煤矿大倾角坚硬特厚煤层综采放顶煤开采工艺项目的应用.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流煤矿大倾角坚硬特厚煤层综采放顶煤开采工艺项目的应用.精品文档.大倾角坚硬特厚煤层综采放顶煤开采工艺项目的应用伊犁双新煤业集团一、项目目标与任务1、项目目标与任务需求分析新疆兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）属新疆尼勒县管辖，始建于1958年，经过53年的发展，目前生产能力已达到15万吨规模，累计产煤215万吨。矿区煤层赋存条件为急倾斜特厚坚硬煤层，煤层硬度系数为f=2-3，长期以来，采用传统的高落式和仓储式开采方法，造成矿井回采率过低（35%左右），资源浪费严重，矿井安全保障程度低，生产工效低下。由于目前急倾斜特厚煤层开采的发展水

2、平层次差异较大，存在着一系列没有完全解决的技术难题，因而研究急倾斜特厚煤层的开采方法，是非常必要和十分迫切的重大课题。从2005年以来，矿井开始实施技术改造，通过进一步的地质勘探和测量工作，进行了60万吨扩能改造，矿井初步设计有中煤武汉设计研究院完成，开采方法为大倾角综采为主，柔性掩护支架为辅的采煤方法，此项技术，虽然对传统的开采工艺进行了革新，但是还未从根本上解决大倾角坚硬煤层安全高效集约化生产的问题。如何从根本上实现大倾角坚硬煤层安全高效开采，找到一条适合双新煤业矿井特殊赋存条件下煤层开采工艺的重大突破，面对这一全国乃至世界公认的高难度井工开采技术，农四师党委、71团党政领导知难而进，勇于

3、创新。积极寻求解决安全高效开采的技术支持和管理保障，通过多次调研和实地考察，与甘肃靖远煤业集团公司达成了合作研究和生产协议。甘肃靖远煤集团公司王家山矿，从2001年初进行大倾角综放开采技术和相关保障技术研究，2003年完成了这一难题 ，曾获国家八项专利技术 。从新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）实现安全高效矿井目标和从新疆地区、农四师71团双新煤业可持续发展的战略高度来看，该项目技术研究具有重大的战略性意义，双新煤业大倾角坚硬特厚采煤方法的改革，是实现本矿区产能提升，安全高效开采的必由之路，它可以解决矿井特殊地质构造范围内的呆滞煤量问题，提高煤炭回收率，减少煤炭资源浪费

4、，也将对该矿井深部开拓布置优化、合理集中生产，延伸煤炭产业链，改善生产技术基础，实现跨越式发展创造条件。它的成功，将极大的带动伊犁地区乃至新疆同类地质和煤层条件下采煤工艺的重大突破，为实现新疆地区煤炭资源的大发展和高效开采，起到引领和示范作用。2、项目的主要技术难点和重点新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）60万吨矿井，矿井煤层赋存条件多变，结构复杂，煤厚极不稳定，厚度平均变化大，倾角42-53之间，平均达到45，局部达到53以上，煤层坚硬，难以放出，属于大倾角极难采煤层，采用走向长壁综采放顶煤开采技术，开采过程中必须解决以下关键问题和技术难点：（1）如何保持“支架-围岩

5、”系统的随机不稳定达到有效控制。在工作面煤层倾角4553条件下，如何保持支架、采煤机适应大倾角煤层，并参照国内外现有大倾角开采配套设备进行适应性配套和优化改造。（2）采区巷道布置技术，适应多煤层联合开采，工作面巷道布置关键技术；（3）煤层倾角大，开切眼掘进过程中出现底板岩层离层滑移现象，工作面开采中底板滑移和支架失稳控制。（4）煤层倾角大于45支架防倒、前后溜下窜、飞矸伤人等问题；（5）瓦斯灾害治理、水患防治、综合防灭火、矿压动力显现等的防治和安全保障技术。（6）大倾角特厚坚硬煤层顶煤综合弱化技术；二、现有工作基础和优势 1国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析我国开采大倾角煤层的矿

