炉峪口煤矿2814工作面下二采配风巷的牛逼设计.doc

太原煤炭气化（集团）有限责任公司科技进步奖申报书一、 项目基本情况奖励类别 编号项目名称炉峪口煤矿2814工作面下二采配风巷设计以满足工作面布置要求的探讨与实践完成单位太原煤气化（集团）有限责任公司炉峪口煤矿主要完成者郝成翥、赵建平、张天东、任兆海、程国先、申爱龙任务来源A、省、市计划B、中煤公司C、煤气化公司 D、本单位 E、自选 （ D ）计划名称与编号工作起止时间2011.06-2011.09成果应用于生产时间2012.05是否通过鉴定A、是 B、否 （ A ） 组织鉴定单位矿组织鉴定鉴 定 时 间2011年8月鉴定形式现场鉴定鉴定证书编号联系人及电话张天东 ： 0351-5179340申 报单 位单位（盖章） 负责人（盖章）2011年11月11日二、项目简介项目所属技术领域、主要内容、特点及应用推广情况一、所属科学技术领域本项目属采矿学科回采工作面布置与系统线路设计领域，属基础与应用基础研究类。主要研究内容是一定煤层地带（三角煤、边角煤地带）回采工作面及其生产系统的线路设计，保证工作面设计优化、系统简单、切合实际并保证矿井有效提升边角煤的采出率。本文阐述了在对炉峪口煤矿下组煤二采区特定地段综合分析并结合其它诸多因素，提出工作面布置方案并进行综合比较后，优选出该采区工作面巷道布置的可行解决办法，为我矿类似情况合理布置工作面的可行性提供了参考依据。二、主要内容、特点及推广应用情况2011年年中，按照原有接替计划，我矿下二采即将布置设计左翼西北角2814工作面和2802工作面，单受该地段煤层位置影响，需要解决该段三角煤不易采出、损失大及大巷系统不全等问题，该区段位置及可采范围见下图：该区段北面和西面是下二采皮带集中巷、北面还有九龙塔村保护煤柱，南面是下首采采空区、东面是下二采2804采空区，留设必要的护巷煤柱、采区边界煤柱、断层及工作面采空区煤柱，该区段为一不规整五边形，面积125959，按采高2.5m，可采储量418814 t。为有效解决该地段工作面布置困难，我矿有关技术人员结合实际、并经多次反复修改设计及论证后又提出几种备选方案。方 案 一施工方法：从东副巷（2、3#煤层内）开口施工暗斜井绕过两条大巷到该区段8#煤层，构成工作面材料回风系统，再利用下二采集中皮带巷布置运输、进风系统，进而布置工作面。优点：掘进工程量少，开口位置远离两下山，系统构成相对独立。缺点：施工难度大，需要掘进暗斜井（垂深53米），过断层多、掘进岩巷最多；所布置工作面走向短、倾向长、形状不规整，回收煤炭资源最少（约74%）；系统较复杂。方 案 二施工方法：从下二采回风暗斜井中部平巷开口施工配风巷绕过集中皮带大巷到该区段，构成工作面材料回风系统，再利用下二采集中皮带巷布置运输、进风系统，进而布置工作面。优点：减少一定岩巷，开口位置远离两下山，系统构成相对独立，回收煤炭资源较多（约78.7%）。缺点：仍然需要掘进一定的斜巷（经过落差8米的断层），工作面材料运输仍然不便，系统构成不完全独立。方 案 三施工方法：从下二采回风下山（8#煤层中）施工配风巷与皮带集中巷平行反向构成大巷系统，再利用该巷构成工作面材料、回风系统，同时利用下二采集中皮带巷布置构成运输、进风系统，布置工作面。优点：减少一定岩巷，开口位置远离两下山，系统构成相对独立，有效利用该区段地质构造以及区段形状，有效回收三角煤，采出煤炭资源最多（约83.4%）。所布置的工作面系统构成相对独立。缺点：掘进工程量最多，各工作面辅助巷道多，为有效回收该地段煤炭资源，工作面形状略不规整。经过反复论证与方案比较，最后通过并实施的方案为第三方案，即将下二采回风下山沿平行于下二采皮带集中的方向反向延伸（即下二采配风巷），构成材料与回风系统，再利用该巷和原有皮带集中巷构成工作面材料、运输与通风等生产系统，才能布置该区段回采工作面。本项目研究的特点在于，通过反向延长原有采区大巷解决工作面所在此区段生产系统缺失的先天不足的问题，使该区段生产系统健全、完善，为该区段正式布置回采工作面作好了准备。 通过本项目的设计与相应系统构成的分析研究，取得了宝贵的井巷生产系统设计经验，也提出了一些新的想法、有一定的新奇性和创造性。此项工程从设计、反复论证及修改，最后到施工，为我矿其它地段进行类似工作面布置及井巷的优化设计与施工提供了一定的参考与借鉴依据，扩展了技术人员的眼界，具有一定的推广价值。 （不少于600个汉字）三、项目内容1、立项背景下组煤二采区是我矿重要的工作采区，每年产量约占矿井总产量的50%以上，2009年在该采区推广悬移支架支护回采工作面顶板后，支护条件明显改善、工作面采高提高（由原来普采的2.3m提高到2.5m）。该采区预计布置12个工作面，截止2011年九月，已采完8个工作面，正在回采和掘进各1个工作面，按照原有接替计划，下一个预计布置的工作面位于我矿下二采左翼西北角2804采空区、下首采采空区和下二采集中皮带巷护巷煤柱和九龙塔村保护煤柱之间，预计可布置两个工作面：2814工作面和2802工作面。但受该地段形状及位置影响，需要解决该段三角煤不易采出、煤柱损失大及大巷系统不全等诸多问题，该工作面从2011年6月开始着手设计，经我矿技术人员曾提出利用东副巷、及利用下二采暗斜井中部开口进行该区段回风巷布置的方案，在多次方案比较、论证并现场勘察磋商后，决定实施本文所指第三套方案。 本项目就是在炉峪口煤矿下组煤二采区西南边角地带生产系统不全、利用原有系统困难，中间环节较多、施工斜巷、岩巷较多的苛刻条件下提出来的，通过施工该配风巷道，使其能够胜任将来该采区区段工作面设计布置要求，并有效回收该区段煤炭资源。提高我矿煤矿资源采出率。本项目的设计经验对于我矿进行类似的工作面系统优化设计与施工具有非常重要的参考价值和现实意义。2、详细科学技术内容一、下二采配风巷及该区段工作面布置情况概述：（一）区段位置情况概述：该区段上覆为2202、2204采空区，北邻下二采下组煤前皮带下山，西邻下二采皮带大巷，南邻1801、1803工作面采空区，西北面为H8m的断层，东部和东南部位为实体煤。周围有949、920、336#钻孔。该区段煤层为一单斜构造，8#煤层顶板节理较发育。区段西邻F2断层（落差最大为8m），东邻F3断层（落差最大为5m），预计区段内断层影响不大。区段工作面基本沿8#煤层走向布置，工作面紧邻东西两断层走向布置，减少了地质损失，增加了回采煤量。下二采皮带大巷留设30m的保安煤柱、采区边界留有20m的净保安煤柱。（二）下二采配风巷布置情况：经过现场勘察，下二采配风巷定于在下二采回风原2804皮带巷绕道口内开口，开口后沿8#煤层掘进，改变走向一次，然后在第一个改向点前掘进配风联络巷20.4m与下二采下组煤前皮带下山贯通，贯通后继续以原方位掘进下二采配风巷剩余部分。下二采配风巷与下二采下组煤前皮带下山之间留设20m的净保安煤柱。下二采配风巷掘进中将遇一陷落柱，预计影响掘进26m。下二采配风巷部分巷道可满足该区段两工作面共用，减少了万吨煤掘进率，工作面紧邻并顺沿断层和煤柱布置，在打钻孔探明有无断层导水的情况下，有效地回收了煤炭资源。该区段两工作面之间留设12m的净保安煤柱，在形成工作面后将采用后退式回采方式进行回采。下二采配风巷及该区段工作面布置图见第二部分“项目简介”中方案三。二、下二采配风巷及该区段首采2814工作面运输系统分析：（一）煤流运输路线1掘进期间主要巷道运煤路线：（1）下二采配风巷工程前期：下二采配风巷开口部分及联络巷部分经工作面耙斗机装矿车下二采材料下山2801材料巷SGB-620/40T刮板输送机下二采皮带下山下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。工程后期：下二采配风巷剩余部分经工作面皮带机配风联络巷SGB-620/40T刮板输送机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。（2）2814皮带巷：工程前期：2814皮带联络巷及2814皮带巷倒打部分经工作面耙斗机装矿车下二采配风巷配风联络巷SGB-620/40T刮板输送机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。工程后期：2814皮带巷剩余部分经工作面耙斗机装矿车2814皮带巷巷口SGB-620/40T刮板输送机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。（3）2814材料巷及切眼：工程前期：2814材料联络巷及2814材料巷倒打部分经工作面耙斗机装矿车下二采配风巷配风联络巷SGB-620/40T刮板输送机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。