連采設(shè)備設(shè)計與施工

1、山東省技術(shù)創(chuàng)新項目計劃建議書 項目名稱: 長距離全煤巷道采用連采配套設(shè)備掘進(jìn)支護(hù)的優(yōu)化設(shè)計與施工項目申報單位:山東方大工程有限責(zé)任公司項目主持單位:淄博市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會山東省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會制訂2012年12月25日項目立項建議書一、立項理由巴彥高勒礦井位于鄂爾多斯市烏審旗烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)，井田東西長6.510.6km，南北寬7.8km，面積65.2734km2，井田內(nèi)共有可采煤層8層，其中主要可采煤層4層，即3-1、4-1、4-2中、5-1煤層。局部可采煤層4層，即2-1、2-2中、4-2上、5-2上）。礦井地質(zhì)資源量為1027.00Mt,設(shè)計可采儲量593.39Mt，煤質(zhì)為低中水分、特低灰、低灰

2、、特低硫中硫，特低磷低磷、高、特高熱值的不粘煤、長焰煤及弱粘煤，是良好的民用及動力用煤。井田構(gòu)造形態(tài)總體為一向北西傾斜的單斜構(gòu)造，層傾角13°，井田內(nèi)斷層不發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造簡單。礦井正常涌水量495m3/h，最大涌水量743m3/h，根據(jù)煤礦防治水規(guī)定，礦井水文地質(zhì)類型為復(fù)雜型。礦井屬低瓦斯礦井；煤塵有爆炸危險性；煤層為自燃易自燃煤層；無地?zé)嵛：?。礦井規(guī)劃生產(chǎn)能力為10.00Mt/a，設(shè)計生產(chǎn)能力4.00Mt/a，服務(wù)年限為113.6a，其中一水平63.3a。采用立井開拓，在工業(yè)場地布置主、副、風(fēng)井三個井筒，全井田共劃分三個開采水平，第一水平設(shè)在主采煤層3-1煤層中，開采2-1、2-2

3、中和3-1煤。井下主運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸采用無軌膠輪車運(yùn)輸。為了保證首采面巷道能夠按期投產(chǎn)，并且保證巷道支護(hù)強(qiáng)度和進(jìn)度，盡早完成礦井基礎(chǔ)建設(shè)，并順利實現(xiàn)工作面的安全生產(chǎn)，根據(jù)目前掌握的地質(zhì)條件，綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)無法滿足巷道施工要求，結(jié)合目前國內(nèi)外先進(jìn)的巷道掘進(jìn)裝備與技術(shù)特點，提出采用以連續(xù)采煤機(jī)為龍頭的掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行順槽施工?，F(xiàn)掘進(jìn)3-1煤層的311101主運(yùn)輸順槽采用配套連采設(shè)備掘進(jìn)、支護(hù)是一項急于解決的問題。3-1煤層構(gòu)造形態(tài)總體為一向北西傾斜的單斜構(gòu)造，傾向300°320°、傾角1°3°，煤厚5.67m，地層產(chǎn)狀沿走向及傾向均有一定變化，但

4、變化不大，沿走向發(fā)育有寬緩的波狀起伏，區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂和褶皺構(gòu)造，亦無巖漿巖侵入，順槽沿煤層底板施工，坡度1°3°，煤層黑色，不粘煤，屬半亮型煤，煤質(zhì)變化小，碎塊狀及粉末狀。頂板煤層堅固系數(shù)為13。煤層頂板為4.49m的砂質(zhì)泥巖，灰色，中-薄層狀，微斜層理，富含植物化石碎片；底板為6.65m的砂質(zhì)泥巖，深灰色，薄層狀，參差狀斷口，水平紋理，見少量植物根莖部化石，半堅硬。針對311101主運(yùn)輸順槽的掘進(jìn)進(jìn)行合理化組織及研究，對以后此類巷道的機(jī)械化掘進(jìn)有重要意義。二、項目實施方案1、項目內(nèi)容：研究3-1煤煤層產(chǎn)狀、厚度、結(jié)構(gòu)、堅固性系數(shù)、層間距的變化情況。研究礦壓分布規(guī)律，確定巷

