倾斜工作面机械化快速回撤关键技术研究与应用项目研究报告大学毕设论文.docx

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倾斜工作面机械化快速回撤关键技术研究与应用项目研究报告大学毕设论文

验收资料之二

倾斜工作面机械化快速回撤关键技术研究与应用

项目研究报告

华亭煤业集团有限责任公司山寨煤矿

二〇一四年十月

第一章项目研究综述

第一节立项背景

山寨煤矿隶属于甘肃华亭煤业集团有限责任公司，现主采煤层为煤5层。

自2006年投产以来，截止2014年6月，回采1101、1102、1103、1104、11051及1201共计6个工作面，均采用倾斜分层走向长壁综合机械化低位放顶煤采煤方法进行回采，前五个工作面停采位置工作面倾角均在14°以内。

1201综放工作面为我矿西翼首采工作面，停采位置倾角24°，相比以往的用JSDB-19型主回撤绞车沿工作面地板摩擦拉至工作面上口平台配合液压支架装车架进行回撤，JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架需求。

2014年为矿井采掘接续调整的第二年，根据集团公司整体规划，我矿2014年回采的25011工作面推进长度为640米，1201工作面推进长度为610米，较之前五个工作面缩短500~600米，这就表明综采工作面的搬迁频率会更为频繁，为了完成全年生产任务，工作面安全高效的搬迁就成了首要问题，要在缩短搬迁时间的同时保证安全。

使用综采工作面机械化安装技术替代以往环节多、工序多繁琐复杂的老方法，可以很好的解决上面的问题。

经相关工程技术人员研究及矿召开专题会议决定，对综采工作面机械化安装方案进行合理设计，矿成立课题组就《倾斜工作面机械化快速回撤关键技术研究与应用》项目进行研究，现已完成项目建议书规定的全部内容。

第二节国内外研究现状

随着国内煤矿开采技术的快速发展以及采掘越来越偏向于综采机械化与综采自动化,现代化煤矿也相继出现并且拥有了一批重达百万吨的综采工作面。

随着矿井产能的增加，工作面的推进速度也随之加快，对于回采的快速发展,要求持续时间在不断的缩短。

以前大概一年只搬1次,发展到现在一年要搬2次以上。

对于煤矿来说其搬家时间越长,造成的非生产性的损失就越大,因此煤矿对搬家上耽误的时间也越发关注。

作为现代化矿井必须要解决的一个问题就是,如何提高采区的接续率以及综采设备的开机率。

国内外综采工作面的快速搬家成套设备以及技术对于传统的综采工作面设备搬家来讲,无论国内还是国外其采用的大多都是绞车、轨道平板车以及蓄电池机车、单轨吊等既分散又落后的辅助运输方式。