工程后期：2814材料巷剩余部分及切眼经工作面耙斗机装矿车2814材料巷巷口SGB-620/40T刮板输送机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。2形成回采工作面后运煤路线：该区段首采2814工作面形成工作面进行回采时采用MG160/380-WD型双滚筒采煤机落煤并利用螺旋滚筒装煤，工作面使用SGZ-630/220型可弯曲刮板输送机运煤，皮带顺槽使用SZB-730/75型转载机和一部SSJ-800/90胶带输送机运煤，运煤路线为：2814回采工作面刮板运输机2814皮带巷皮带机下二采前皮带下山下二采集中皮带大巷下首采区皮带下山主井煤仓主斜井地面。下二采配风巷前期运输系统图下二采配风巷后期运输系统图首采工作面2814前期运输系统图首采工作面2814后期运输系统图三、下二采配风巷及该区段工作面通风系统分析：（一）掘进工作面通风布置说明掘进工作面选用FBD型对旋式局部通风机15×2Kw供风下二采配风巷掘进前期在下二采皮带下山1#联络巷口安装两台风机，后期移至下二采前皮带下山配风联络巷口；2814皮带巷掘进前期在下二采皮带下山配风联络巷口安装两台风机，后期移至下二采前皮带下山2814皮带巷口；2814材料巷掘进前期在下二采皮带下山配风联络巷口安装两台风机，后期移至下二采前皮带下山2814材料巷口；（二）掘进期间通风路线：1、掘进下二采配风巷前期：掘进下二采配风巷及联络巷时，风机安设于下二采皮带下山1#联络巷口，新鲜风由风筒经1#联络巷、下二采回风下山送至工作面。污风从工作面下二采配风巷及联络巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。后期：掘进下二采配风巷后半段时，风机安设于下二采前皮带下山配风联络巷口，新鲜风由风筒送至工作面。污风从工作面下二采配风巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。2、掘进皮带巷前期：掘进2814皮带联络巷及皮带巷倒打段时，风机安设于下二采前皮带下山配风联络巷口，新鲜风由风筒经下二采前皮带下山、配风联络巷和下二采配风巷送至工作面。污风从工作面2814皮带联络巷及2814皮带巷倒打段下二采配风巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。后期：掘进2814皮带巷后半段时，风机安设于下二采前皮带下山2814皮带巷口，新鲜风由风筒送至工作面。污风从工作面2814皮带联络巷下二采配风巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。3、掘进材料巷前期：掘进2814材料联络巷及材料巷倒打段时，风机安设于下二采前皮带下山配风联络巷口，新鲜风由风筒经下二采前皮带下山、配风联络巷和下二采配风巷送至工作面。污风从工作面2814材料联络巷及2814材料巷倒打段下二采配风巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。后期：掘进2814材料巷后半段时，风机安设于及下二采前皮带下山2814材料巷口，新鲜风由风筒送至工作面。污风从工作面2814材料联络巷下二采配风巷下二采回风下山下组煤二采区材料暗斜井东副巷上组煤总回风巷风井。（二）回采期间通风路线：在形成回采工作面新鲜风经由下二采前皮带下山，进入2814皮带巷，清洗工作面后，污风进入2814材料巷，经由2814材料联络巷和下二采配风巷汇到下二采回风下山。下二采配风巷前期通风系统图下二采配风巷后期通风系统图首采2814工作面前期通风系统图首采2814工作面后期通风系统图首采2814工作面贯通后通风系统图三、总结综上所述，在综合分析我矿下二采作翼西部地段已有巷道生产系统、保护煤柱、采区边界以及地质构造后，在确定实施方案中，通过掘进一条配风巷，使该地段布置工作面成为可能，预计此处共可布置两个工作面，可采出储量共计34.9万吨（约占该地段可采出储量的约83.4%），工程量总计3694m，下二采配风巷作为此区段工作面的回风、进料巷，将近一半的长度可重复利用两次，为提高我矿采掘比、缓解该地段采掘接替紧张状状、稳定产量提供了可能。工作面巷道系统的布置，必须根据实际地段情况、煤炭赋存和该地段的地质构造等一系列有关因素进行论证和反复推敲，不同的原始条件，所采用的布置方法也要因地制宜。