6、井目前多集中在西部地区，由于这些地方的区域经济发展相对落后，矿井的开采规模、产量所占比例又较小，从而导致矿井的综合经济效益差，加上大倾角煤层开采围岩移动和矿井技术管理与缓倾斜煤层开采相比具有很大的差异和难度，故开采大倾角煤层的矿井大多数使用的是传统的非机械化开采方法。但自20世纪80年代开始，我国就一直致力于对大倾角煤层的机械化和综合机械化开采的研究，煤炭科学研究院北京开采所、唐山分院、成都煤干院、西安矿业学院、中国矿业大学（北京）以及东北大学等科研院所从急倾斜煤层入手开始这方面的研究，同时引进国外技术与装备，在辽宁沈阳矿务局、新疆艾维尔沟煤矿、北京矿务局、四川攀枝花矿务局、辽宁鹤岗矿务局、安

7、徽淮南矿务局等矿区进行了试验与生产。具有代表性的有:辽宁沈阳矿务局红菱矿与煤炭科学研究总院北京开采所共同承担国家“七五”重点科技攻关计划项目“大倾角煤层开采成套设备的研制”，研制了ZYS9600/14/32(QYS(960/14/30)型大倾角组合式液压支架和ZYJ3200/14/32G型大倾角液压支架，配合MG200-QW型大倾角采煤机，SGBQ-764/160W大倾角工作面输送机，在倾角35-55的煤层中进行了工业性试验，填补了国内空白。河北开滦矿务局唐山矿采用DY 150型采煤机，辅以YAJ-13液压防滑绞车，SGW-150型可弯曲刮板输送机开采了倾角为15-45的煤层。新疆艾维尔沟煤矿

8、在坚硬顶板(f8-18)，软煤(f =1)、软底(抗压强度1. 5MPa) 条件下，使用ZZX4000/17/3 5液压支架，进行了大倾角煤层开采工业性试验(倾角为23 -35)。黑龙江鹤岗矿务局峻德煤矿在35左右的大倾角煤层使用HY30012/28型双柱掩护架，较成功地开采了数个工作面。北京矿务局和四川攀枝花矿务局、南桐矿务局以及安徽淮南矿务局引进波兰生产的大倾角煤层综采装备，并在数个工作面进行了试验性使用。与此同时，甘肃华亭矿务局东峡煤矿针对该矿大倾角特厚易燃煤层群数量多、围岩条件差、煤层较坚硬的特点，通过近20年的努力，研究使用了非机械化“双大”(大采高、大推进度)开采方法，配合矿井综合

9、防火技术(黄泥注浆、局部注氮、系统堵漏、均压通风等)，取得了良好的技术与经济效益；窑街矿务局三矿在大倾角煤层试验使用了超前预爆破非机械化放顶煤技术，并对爆破参数和回采工艺过程及参数进行了比较系统的研究。特别是甘肃靖远煤业集团公司针对宝积山煤矿、王家山煤矿急-倾斜厚煤层复杂条件和开采技术难点，在国内行业界率先进行了整体科技攻关，在急-倾斜长壁开采综合机械化放顶煤新技术的相关理论、设备研制、巷道及工作面布置优化、矿压显现规律、回采工艺、顶煤破坏及放出规律以及安全保障技术等内容进行了深入系统研究和工业性试验，成功地实现了该类煤层高产、高效、安全开采，取得显著成果，为急倾斜厚煤层高效机械化开采开创了一

10、条成功之路。2、项目研究单位及主要参与单位研究基础 近年来，新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）60万吨矿井，站在企业可持续发展的高度，大力推进采煤方法改革的探索，坚持“产、学、研”相结合，积极实施“走出去”的战略，先后组织人员到四川绿水洞煤矿，甘肃靖煤集团公司、新疆金川煤业等，组织进行职工学习培训，实地调研，初步对大倾角综采、综放基础知识有了一个较为清晰的认识。抢抓机遇，大力进行矿井技术改造工程，推进采煤方法改革，完成了60万吨矿井主要生产系统的井巷工程建设和改造，直达地面的原煤运输系统相继完善，与矿井产能提升相配套的地面工业广场基础设施建设、井口煤炭洗选厂、地面生产调

