號煤層厚度2.23～8.34m，平均4.87m；采用一次采全高長壁采煤法。工作面主要裝備有液壓支架：型號為ZY7600/23/47，重量28179kg；采煤機：型號為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間（一拆一安）預計60天，對礦井產(chǎn)量、效益影響較大。要縮短搬家時間，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，必須采用專用搬家設備，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)研究與應用》課題。
本項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軌膠輪車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題，具體措施為：1、提前掘進綜采工作面回撤通道，并對其進行超前工作支護。2、提前對材料順槽、回撤通道及下接面的切割進行混凝土硬化工作，保證車輛的正常運輸。3、使用支架搬運車及多功能車搬運綜采工作重型設備出坑。4、搬家時盡可能地在減小各部設備的解體程度，做到整體運輸保證設備安裝拆除質(zhì)量，節(jié)省安拆時間。5、利用材料順槽或切割中的調(diào)車硐進行車輛調(diào)頭作業(yè)，減少輔助切割的掘進工程量。
針對常規(guī)搬家技術(shù)搬家回撤時間長，雙通道搬家回撤技術(shù)搬家費用高、投入大、煤柱損失多的缺點，本項目創(chuàng)立了系統(tǒng)暢通簡單、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)并在此基礎上形成了搬家速度快、搬家費用低的單通道搬家工藝，具有以下特點：
1）可有效降低通道的掘進費用和支護費用，縮短搬家系統(tǒng)的形成時間，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架順序回撤法，支架搬運車可直接進入回撤通道搬運支架，對煤層傾角無限制；解決了常規(guī)搬家支架的拆除和運輸互
相干擾，影響回撤時間的問題，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題；
3）通過理論分析與計算機模擬研究，對通道的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律進行了研究，提出了綜采工作面與通道貫通時采用工作面調(diào)斜方式與通道逐段貫通，大大降低了來壓強度，解決了雙通道搬家技術(shù)中工作面與通道貫通時礦山壓力顯現(xiàn)劇烈、需要大量的、高強度的垛式支架補強支護的問題，與雙通道工作面全長一次貫通相比，大幅降低了搬家過程中的支護投入和支護費用，貫通時僅需單體支柱補強支護；
4）成功研究出了簡單適用的單通道工作面回撤系統(tǒng)；設計了搬家速度快、搬家費用低、節(jié)省煤柱的單通道搬家工藝；創(chuàng)立了簡單適用的調(diào)車硐室工作面安裝系統(tǒng)。
特厚煤層、重裝備、高產(chǎn)量綜合機械化工作面不僅重視由于工作面搬家產(chǎn)生的產(chǎn)量損失所導致的經(jīng)濟效益損失，而且對搬家費用、搬家所產(chǎn)生的煤柱損失也非常重視。在這種情況下，本項目必將成為該類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任公司斜溝煤礦18103與18107工作面應用，取得了顯著的經(jīng)濟技術(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)車硐室工作面安裝系統(tǒng)，同時，工作面的回撤與安裝工藝也作了相應改變。該項技術(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?？梢灶A見，本技術(shù)的推廣應用前景非常廣闊。
發(fā)現(xiàn)、發(fā)明及創(chuàng)新點：1、發(fā)現(xiàn)、發(fā)明：本實用新型涉及煤礦綜采工作面快速搬家技術(shù)，具體為一種無軌膠輪車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費用及支護費用增加、支護投入大以及煤量損失量大等問題，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：①、創(chuàng)立了單通道回撤系統(tǒng)，形成了單掩護架抽芯撤架工藝，工作面設備回撤平均時間為10天，該工藝節(jié)省了垛式支架的投入，不僅降低了設備回撤中的支護費用，而且保證了設備回撤的安全性②、提出了工作面調(diào)斜逐段貫通工藝以及最合理的支護方式，大幅降低了搬家過程中的支護投入和支護費用。③、通過理論計算和現(xiàn)場試驗確定了通道的最佳斷面，降低了通道的支護難度，提高了通道的安全性，同時縮短了搬家系統(tǒng)的形成時間，降低了通道的掘進費用。④、在國內(nèi)外首創(chuàng)了特厚煤層工作面重裝備工作面調(diào)車硐安裝系統(tǒng)，并形成了專用設備調(diào)車硐安裝工藝，系統(tǒng)形成時間短，安裝費用低，搬家煤柱省。
應用情況：特厚煤層綜采工作面單通道搬家技術(shù)實現(xiàn)了工作面快速搬家、搬家費用低、搬家煤柱省的綜合最佳目標，取得了創(chuàng)新性研究成果和顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益，研究成果達到國際領先水平。
單通道搬家技術(shù)已在西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦18103與18107工作面應用，搬家時間均小于15天，搬家費用僅占工作面直接成本的13.7‰，無搬家煤柱損失，取得了顯著的社會效益。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)約了掘進費用。
2、采用工作面調(diào)斜工藝，與通道貫通時不需采用垛式支架支護及鋼梁單體支護，回撤時不需要木垛支護；雙通道搬家回撤支架時采用木垛和鋼梁支護回撤后的空間，木垛和鋼梁無法回收
3、節(jié)省了通道保安煤柱，可多回收煤炭。總計創(chuàng)效益大大增加。
社會效益：
（1）與常規(guī)搬家技術(shù)相比
由于搬家系統(tǒng)暢通且采用專用搬家設備，搬家效率高，工人勞動強度低，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，減弱了頂板來壓顯現(xiàn)強度，加之支架回撤方式的不同，不僅大幅降低支護成本，減輕工人支護的勞動強度，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)簡單，因此，每回撤一個工作面可多回收煤柱，資源回收率高。
本項目曾獲科技獎勵情況：2008年3月榮獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中國煤炭學會“中國煤炭協(xié)會科技進步二等獎”