工作面巷道布置是否合理，直接影响到今后形成的采煤工作面，甚至整个采区和矿井的生产效果，因此正确合理地进行采区巷道布置，要做到技术上优越，经济上合理、安全生产条件好，有利于集中生产，为新技术、新设备、新方法的推广和使用创造良好条件，并尽可能简化巷道系统，减少生产环节，减少煤炭损失，提高采区回采率、增加资源回收率、减少采掘失衡的发生率、降低生产经营成本和提高生产效益。但也绝不能违反煤矿安全规程等相关规定。工程存在的问题与不足：虽然该方案有效节省了部分掘进工程、增大了资源回收量和工作面回采率，但在设计施工过程以及施工情况来看，仍暴露出一些不足和缺陷：，1、地质构造对我矿工作面布置有极大地影响，而我矿现有地质构造情况不是很全面，很多地质构造情况与预计情况不符，甚至完全相反，在实际生产过程中，预计情况难免会有与实际生产情况不符之处，从现有掘进过程中，已经揭露了许多原有地质资料没有的构造，所以必须在工程进行过程中不断补充、改进，时刻跟进工程进度，而不能期望一劳永逸地解决问题，此外，该地段还涉及到九龙塔村保护煤柱、采区边界以及充水情况的影响，不确定因素还很多，工程实际实施效果也未必能够达到预期要求。2、从我矿现有支护情况来看，我矿锚杆支护巷道推广程度还很不足，而锚杆支护巷道的施工质量也是良莠不齐，这就为下二采配风巷中预计多次服务的巷道系统的施工质量提出了新的要求，以保证满足实际生产需求；3、工作面采掘顺序采用采区前进式，考虑到工程量较大，衔接紧张问题，计划先从下二采皮带大巷护巷煤柱处开始布置工作面，区段工作面布置先难后易，可能对边界大巷服务年限产生一定的影响。（不少于800个汉字，纸张不够可另附页）3、创新点1、通过反向延长旧有回风巷道和增设辅助巷道，使下二采西南角煤层区段系统完善，为该区段因地制宜布置工作面作前期准备，从而克服该区段系统不全、巷道缺失的先天不足问题。2、线路设计趋于施工简单化，尽量利用原有系统，减少不必要岩巷与过断层次数；为我矿该采区西南区段回采工作面布置与设计提供了较好的硬件条件；3、该段配风巷总长495m，其中有246m入口段可同时为该区段两工作面服务，满足该区段两工作面材料、回风、行人要求，同一段巷道可重复使用2次，增加了巷道服务时间，减少了万吨掘进率，也相应地提高了该采区回采巷道的利用率。 （不超过600个汉字）4、保密要点（不超过200个汉字）5、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较、本区段配风巷设计与研究属采矿学科回采工作面布置与系统线路设计领域，为基础与应用基础研究类。主要内容是在一定煤层地带（三角煤、边角煤地带）优化回采工作面及回采系统线路设计，以保证工作面设计可靠、系统简单、切合实际并保证矿井有效提升边角煤的采出率。是在该采区区段先天不足但已成巷的现状条件下提出来的，以解决该区段布置工作面系统不完善、系统构成较难的问题。是在特殊条件下进行的设计与施工，与当前国内外同类研究和同类技术比较，在设计理念上虽未有较大的突破，但在结合本矿井现状、因地制宜地进行工程设计与施工方面，较大胆、创造性地提出了解决方法，还是具有很高的实用性和独特的见解，并具有很好的理论和实践应用价值。 （不少于800个汉字）6、应用推广情况通过对本次区段及工作面布置的分析研究与现场实际，理论联系实际，取得了宝贵的设计经验，也提出了一些创造性的想法。此项工程设计从设计到现场施工，为我矿及条件相近的矿井进行类似煤层区段工作面设计与工作面布置提供了参考依据，必会取得较好的效果。 （不超过800个汉字）7、经济效益 单位：万元人民币项目投资总额回收期（年）年份 栏目新增利润新增税收创收外汇（美元）节支总额各栏目的计算依据 1、实施方案（即方案三）与方案一相比较，减少掘进岩巷78m、增加掘进煤巷1610m。按照巷道毛断面8.3m2、8#煤的视密度1.4 t/m3计，掘进可多生产煤量为：1610×8.3×1.418708 t。2、实施方案（即方案三）与方案一相比较，回采面积增加11807 m2，按照采高2.5m、8#煤的视密度1.4 t/m3、工作面回采率95%计，回采可多生产煤量为：11807×2.5×1.4×0.9539258 t。 3、按照200元/ t计，增加的产量可创造的产值为：（18708+39258）×2001159.3200万元。8、社会效益 1、因巷道从8#煤层掘进，避开主要大断层，避免了掘进暗斜井、减少斜巷、岩巷进尺，进度加快、生产条件改善。