我国传统综采工作面设备回撤设备主要有回柱绞车、起吊装置、轨道平板车、电机牵引车等。

搬家效率低下，一般搬运距离5~10km时，回撤需要60天左右，需用工时6000~9000个，多者在10000个以上。

随之综采工作面引用机械化设备回撤以成为矿井发展的重要环节。

因受地质条件及经济实力限制，我矿1201综放工作面回撤通道倾角24°，在现有的设备条件下以无法满足其设备安全高效回撤需求。

但是，在通过引用成套液压回撤设备条件下，通过合理设计设备回撤工艺，以实现综采设备的安全高效回撤，为矿井采掘接续提供时间保障。

第三节项目研究意义

1、在矿井生产任务紧张的前提下，工作面安全高效的搬迁技术为矿井后面接续的工作面的安装提供了有效的借鉴经验，为工作面的生产接续提供了可靠的方案保障。

2、通过在1201工作面进行的机械化回撤的情况，我们了解及实践了成套液压回撤设备回撤工艺中的基本要求，解决了实际存在的诸多问题。

如液压支架在24°工作面的调向及防倒问题，工作面设备在工作面运输时的安全问题，以及液压支架在工作面上口装车的安全操作等问题。

3、通过综采工作面成套液压回撤设备回撤技术的应运，缩短了综采设备回撤工期，达到降低成本，同时提升综采设备安全、快速运输的目的。

第四节项目研究内容

1、根据1201综放工作面的地质条件、布置形式及矿井运输条件合理设计综采工作面机械化回撤方案。

2、使用成套液压回撤设备回撤综放工作面设备的回撤工艺。

3、在首次采用综采工作面机械化安装技术的同时，如何提升作业安全系数，提高工作效率。

第五节主要解决的技术问题和关键技术

该项目主要解决的技术问题是受1201综放工作面停采时24°倾角，以及首次采用新型成套液压回撤设备的前提下，如何合理、快速、安全的回撤工作面大型设备的问题。

其关键技术如下：

1、为满足成套液压回撤设备安装所需井巷准备工程。

2、根据停采时工作面24°倾角的实际情况，使用UD-35/55支架回撤调向平台时液压支架在回撤抽出调向时的防倒防滑问题。

3、利用UD-35/55支架回撤调向平台完成支架抽出、调向、装车的技术。

4、利用UCHZ-45/6回撤运输车完成液压支架在24°倾角下的运输与90°旋转调向技术。

5、利用UCQ-45/6牵引升降平台车完成液压支架从UCHZ-45/6回撤运输车转装入矿用平板车的技术。

第六节项目技术创新点

该项目针对1201综放工作面回撤通道受24°倾角影响，JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架需求，根据引进成套液压回撤设备，对工作面液压支架进行回撤，解决了JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架的难题，同时利用JSDB-12辅助回撤绞车解决了液压支架在24°倾角下90°转向的防倒问题。

在理论上有创新，在技术上有进步。

本项目的主要创新点：

1、利用成套液压回撤设备在正常情况下回撤我矿ZF6200/17/30液压支架7付/班。

2、利用成套液压回撤设备回撤工作面液压支架期间未出现主回撤绞车断绳现象，大幅度提高了工作人员安全，同时也减轻了工作人员劳动强度。

3、利用JSDB-12辅助回撤绞车解决了液压支架在24°倾角下90°转向的防倒问题。

4、利用成套液压回撤设备回撤1201综放工作面设备用时20天，与以往的回撤工艺相比提前18天完成回撤任务，为我矿采掘接续赢得了宝贵时间的同时从根本上缓减了回撤期间防灭火压力。

第七节结论

通过对成套液压回撤设备在1201综放工作面设备回撤中的应用，得出如下结论：

1、降低回撤绞车的要求

以往回撤绞车在回撤通道内拉运设备为滑动摩擦，摩擦力较大。

使用专用液压回撤设备通道内设备拉运为滑动摩擦，摩擦力小。

2、回撤液压支架用时短

以往工作面回撤液压支架用时在15天左右，1201综放工作面回撤液压支架用时9天。

3、工作面设备整体回撤时间较短

以往工作面回撤用时在38天左右，1201综放工作面设备回撤用时20天。

4、回撤的液压支架装车方便

以往液压支架拉从回撤通道上口到装车架位置需在回风顺槽安装辅助绞车，1201工作面回撤的液压支架在运输车运至回撤通道上口后，直接用UCQ-45/6型牵引升降平台车装车，回顺槽无需安设专用运输绞车。

5、回撤通道内液压支架运输更为安全

以往回撤通道内液压支架采用回撤绞车强拉至回撤通道上口后装车，回撤绞车断绳现象比较频繁。

1201工作面回撤通道没液压支架采用回撤绞车牵引UCHZ-35/20型液压支架回撤运输车进行运输，未断绳现象，且UCHZ-35/20型液压支架回撤运输车设置两根液压支架固定油缸，消除了再通道内运输出现倒架现象。

第八节经济效益分析及推广应用价值

通过该项目的实施，解决JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架及液压支架在24°倾角下90°转向的防倒的难题。

一、直接经济效益

缩短了综放工作面设备回撤工期，以往综放工作面设备回撤工期在38天左右，本项目综放工作面设备回撤工期为20天，相比以往缩短工期18天。

综放工作面设备回撤以综采队为主要施工单位，综采队在册人数181人，按每人每工120元计算，累计节约人工费181×120×18=390960元。

二、间接经济效益

通过该项目的实施，缩短了综采工作面搬迁时间，增加了矿井有效生产天数，有效缓解了我矿成产任务紧张的现状。

机械化快速回撤的使用，使得综放工作面设备回撤期间设备能安全运输与撤出，使设备运输效能最大化。

三、社会经济效益

通过该项目的实施，在JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架需求下，倾斜工作面机械化回撤设备的应用进行研究，有针对性的引进了成套液压回撤设备，通过前期对准备井巷工程合理设计，确保了成套液压回撤设备安全应用，实现了安全、快速回撤综采设备的目的，缩短了综采设备回撤工期，为完成矿井生产任务赢得宝贵时间。

