大坡度下山巷道综掘施工研究与应用项目建议书

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1、神华宁夏煤业集团公司科技创新项目立项建议书大坡度下山综掘施工工艺的应用研究项目建议书2010年12月10日一、立项背景（一、本课题立项的依据、目的、作用和意义；二、分析国内外同类项目的技术现状及发展趋势、达到的技术水平和尚未解决的技术关键等）（一）立项的依据煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机、可伸缩带式输送机是煤巷机械化掘进的关键设备，掘进机及配套运输设备的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。羊场湾煤矿工作面机巷、工作面风巷施工范围内受黑疙瘩背斜、山疙瘩向斜影响，煤层产状变化较

2、大，走向220°～350°，倾向130°～260°，倾角6°～20°，巷道施工时坡度起伏变化较大。机巷、风巷均由建井工程有限公司综锚一队施工，使用EBZ160型综掘机掘进、DSJ100/80/160胶带运输机配合运输。机巷于2010年8月13日开工，9月上旬工作面施工至500米处时巷道坡度大于16°，施工至650米时巷道坡度增至20°，12月初施工至830时巷道坡度逐渐减小至13°。施工550米～830米期间，月施工进度在90米左右。工作面风巷巷道断面为矩形，支护方式为锚网、钢带、锚索联合支护，掘进宽度4700mm，掘进高度4000mm，掘进断面积为18.8m2。帮、顶锚杆支护间、排距

3、为800×1000mm，矩形布置；顶板铺设6800×1000mm金属网；每排顶锚杆压一根钢带，钢带采用长5200mmW280×3×5200-1000-7型钢带。两帮全断面铺设菱形网（网孔尺寸为50×50mm，网片规格为3500×1000mm）。施工中循环进度1.0米。每日12个正规循环，月施工进度300米。羊场湾煤矿、工作面为该煤矿2011年生产接续工作面。机巷与风巷为平行巷道，巷间距40米，根据机巷揭露煤岩层赋存情况，风巷工作面部分巷道坡度也会在16°～20°之间，长度预计在400米左右。为了缓解接续紧张的局面，提高大坡度下山巷道综掘单进水平，解决大坡度下山综掘施工的施工工艺问题，结

4、合机巷施工经验，对“大坡度下山巷道综掘施工工艺的研究及应用”进行过关，特提出本项目。（二）立项的目的和意义随着宁东矿区各生产矿井的相继投产，各煤矿工作面布置受地质构造的影响也凸显出来，大的向斜与背斜、大落差断层严重制约着工作面的正常施工。各矿井综采工作面的回采巷道实际施工过程，风机两巷受地质构造影响导致起伏形成上下山掘进巷道已很多见，此类工作面具有以下特点：1）掘进工作面受地质构造影响，特别是在向背斜过度、穿断层施工过程中巷道坡度大都不会小于10°，形成上下山巷道；2）工作面坡度在大于16°时使用综掘机掘进困难，大多改为炮掘施工；3）工作面坡度大于16°的下山掘进时，向上运输工作面的煤

5、渣困难，距离越长，皮带受力越大；大块物料出现滑、滚现象，威胁作业人员安全；4）工作面坡度大于16°时，工作面辅助运输困难，支护材料、机械设备运输运输成本高；5）在背斜轴部、断层附近工作面顶板破碎、围岩松软，支护困难；6）工作面循环进度小，掘进速度低。实践证明：原有的综掘施工工艺已难以实现快速掘进的目的，设备维护量大、人力投入多、支护困难、单进水平低，严重影响矿井正常的生产接续。为了实现在现有的施工装备条件下的安全掘进，必须探索出安全、经济、快速的施工工艺。通过总结羊场湾煤矿工作面机巷大坡度下山段的施工经验，在认真分析研究的基础上，在施工工作面风巷大坡度下山段过程中，寻求解决此种条件下快

6、速施工工艺，达到安全、经济、快速的目的。这一课题的研究成功，对促进宁东矿区大坡度下山巷道快速掘进具有重要意义。（三）研究现状1.大坡度下山巷道施工现状目前国内很多科研单位及矿山企业都开展了大坡度下山设备和施工方法的研究解决大坡度巷道的施工难题，不断提高大坡度下山掘进的单进水平，主要采取了以下方法：1）通过综掘施工改炮掘施工，解决下山巷道中综掘机调动不灵活的难题。炮掘施工时工作面采用人工出渣、刮板运输机与皮带配合运输或耙岩机与皮带配合运输。2）通过对综掘机的装载部、行走部、装机功率等进行改进解决综掘机的稳定性、物料装运及顺利行走等问题。①铲板装载机构采用蟹爪式或五爪星轮(实践证明，此种工

7、况下五爪星轮的装料效果比三爪星轮好)。②加大行走驱动装置功率，提高输出扭矩，以保证有足够的驱动力；③采用整体铸造高强履带板，履翅加高到20mm，以便改善综掘机对底板的附着力，增加有效驱动力。④因综掘机工作在大坡度工况及底板情况不同，机器自身产生滑动的可能性较大，这给生产安全带来一定的隐患，为此增加了一些辅助装置，如防侧滑油缸，倒车油缸(可作为防下滑油缸用)以提高机器本身的稳定性。⑤设置慢速调度绞车，协助提高综掘机调动的灵活性，解决大坡度工况下，