巷道施工工作量大大减少，工人劳动强度降低；同时也减少了安全隐患。 2、新掘配风巷道系统独立，支护条件较好，除掘进前期一段时间内，各巷道独立成体系，各工作面通道系统独立，互不影响，安全隐患大大降低。3、下二采配风巷长度495m，其中有246m入口段可同时为该区段两工作面服务，满足该区段两工作面材料、回风、行人要求，同一段巷道可重复使用2次，增加了巷道服务时间，减少了万吨掘进率，提高了该采区回采巷道的利用率。四、本项目曾获科技奖励情况获奖时间奖 项 名 称奖励等级授奖部门（单位）五、申请、获得专利情况国 别申 请 号专 利 号项 目 名 称六、本项目主要完成人情况表姓 名性别年龄职务、职称工作单位参加本项目起止时间对项目做出创造性贡献的内容郝成翥男44高级工程师太原煤气化集团公司2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结孟德政男42高级工程师太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结赵建平男46矿长高级工程师太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结张天东男44总工程师高级工程师太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结任兆海男47部长/工程师太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结和现场指挥程国先男35副部长/工程师太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案的立项和技术总结和现场指挥申爱龙男29技术员太原煤气化集团公司炉峪口煤矿2011.6-2011.9参与方案设计和技术总结备注：完成人员按照对成果的贡献大小顺序排列，纸张不够，可另附页。七、申报及评审意见申报单位意见 （公章） 年 月 日技术中心初审意见（公章） 年 月 日集团公司评委会审定意见（公章） 年 月 日八、附件目录1、成果技术评价证明（原件或复印件）2、成果应用报告及证明（必须有单位财务部门盖章）3、技术报告或技术研究报告4、效益分析报告5、测试报告太原煤炭气化（集团）有限责任公司科技成果经济效益及成果应用证明成 果 名 称炉峪口煤矿2814工作面下二采配风巷设计以满足工作面布置要求的探讨与实践成果完成单位太原煤气化（集团）有限责任公司炉峪口煤矿主要经济效益及计算依据：1、实施方案（即方案三）与方案一相比较，减少掘进岩巷78m、增加掘进煤巷1610m。按照巷道毛断面8.3m2、8#煤的视密度1.4 t/m3计，掘进可多生产煤量为：1610×8.3×1.418708 t。2、实施方案（即方案三）与方案一相比较，回采面积增加11807 m2，按照采高2.5m、8#煤的视密度1.4 t/m3、工作面回采率95%计，回采可多生产煤量为：11807×2.5×1.4×0.9539258 t。 3、按照200元/ t计，增加的产量可创造的产值为：（18708+39258）×2001159.3200万元。年净增利税共计：主要社会效益： 1、因巷道从8#煤层掘进，避开主要大断层，避免了掘进暗斜井、减少斜巷、岩巷进尺，进度加快、生产条件改善。巷道施工工作量大大减少，工人劳动强度降低；同时也减少了安全隐患。 2、新掘配风巷道系统独立，支护条件较好，除掘进前期一段时间内，各巷道独立成体系，各工作面通道系统独立，互不影响，安全隐患大大降低。3、下二采配风巷长度495m，其中有246m入口段可同时为该区段两工作面服务，满足该区段两工作面材料、回风、行人要求，同一段巷道可重复使用2次，增加了巷道服务时间，减少了万吨掘进率，提高了该采区回采巷道的利用率。成果应用情况：通过对本次区段及工作面布置的分析研究与现场实际，理论联系实际，取得了宝贵的设计经验，也提出了一些创造性的想法。该工程若按照预计全部实施，将回收本矿该地段三角煤资源近40万吨，有效回收了本矿因地质构造复杂损失的煤炭储量，延长了矿井服务年限。此项工程设计从设计到现场施工，也为我矿及条件相近的矿井进行类似煤层区段工作面设计与工作面布置提供了参考借鉴依据，若能推广应用，必会取得较好的效果。成果应用单位财务部门意见：公 章 2011年11月11日成果申报单位意见： 公 章 2011年11月11日