5、道壓力變化對巷道掘進(jìn)速度的影響情況。 研究連采設(shè)備在不同的巷道斷面、巖性及坡度變化對巷道掘進(jìn)速度的影響情況。研究連采設(shè)備的快速施工技術(shù)，針對巷道幫部炸幫嚴(yán)重、頂板破碎等情況，可預(yù)計采用打設(shè)超前錨桿的方式加強(qiáng)臨時支護(hù)。研究連采配套設(shè)備（連采機(jī)、梭車、破碎機(jī)、錨桿鉆車、膠帶輸送機(jī)）的相互協(xié)調(diào)能力，根據(jù)實際情況調(diào)整施工工藝，確保施工進(jìn)度。將使用連采設(shè)備掘進(jìn)與使用綜掘機(jī)掘進(jìn)的進(jìn)度、維修保養(yǎng)費用進(jìn)行比較，使得巷道支護(hù)即經(jīng)濟(jì)又合理。2、 技術(shù)方案： 結(jié)合現(xiàn)有資料，搜集現(xiàn)場資料，通過每個月對各種掘進(jìn)方式的進(jìn)尺比對，對連采設(shè)備運(yùn)行情況、不同地質(zhì)條件下的掘進(jìn)進(jìn)度進(jìn)行研究，確定不同區(qū)段巷道掘進(jìn)規(guī)律；根據(jù)打設(shè)的探水

6、孔，研究不同含水量和含水深度及地質(zhì)條件的變化情況及頂板離層儀觀測頂板離層情況，確定使用錨桿鉆車支護(hù)的有效強(qiáng)度，從而建立使用錨桿鉆車支護(hù)巷道穩(wěn)定性支護(hù)理論，提出合理的聯(lián)合支護(hù)設(shè)計；在施工過程中不斷進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)施工方法和支護(hù)，對工程質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，保證施工質(zhì)量的同時，確保巷道的快速掘進(jìn)。3、實施方式：311101主運(yùn)輸順槽及錯車硐室采用連采設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)，一次成巷，掘進(jìn)與支護(hù)順序交替作業(yè),實行“三八”工作制,2個掘進(jìn)大班，每班完成2個循環(huán)，一個檢修班，完成一個循環(huán)，每循環(huán)進(jìn)尺暫定為6.4m，當(dāng)遇頂板破碎時適當(dāng)縮小循環(huán)進(jìn)尺，保證施工安全（對頂板變化情況逐漸掌握后再逐步調(diào)整循環(huán)空頂距），一個圓班完成

7、進(jìn)尺32m，每月按照30天計算，每月完成進(jìn)尺768m。掘進(jìn)時采用連采機(jī)與錨桿鉆機(jī)交替作業(yè)的方法進(jìn)行巷道掘進(jìn)，當(dāng)連采機(jī)掘進(jìn)時，梭車在連采機(jī)后等待接煤，接煤完畢運(yùn)至給料破碎機(jī)，一個循環(huán)掘進(jìn)完成后，連采機(jī)、梭車退至破碎機(jī)處，錨桿鉆機(jī)由錯車硐室進(jìn)入順槽工作面由外向里逐排支護(hù)頂板錨桿，待支護(hù)工序完成后，錨桿鉆機(jī)退進(jìn)錯車硐室，連采機(jī)進(jìn)入工作面開始下一循環(huán)掘進(jìn)，幫部錨桿由人工用風(fēng)鉆打設(shè)。每隔50m在311101主運(yùn)輸順槽左幫施工一個錯車硐室，每施工完一個錯車硐室，錨桿機(jī)由原來的錯車硐室前移到工作面?zhèn)鹊腻e車硐室；然后開始前移破碎機(jī)，延長皮帶。技術(shù)人員深入施工現(xiàn)場進(jìn)行勘測，考察，分析，搜集材料設(shè)計出合理的支護(hù)方

8、式，根據(jù)現(xiàn)已掘巷道進(jìn)行監(jiān)測、分析，與區(qū)隊現(xiàn)場施工人員進(jìn)行交流，將理論應(yīng)用于實踐中，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況，不斷優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整支護(hù)設(shè)計及施工方法，不斷提高工程支護(hù)質(zhì)量和施工進(jìn)度。以311101主運(yùn)輸順槽為研究實驗地點，實驗段巷道長度4355m，用于以后類似巷道掘進(jìn)中。4、 進(jìn)度安排： 2013年1-2月搜集資料和調(diào)研階段； 2013年2-3月課題的準(zhǔn)備工作和方案制定； 2013年3-9月方案試驗階段； 2013年9-10月數(shù)據(jù)和資料整理，研究成果總結(jié)。 三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會效益分析設(shè)備選用：巷道掘進(jìn)選用EML340連續(xù)采煤機(jī)一臺、 SC15/182梭車1臺、CMM4-25錨桿鉆機(jī)一臺、PZL460/1