1）解决JSDB-19主回撤绞车以无法满足1201工作面回撤液压支架需求的问题，确保了运输安全。

2）解决了液压支架在24°倾角下90°转向的防倒问题，确保了液压支架在24°倾角下90°旋转调向的安全。

3）利用成套液压回撤设备在正常情况下回撤我矿ZF6200/17/30液压支架7付/班。

利用成套液压回撤设备回撤工作面液压支架期间未出现主回撤绞车断绳现象，大幅度提高了工作人员安全，同时也减轻了工作人员劳动强度。

利用成套液压回撤设备回撤1201综放工作面设备用时20天，与以往的回撤工艺相比提前18天完成回撤任务，为我矿采掘接续赢得了宝贵时间。

6）通过该项目的实施，提高了工作面设备的回撤效率，缩短了回撤时间，尤其是在人员作业安全性方面也得到了较大的提升。

机械化程度的提高，不仅锻炼了职工队伍的技能水平，也使矿井管理水平得到提升，为今后矿区发展奠定坚实基础。

四、对科技进步的意义

该项目的实施，改变了工作面以往的利用多台绞车打运回撤工作面设备的方式，通过机械化回撤设备工艺，不仅提高了工作面设备的回撤效率，缩短了回撤时间，尤其是在人员作业安全性方面也得到了较大的提升，还解决了24°倾斜回撤通道内现有设备无法满足综采设备回撤的难题。

机械化程度的提高，不仅锻炼了职工队伍的技能水平，也使矿井管理水平得到提升，为今后矿区发展奠定坚实基础。

五、推广应用价值及前景

本项研究为山寨煤矿及华煤集团其他矿井综采工作面设备机械化回撤的实施提供有力的理论研究依据和可靠的实践经验，丰富了公司在综采工作面设备安装技术发展方面的理论与实践，在同类矿井的综采工作面设备回撤中具有广泛的推广应用前景。

第二章概述

山寨煤矿隶属于华亭煤业集团有限责任公司，核定生产能力2.4Mt/a，2006年建成投产。

井田北以3908000纬线为界；东以煤5层隐伏露头线为界；西以矿区边界线F3断层为界；南部以陈家沟、华砚矿井北部边界为界。

矿井南北宽3.431km，东西长3.00km，面积约10.29km2。

截止2012年8月共计回采4个综放工作面，巷道及开切眼掘进均采用沿煤层底板掘进，采煤方法为走向长壁式综合机械化低位放顶煤采煤法，采煤工艺为综采，全部垮落法管理顶板。

矿井采用斜井单水平下山开拓方式，中央分列抽出式通风，有主井、副井、风井三条井筒，矿井运输水平设置在+1350m水平标高，矿井回风水平设置在+1330m水平。

井田共划分为三个采区，现开采一采区。

矿井布置有独立的轨道、运输、回风下山。

主运输为胶带输送机，辅助运输为电机车牵引1.0吨矿车运输。

煤5层是山寨煤矿主采煤层，11051工作面回风顺槽沿煤5层掘进，煤5层整体赋存较稳定，平均厚度22.46m，黑色，沥青光泽，贝壳状断口，层理明显，裂隙较发育，夹矸2－3层，最大厚度0.8m，夹矸为黑色炭质泥岩及灰色泥岩。

煤5层倾角在背斜轴以西为12－15度左右，背斜轴以东较缓，为5－8度，煤层硬度为f=2～3，1105工作面在开切眼段煤层总厚度为32.2m，11051工作面上分层厚度为17.2m，煤层伪倾角为3°30′。

1201工作面是山寨煤矿西翼首采工作面，也是第一个倾角在18~21°的工作面，停采线位置由于工作面上口调平处理，工作面倾角为24°，是山寨煤矿首个停采时倾角大于14°的工作面。

1201工作面位于井田西翼，北部、南部、西部均无采掘活动，东部为一采区集中运煤上山和三采区集中回风下山。

1201工