11、度指挥系统、矿井黄土灌浆系统、压风注氮系统也在紧锣密布进入建设阶段，矿井发展良性运行环境及远景初见端倪。从2008年到2010年的近三年时间，虽然矿上做了很多的努力和调研工作，但由于矿井地质条件的复杂性和煤层赋存的特殊性，新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿60万吨矿井在采煤方法的改革进程中，由于资金链的衔接不畅，一直处于犹豫徘徊和摸索阶段，没有迈出实质性的步子。通过艰辛的努力，新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）60万吨矿井与甘肃靖远煤集团公司终于达成了合作生产协议，靖煤集团公司以大倾角开采专有专利技术和管理实力进入新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿

12、）60万吨矿井合作进行原煤生产。按照与双新煤业达成的生产技术合作协议，靖煤集团公司已经于2011年3月份，按期进驻新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）60万吨矿井，开始矿井11采区掘进工程。新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）60万吨矿井矿井，急-斜特厚易燃煤层长壁综采放顶煤开采工艺密切相关的主要参与单位和实施者是甘肃靖远煤业集团公司。 甘肃靖远煤业集团公司急-斜特厚易燃煤层长壁综放开采技术，曾是国家煤炭工业技术委员会审批立项的重点技术攻关项目，也是甘肃省“211工程”之一。公司所属王家山煤田为急-倾斜特厚易燃煤层，煤层介于倾斜与急倾斜两个临界，具有

13、大倾角（煤层倾角3849）、特厚（平均厚度11.2米）、冒放性差特点，面对这一世界性难题，集团公司充分调动广大科研人员、工程技术人员的积极性，坚持走“产、学、研”相结合之路，遵循“以人为本”的原则、“安全第一”的原则、“激励机制”原则、“人-机-环境” 协调的原则,持续对急-倾斜特厚易燃煤层高效综放开采技术生产管理模式进行攻坚，形成了以“三线二量”为主要内容的“高起点、高要求、高效率、高效益”新型管理模式，为矿井发展奠定了坚实的基础。三、研究内容与考核指标农四师七十一团二矿（原伊犁双新焦化厂二矿）急-倾斜厚坚硬煤层，倾角介于3853之间，其走向长壁开采属于世界公认的高难采矿技术领域，该综放项目

14、研究的内容是在于从理论和实践上总结出一套急-倾斜厚煤层综放开采的设备及配套技术、巷道布置与采煤工艺、顶煤综合弱化技术、矿压显现规律与支护系统稳定性控制以及安全与管理体系的规律。进而从根本上解决困扰矿井的开采难题，进一步提高矿井的综合机械化开采水平，淘汰落后的采煤工艺，优化矿井深部开拓布局，实现合理集中生产，实现农四师七十一团二矿井田中深部赋存的3852左右的特厚易燃煤层的长壁综放开采，提高矿井综合效益，为矿区经济发展和稳定发挥重大作用。同时也为解决同类煤层开采和采煤技术进步作出贡献，促进我国煤炭行业可持续发展和能源开发西移及西部大开发。1、新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿60万吨矿井大倾角坚

15、硬煤层综采放顶煤主要研究内容：大倾角特厚坚硬煤层研究条件下，进行综采放顶煤技术的可行性及需要解决的主要技术难题；大倾角特厚坚硬煤层安全高效开采巷道布置及工作面优化设计研究，大倾角开切眼掘进工艺及软底滑移支护控制技术；研究试验急倾斜坚硬特厚煤层地质条件下，综放工作面设备“三机配套”选型设计，大倾角松软底板开采条件下设备防倒、防滑技术；研究适应急倾斜综采放顶煤工作面的采煤工艺和现场管理模式。大倾角特厚坚硬煤层综放工作面矿压显现、顶煤运移规律研究；大倾角特厚坚硬煤层顶煤综合弱化技术；大倾角特厚坚硬易燃煤层综放开采安全保障技术。2、技术路线和创新点本课题的研究立足于“产、学、研”相统一，紧密结合现场工

16、程实践，通过理论计算和数学模拟分析，并借鉴其它单位近似或相近的成功开采技术和管理经验，对现有大倾角开采的常规采煤设备基础上，采取相应的技术改造，采用科学、合理的采煤工艺，研究和创新安全保障技术和现场管理技术，实现安全生产。主要工作包括以下几个方面：研究的思路：项目调研可行性分析专家论证巷道布置三机配套选型即改造采煤工艺优化顶煤运移规律和综合弱化工艺工作面管理项目总结。研究目标和创新点: 通过试验研究,探索出一条在急倾斜特厚煤层地质条件下，实施综采放顶煤开采技术的采煤工艺及配套设备，安全保障技术和弱化技术集成，实现矿井安全稳产高效3、主要技术指标甘肃靖远煤业集团公司在大倾角坚硬特厚煤层开采中，通