9、50履帶式轉(zhuǎn)載破碎機(jī)一臺、DTL100/65/2×75固定帶式輸送機(jī)1臺、DSJ100/63/2×160可伸縮帶式輸送機(jī)3臺。在較長的巷道掘進(jìn)中，通過提高科技能力，在確保巷道有效支護(hù)的前提下，不斷加快巷道掘進(jìn)速度，減少人工成本、降低施工成本，保證在開采期內(nèi)巷道不維修，巷道位移量不大于100mm，盡快縮短礦井投產(chǎn)時間有很重要的意義。此巷道掘進(jìn)及支護(hù)方式能在其它同類巷道中推廣使用，解決支護(hù)質(zhì)量差，施工速度慢等難題。四、項目資金預(yù)算1、項目總資金與年度資金預(yù)算項目總資金與年度資金預(yù)算為350萬元2、資金使用范圍、貸款償還估算 單位：萬元 一、費用支出（合計）3501直接消耗的材料

10、費1652科研人工費123科研設(shè)備折舊費74科研儀器設(shè)備租賃費75無形資產(chǎn)攤銷費1.96工藝裝備開發(fā)及制造費5.57研發(fā)成果論證、鑒定、評審、驗收費用68.設(shè)備儀器購置費59其它費用7使用資金為單位自籌資金，無須貸款。用于科研人工費、科研設(shè)備儀器折舊費、軟件、技術(shù)圖書資料費、工藝裝備開發(fā)及制造費、研發(fā)用資料、材料費，設(shè)備、儀器購置費，當(dāng)年投資207.4萬元，當(dāng)年可實現(xiàn)利潤30余萬元。五、項目申報單位財務(wù)狀況：公司2011年度主營業(yè)務(wù)收入91235 萬元，主營業(yè)務(wù)成本 83271萬元，利潤總額2851萬元。六、項目申報單位概況： 山東方大工程有限責(zé)任公司是隸屬淄礦集團(tuán)的國有省屬企業(yè)，是全國建設(shè)企

11、業(yè)五百強(qiáng)之一，先后承擔(dān)淄礦集團(tuán)的南定、雙溝、洪山、西河、許廠、岱莊、葛亭、唐口、亭南；新礦集團(tuán)的潘西、濟(jì)陽、龍固、金黃莊；河南焦煤集團(tuán)趙固一礦、趙固二礦；肥礦集團(tuán)楊營煤礦和臨礦集團(tuán)上海廟煤礦等現(xiàn)代特大型礦井的井巷工程建設(shè)，現(xiàn)擁有職工2168人，專業(yè)工程技術(shù)人員246名，占職工總?cè)藬?shù)的11.3%，其中高級職稱36名，中級職稱126人，碩士研究生8名，具有雄厚的技術(shù)力量。另外，我公司在以下科技項目中都成績顯著、為科技研究打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)：1、方大公司以下科技項目：井水水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用研究、換熱器和波紋管換熱器的應(yīng)用、礦井建設(shè)期立井提升方式的優(yōu)化、高聳大跨度鋼網(wǎng)架的研制、鋼管支架下支式懸挑

12、腳手架的搭設(shè)技術(shù)、大直徑螺紋鋼筋連接質(zhì)量的研究與應(yīng)用、爬繩式腳手架的施工技術(shù)、深埋復(fù)合型軟巖大斷面硐室導(dǎo)硐法施工及支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管研制、陡峭山地條件下超大體積毛石混凝土擋土墻的施工技術(shù)、“U”型鋼弓形棚及梯形鋼梁自動成型機(jī)的研制、大功率LED太陽能照明系統(tǒng)產(chǎn)品的研究開發(fā)及在工廣照明中的應(yīng)用、大型筒倉施工工藝研究、煤礦井下用塑料網(wǎng)假頂雙抗料的研制、超高大斷面松散土質(zhì)下加筋擋土墻技術(shù)研制及應(yīng)用、大埋深破碎薄基巖大斷面煤巷支護(hù)技術(shù)優(yōu)化研究高應(yīng)力軟巖大斷面硐室耦合支護(hù)成套技術(shù)研究、PVC塑料異型材雙色共擠及后共擠工藝研究、TKD立井絞車電控升級改造的研究與實踐等項目獲

