煤礦大傾角堅(jiān)硬特厚煤層綜采放頂煤開采工藝項(xiàng)目的應(yīng)用

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1、大傾角堅(jiān)硬特厚煤層綜采放頂煤開采工藝項(xiàng)目的應(yīng)用伊犁雙新煤業(yè)集團(tuán)一、項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù)1、項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù)需求分析新疆兵團(tuán)農(nóng)四師七十一團(tuán)二礦（原伊犁雙新焦化廠二礦）屬新疆尼勒縣管轄，始建于1958年，經(jīng)過53年的發(fā)展，目前生產(chǎn)能力已達(dá)到15萬噸規(guī)模，累計(jì)產(chǎn)煤215萬噸。礦區(qū)煤層賦存條件為急傾斜特厚堅(jiān)硬煤層，煤層硬度系數(shù)為f=2-3，長(zhǎng)期以來，采用傳統(tǒng)的高落式和倉(cāng)儲(chǔ)式開采方法，造成礦井回采率過低（35%左右），資源浪費(fèi)嚴(yán)重，礦井安全保障程度低，生產(chǎn)工效低下。由于目前急傾斜特厚煤層開采的發(fā)展水平層次差異較大，存在著一

2、系列沒有完全解決的技術(shù)難題，因而研究急傾斜特厚煤層的開采方法，是非常必要和十分迫切的重大課題。從2005年以來，礦井開始實(shí)施技術(shù)改造，通過進(jìn)一步的地質(zhì)勘探和測(cè)量工作，進(jìn)行了60萬噸擴(kuò)能改造，礦井初步設(shè)計(jì)有中煤武漢設(shè)計(jì)研究院完成，開采方法為大傾角綜采為主，柔性掩護(hù)支架為輔的采煤方法，此項(xiàng)技術(shù)，雖然對(duì)傳統(tǒng)的開采工藝進(jìn)行了革新，但是還未從根本上解決大傾角堅(jiān)硬煤層安全高效集約化生產(chǎn)的問題。如何從根本上實(shí)現(xiàn)大傾角堅(jiān)硬煤層安全高效開采，找到一條適合雙新煤業(yè)礦井特殊賦存條件下煤層開采工藝的重大突破，面對(duì)這一全國(guó)乃至世界

3、公認(rèn)的高難度井工開采技術(shù)，農(nóng)四師黨委、71團(tuán)黨政領(lǐng)導(dǎo)知難而進(jìn)，勇于創(chuàng)新。積極尋求解決安全高效開采的技術(shù)支持和管理保障，通過多次調(diào)研和實(shí)地考察，與甘肅靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)公司達(dá)成了合作研究和生產(chǎn)協(xié)議。甘肅靖遠(yuǎn)煤集團(tuán)公司王家山礦，從2001年初進(jìn)行大傾角綜放開采技術(shù)和相關(guān)保障技術(shù)研究，2003年完成了這一難題，曾獲國(guó)家八項(xiàng)專利技術(shù)。從新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)四師七十一團(tuán)二礦（原伊犁雙新焦化廠二礦）實(shí)現(xiàn)安全高效礦井目標(biāo)和從新疆地區(qū)、農(nóng)四師71團(tuán)雙新煤業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來看，該項(xiàng)目技術(shù)研究具有重大的戰(zhàn)略性意義，雙新煤業(yè)大傾

4、角堅(jiān)硬特厚采煤方法的改革，是實(shí)現(xiàn)本礦區(qū)產(chǎn)能提升，安全高效開采的必由之路，它可以解決礦井特殊地質(zhì)構(gòu)造范圍內(nèi)的呆滯煤量問題，提高煤炭回收率，減少煤炭資源浪費(fèi)，也將對(duì)該礦井深部開拓布置優(yōu)化、合理集中生產(chǎn)，延伸煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，改善生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展創(chuàng)造條件。它的成功，將極大的帶動(dòng)伊犁地區(qū)乃至新疆同類地質(zhì)和煤層條件下采煤工藝的重大突破，為實(shí)現(xiàn)新疆地區(qū)煤炭資源的大發(fā)展和高效開采，起到引領(lǐng)和示范作用。2、項(xiàng)目的主要技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)四師七十一團(tuán)二礦（原伊犁雙新焦化廠二礦）60萬噸礦井，礦井煤層賦存條

5、件多變，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤厚極不穩(wěn)定，厚度平均變化大，傾角42°-53°之間，平均達(dá)到45°，局部達(dá)到53°以上，煤層堅(jiān)硬，難以放出，屬于大傾角極難采煤層，采用走向長(zhǎng)壁綜采放頂煤開采技術(shù)，開采過程中必須解決以下關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)：（1）如何保持“支架---圍巖”系統(tǒng)的隨機(jī)不穩(wěn)定達(dá)到有效控制。在工作面煤層傾角45°～53°條件下，如何保持支架、采煤機(jī)適應(yīng)大傾角煤層，并參照國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有大傾角開采配套設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性配套和優(yōu)化改造。（2）采區(qū)巷道布置技術(shù)，適應(yīng)多煤層聯(lián)合開采，工作面巷道布置關(guān)鍵技術(shù)；（3）煤層傾角大，開切

6、眼掘進(jìn)過程中出現(xiàn)底板巖層離層滑移現(xiàn)象，工作面開采中底板滑移和支架失穩(wěn)控制。（4）煤層傾角大于45°支架防倒、前后溜下竄、飛矸傷人等問題；（5）瓦斯災(zāi)害治理、水患防治、綜合防滅火、礦壓動(dòng)力顯現(xiàn)等的防治和安全保障技術(shù)。（6）大傾角特厚堅(jiān)硬煤層頂煤綜合弱化技術(shù)；二、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)1．國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及預(yù)期分析我國(guó)開采大傾角煤層的礦井目前多集中在西部地區(qū)，由于這些地方的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，礦井的開采規(guī)模、產(chǎn)量所占比例又較小，從而導(dǎo)致礦井的綜合經(jīng)濟(jì)效益差，加上大傾角煤層開采圍巖移動(dòng)和礦井

7、技術(shù)管理與緩傾斜煤層開采相比具有很大的差異和難度，故開采大傾角煤層的礦井大多數(shù)使用的是傳統(tǒng)的非機(jī)械化開采方法。但自20世紀(jì)80年代開始，我國(guó)就一直致力于對(duì)大傾角煤層的機(jī)械化和綜合機(jī)械化開采的研究，煤炭科學(xué)研究院北京開采所、唐山分院、成都煤干院、西安礦業(yè)學(xué)院、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）以及東北大學(xué)等科研院所從急傾斜煤層入手開始這方面的研究，同時(shí)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)與裝備，在遼寧沈陽礦務(wù)局、新疆艾維爾溝煤礦、北京礦務(wù)局、四川攀枝花礦務(wù)局、遼寧鶴崗礦務(wù)局、安徽淮南礦務(wù)局等礦區(qū)進(jìn)行了試驗(yàn)與生產(chǎn)。具有代表性的有:遼寧沈陽礦務(wù)局紅

8、菱礦與煤炭科學(xué)研究總院北京開采所共同承擔(dān)國(guó)家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“大傾角煤層開采成套設(shè)備的研制”，研制了ZYS9600/14/32(QYS(960/14/30)型大傾角組合式液壓支架和ZYJ3200/14/32G型大傾角液壓支架，配合MG200-QW型大傾角采煤機(jī)，SGBQ-764/160W大傾角工作面輸送機(jī)，在傾角35-55o的煤層中進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。河北開灤礦務(wù)局唐山礦采用DY150型采煤機(jī)，輔以Y