17、过现场实测和实验室模拟的方法，对急斜特厚易燃煤层长壁综放开采工作面巷道优化设计布置、生产管理模式、防灭火、防瓦斯技术、回采工艺技术、顶煤运移、矿压显现规律及“三机”配套技术进行了综合研究与实践，总结出了适应急斜特厚易燃煤层长壁综放开采条件下的工作面生产管理模式、顶煤运移、矿压显现规律、“三机”配套、防灭火、防瓦斯及回采工艺技术，一直居于国内外领先地位，他们的系列成果，曾获国家八项专利技术，具有独立的知识产权；特别是在坚硬煤层综合弱化技术方面，他们针对红会矿区坚硬特厚煤层顶煤难以冒放和跨落后难以放出的难题，通过设计布置专用爆破工艺巷，采用中高压注水和爆破弱化综合工艺，极大地改善了顶煤的冒放性，成

18、为坚硬煤层安全高效开采的重要保障。而双新煤业大倾角坚硬特厚煤层综放开采主要依托于靖煤集团公司的上述开采技术、保障技术、现场管理技术和弱化技术。与新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿60万吨矿井合作的甘肃靖远煤业集团公司，近年来通过不断改进采煤方法、优化采煤工艺、强化采煤技术装备，运用高新技术和先进适用技术、提升传统产业，依靠多支在大倾角综放面开采的成熟管理队伍和人才资源，推动煤炭产业初步走上了安全、高效、稳健发展之路。先后研究攻克了一大批具有国内外领先水平、拥有自主知识产权的技术成果。2001年以来完成科研项目87项，其中有35项获得各种奖励，有30项获得甘肃省煤炭科技进步奖，其中甘肃靖远煤电股

19、份公司急倾斜特厚煤层长壁综采放顶煤核心技术中8项获国家技术专利，具有自主的知识产权。企业技术创新带动了企业相关技术的进步和发展，增强了企业的创新能力和核心竞争能力。以王家山矿为代表的大倾角开采技术和成果从2002年11月20日开始实施，到目前已经实际应用8年多，目前该项目成果已经在靖远煤业集团宝积山矿，以及宁夏、青海、内蒙、新疆、四川、贵州等省区的煤矿开采中得到广泛应用和借鉴，在国类外同行业始终处于领先地位。以王家山矿开采技术为代表的的论文专著急-倾斜特厚煤层综放长壁开采技术已出版发行，先后有20余人，在继承和创新的基础上，以本课题为研究对象发表论文。甘肃靖煤集团公司宝积山矿在高瓦斯、高地应力

20、条件下，依托此项技术，实现了大倾角综放开采工艺的新突破。目前，大倾角综放开采工艺在靖煤集团公司王家山矿、宝积山矿得以成功应用，从2002年11月20日到2010年底，累计回采工作面7个，累计生产原煤已近1000万吨，最高月产10万t，最高日产4532t/d，最高班产3307t/班，工作面平均回采工效38.38t/工日。创造了良好的经济效益和社会效益。4预期经济、社会、环境效益大倾角坚硬煤层综放项目研究开采技术成功研究和推广，可以完全解决新疆及其伊犁地区同类煤层赋存条件下开采技术和工艺的重大突破，将大幅提高原煤生产工效，降低生产成本，实现矿井集约化和规模化开采，矿井万吨掘进率和辅助、服务成本将成

21、倍降低，采场支护实现高强化和安全化，矿井的安全生产保障程度大幅提高，提高矿井资源回收率，延续矿井服务年限，提升矿井综合竞争力和市场占有率，为企业健康可持续和稳定发展赢得广阔的领地，对提升员工生活水平，改善民生和促进本地煤炭经济的健康发展将发挥引领和示范作用。采煤方法改革后，采区回采率将从目前的水平分段和柔性支架开采工艺的40%左右提高到76%左右，延长矿井服务年限，减少优质焦煤资源的开采损失；工作面装备水平的提高，其安全保障程度大幅提高；实施采煤方法改造后，万吨掘进率大幅降低，矸石排放量减少，地面堆积废弃物减少，降低土地占用，保护矿区生态环境，劳动生产率的提高，必将极大地增加职工收入，为职工办