13、淄礦集團(tuán)科技進(jìn)步一、二、三等獎；2、方大公司以下科技項目：PE雙抗母粒造粒技術(shù)、塑料異型材降本提質(zhì)、鋼管支架下支式懸挑腳手架的搭設(shè)技術(shù)、高聳大跨度鋼網(wǎng)架的制作與安裝、自動粉墻抹灰機(jī)的應(yīng)用、汽水高效率換熱設(shè)備激波換熱器的引進(jìn)使用、離心式通風(fēng)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況微機(jī)檢測系統(tǒng)研究、節(jié)水節(jié)電技術(shù)在供水管路方面的應(yīng)用等項目獲淄博市科協(xié)2006年度“四一”工程技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀項目一、二、三等獎；深埋復(fù)合型軟巖大斷面硐室導(dǎo)硐法施工及支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用獲得2009年度山東煤炭行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)二等獎、淄博市科技進(jìn)步三等獎；高應(yīng)力大斷面破碎煤層巷道新型支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用獲2010年度山東煤炭行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)二等獎、淄博

14、市科技進(jìn)步三等獎；煤礦井下用塑料網(wǎng)假頂雙抗料的研制獲2010年度山東煤炭行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)三等獎；高應(yīng)力軟巖大斷面硐室耦合支護(hù)成套技術(shù)研究獲2011年度山東煤炭行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)三等獎、淄博市科技進(jìn)步二等獎；鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管快速接頭及縮口機(jī)的研制獲2011年度山東煤炭行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)三等獎。附件2項目負(fù)責(zé)人及研究梯隊簡介專業(yè)分類：井巷項目名稱長距離全煤巷道采用連采配套設(shè)備掘進(jìn)與支護(hù)優(yōu)化設(shè)計與施工完成單位1山東方大工程有限責(zé)任公司2主要完成人員1 張壽明2 李發(fā)傳3張業(yè)水4朱怡生5劉祖輝6張文鑫7朱友恒8趙 磊9 郝繼陽工作起止時間2013年1月成果用于生產(chǎn)時間2013年10月 成果水

15、平建議單位山東方大公司 （蓋章）建議日期主要完成人員情況表序號姓 名性別年齡職稱、職務(wù)對本項目貢獻(xiàn)內(nèi)容1張壽明男41公司副總經(jīng)理技術(shù)方案的總協(xié)調(diào)2李發(fā)傳男54礦建公司副經(jīng)理技術(shù)方案的實施協(xié)調(diào)3張業(yè)水男45礦建公司項目副經(jīng)理方案的實施4朱怡生男47礦建公司項目副經(jīng)理方案的實施5劉祖輝男49礦建公司項目副經(jīng)理方案的實施6張文鑫男31技術(shù)員技術(shù)方案的設(shè)計與實施7朱友恒男33礦建公司項目副經(jīng)理方案的實施8趙 磊男28技術(shù)員技術(shù)方案的設(shè)計與實施9郝繼陽男24技術(shù)員方案的實施創(chuàng)新說明為保證巴彥高勒礦井保證首采面巷道能夠按期投產(chǎn)，并且保證巷道支護(hù)強(qiáng)度和進(jìn)度，盡早完成礦井基礎(chǔ)建設(shè)，順利實現(xiàn)工作面的安全生產(chǎn)，根據(jù)目前掌握的地質(zhì)條件，綜掘機(jī)掘進(jìn)技術(shù)無法滿足巷道施工要求，結(jié)合目前國內(nèi)外先進(jìn)的巷道掘進(jìn)裝備與技術(shù)特點，提出采用以連續(xù)采煤機(jī)為龍頭的掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行順槽施工。現(xiàn)掘進(jìn)3-1煤層的311101主運(yùn)輸順槽采用配套連