22、实事，谋福祉，改善矿区人居环境，为伊犁地区和兵团经济发展，保持矿区和边疆稳定发挥积极作用，其社会效益巨大。据测算，新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿60万吨矿井通过采煤方法改革，矿井产量将由目前的年产15万吨左右提升到60万吨以上，人均职工收入将比目前增加3倍，矿井万吨掘进率将由目前的万吨150m降低到50米以下，采区回采率由40%提高到76%，原煤工效将达到35T/工以上。煤炭生产形式将从初级的原煤生产步入多元化、精细化的商品煤生产，提高原煤的附加值，实现产业链的延伸。5项目实施可能形成的示范基地、中试线、生产线及其规模新疆生产建设兵团农四师七十一团二矿60万吨矿井大倾角坚硬特厚煤层综采放顶

23、煤工艺，集成了目前国类外大倾角、坚硬煤层放煤工艺和顶煤弱化工艺的核心技术，对工作面现场管理提出了更高的要求，是在继承基础上的全面创新。在项目调研和实施前期，我们的工作就受到了建设兵团各级领导和地方同类条件下煤炭行业的关注，我们感到机遇和挑战同在。该项目实施成功后，我们首先在伊犁地区同类煤层赋存条件下的开采，创出一条新路，发挥带头作用，形成“蝴蝶效应”，这必将推动新疆地区煤炭生产开采工艺的大腾飞。目前矿井安全生产系统基本完善，按照60万吨生产能力核定的运输、排水、通风、压风、供电系统完善，工作面采场生产能力也具备60万吨条件；矿井自筹资金建设的80万吨洗选厂土建工程已进入施工阶段，下游煤焦化产业

24、链已经形成，矿井煤炭销售环节畅通，原煤生产处在“等米下锅”的状态，从中长期来看，煤炭生产处于产销两旺的良好态式。6、人才队伍建设市场的竞争，也是人才的竞争。在日趋激烈的煤炭市场新形势下，一是研究人才队伍的培养机制。要以科学发展观为指导，更新观念，拓宽思路，进一步解放思想，转变观念，不断增强改革意识、发展意识、责任意识、竞争意识、创新意识、开拓意识，坚决破除那些束缚人才成长和限制人才充分发挥作用的观念、做法与体制，牢固树立“人才是最宝贵、最重要的战略资源”、“不惟学历看能力、不惟职称看技术、不惟资历看业绩、不惟身份看素质”的思想观念，把人才作为企业的一项无形资产，把管理的视角由工作移向人，尊重员

25、工的人格和权利，理解员工的思想、个性、能力、兴趣和爱好，规划美好的共同的企业远景，对员工进行准确的工作分析和定岗定编设计，搭建“想干事的人有机会，能干事的人有舞台，干成事的人有地位”平台。二是人才队伍的建设和培养模式。从企业的实际出发，有计划、有目的的举办各种类型的培训班，组织员工学习新知识、新技术、新技能、新工艺、新材料、新技规等，熟练掌握岗位业务知识、岗位操作技能，转变工作作风，提高工作执行能力，圆满完成工作任务，成为工作骨干和复合型人才。三是人才和队伍建设的创新。人才队伍建设应广开渠道，借鸡下蛋，引进人才和成建制的职工队伍，把优秀的人才资源和管理资源引入到企业中来，优化参与环境，让他们参与企业的管理和决策，让有能力的员工参与企业的民主管理，参与企业的重大决策，增强员工的主人翁意识，保护好、发挥好各类人才的积极性和创造性，促进企业又好又快发展。四是做好人才队伍的使用。紧扣和谐发展这个主题，实施人才强企战略，优化人力配置，拓展育才渠道，实施专业技术岗位管理，不拘一格选准用对人才，量才使用，为人才提供施展才华、实现抱负的广阔舞台和搭建干事创业的平台，让他们在最适合的岗位上各显其能，发挥作用，努力工作，创造新业绩，为企业发展做贡献。7其他考核指标万吨掘进率：40m/万t；原煤工效：35t/工；吨煤直接成本：68元/t；工作面回采率：76%。