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科技篇技术科提供

科技篇（技术科提供）

一、采煤工艺改革成果：

科学技术是第一生产力，自5.13事故以后，矿新一届党政领导班子认真分析矿情，始终坚持科学的发展观，不断研究运用现代采煤技术改造传统的落后的采煤技术，提高科技进步对企业经济增长的贡献率，来促进矿井的可持续发展。

1、大力发展综合机械化放顶煤技术

芦岭矿8煤层是特厚、极松软、高瓦斯突出煤层，且我矿地压大，传统的分层开采工艺和简放工艺产量低，工人劳动强度大，用人多，顶板管理难度大，月推进度缓慢，吨煤工效低。

针对我矿采煤工艺现状，矿党政班子达成一致共识，只有走综合机械化开采的道路才能实现矿井高产高效，也才能提高矿井的安全度。

虽然综放开采技术在我国取得了巨大的成绩，在复杂难采条件煤层的推广应用方面发展迅速，但是淮北矿区综放开采所面临的技术难题并没有解决，尤其是芦岭矿的8煤层最难开采。

该煤层的主要特点是：

（1）煤层瓦斯含量大（16m3/t），瓦斯压力大（最大瓦斯压力2.83MP），煤层透气性极低且有突出危险。

（2）煤层极软，煤层硬度系数f＜0.3。

（3）煤层具有自然发火危险，自燃倾向Ⅰ级。

（4）煤层煤尘具有爆炸危险，爆炸指数35～40%。

对于芦岭矿8煤层的情况，在我国还没有进行过系统的综合机械化放顶煤技术研究，综放技术在8煤中实施对我矿来说即是挑战也是一次机遇。

为了确保综放技术在我矿成功应用，积极与集团公司生产部、中国矿业大学、煤炭科学研究总院重庆分院、煤炭科学研究总院北京开采所、安徽理工大学合作全面开展对我矿8煤层开采工艺与围岩控制的理论与技术、瓦斯与自然发火防治技术、放顶煤液压支架研究与设计、极软散围岩放顶煤回采巷道支护技术等全面进行科研攻关。

经过2年多的科研攻关，在矿领导、综采区广大干群和矿工程技术人员的共同努力下，通过内外调研和实地参观学习以及送工人到兄弟矿井进行综采现场实习，试验面Ⅱ824-2综放工作面一举联合试运转成功并已安全回采收作，推广应用面Ⅱ825-2综放面正在回采中。

目前8煤层综采放顶煤技术在我矿已日臻成熟，月产量屡创新高，最高月产达7万多吨,吨煤效率由分层开采的4.2吨/工、简放开采的12.6吨/工，综放开采已达到了22吨/工以上，工作面回采率则达到了90%左右。

该综放技术通过了安徽省科技成果鉴定，达到了国际领先水平，在集团公司召开的第二届科学技术大会上荣获特等奖。

该技术将成为芦岭矿实现减人减面、集中生产、集约经营和建设安全高效矿井的主导技术，为大幅度提升矿井综合生产能力奠定了坚实的技术基础，为特厚、极松软、高瓦斯突出煤层实现高效集约生产创出了一条全新途径，有力地推动了煤炭工业科学技术进步。

该综放技术的应用，安全效果明显，从第一个试验面开采至今以来，杜绝了轻伤以上事故，工人工作劳动强度大大降低，工作环境好。

通过数据对比分析，综采放顶煤技术经济效益和社会效益十分显著，预采顶分层综放与分层炮采相比，直接开采成本下降了13.32元/吨，综放开采技术的经济效益十分显著。

从已安全收作的Ⅱ824-2综放工作面与分层炮采相比节支达1156.98万元，而预采顶层综放同比分层炮采多采出煤炭56352吨，效益达1539.54万元。

2、大力提高9煤层工作面的单产

芦岭矿9煤层顶板即8层底板，厚度一般为2～4m，层面滑面发育，裂隙密集，岩石极为破碎。

采掘工作面经常出现冒顶、漏顶现象，顶板管理十分困难，属较难管理顶板。

底板为灰色块状泥岩，厚度2～5m,含植物根茎化石。

9煤本身煤质松软破碎,属典型的“三软”煤层。

要建设安全高产高效矿井，减面、减人提效必须提高9煤工作面的单产，这是矿党政班子形成的共识。

针对9煤层是“三软”煤层的特点，首先针对工作面单体支柱易钻底，初撑力上不去，单体支柱工作阻力低，由此造成工作面环境差等问题，采取了对工作面中柱、后排柱进行穿木鞋，单体支柱穿上木鞋后，初撑力和工作阻力虽然有明显提高，但仍存在一些弊端。

一是木鞋本身强度较低，木鞋放的位置不当或漏穿木鞋，都会造成工作面单体支柱工作阻力不均，工作面顶板下沉量不一致，顶板易出现台阶而引发顶板事故；二是木鞋经单体支柱承压后，基本开裂破坏，无法回收，坑木消耗量大；三是木鞋为一次性耗用品，受用量多，运量大等不利因素影响，漏穿木鞋现象较普遍，而且监督管理难度也大。

为了便于监督管理和减少坑木消耗、提高经济效益，我矿和岱河矿柱鞋厂联合开发研制了尼龙双柱鞋来提高单体支柱的初撑力和工作阻力。

经过试验，获得了成功并在全矿各工作面进行了推广应用。

9煤工作面推广使用尼龙双柱鞋后，工作面单体支柱阻力均衡，顶板无台阶现象出现，提高了煤顶的稳定性，工作面老塘侧一排支柱下沉量小，增加了工作面安全有效空间，煤炭回收率有明显提高。

工作面安全性有了较大提高。

减少了工人频繁搬运木鞋的劳动强度，成本明显降低，提高了经济效益。

方便管理，杜绝了不穿鞋、假穿鞋现象，工程质量有明显提高。

工作面穿尼龙双柱鞋，经济实用，安全可靠。

由于9煤层自身松软，泥质成分高，回采时，煤帮易发生片帮、继而引发漏顶、甚至冒顶事故，煤尘飞扬，不仅影响安全，而且恶化工作面环境，影响工人的身体健康。

造成原煤灰分增高，工作面推进度极其缓慢，吨煤效率低下。

针对上述现状，大胆进行工作面煤壁浅孔高压注水技术试验，通过不断地总结经验,煤层注水终于取得了成功。

其主要表现在以下几个方面：

一、由于煤层注水加宽了煤壁前方卸压带，并且粘结煤层顶板，煤层自身也增加了粘结性，能够有效防止片帮、漏顶，对工作面煤壁和顶板管理十分有利。

二、有效地改善煤质：

对于9煤工作面，实施煤壁浅孔高压注水技术还有一个十分明显的好处，就是大大改善了工作面的煤质。

芦岭矿9煤层顶板裂隙发育，岩性以砂质泥岩为主，薄层状，层理发育，顶板极为破碎，开采时掉顶、漏顶严重，平均掉顶厚度在0.6m左右，毛煤灰分高达50%以上。

由于9煤灰分太高，芦岭矿以往只是把九煤作为配采煤种开采，2003年底以前，9煤开采严重滞后，大大制约了矿井接替和集约化生产进程。

采取煤壁浅孔高压注水技术以后，煤体强度得到大幅度提高，顶板粘结状况大为改善，从而减少了漏顶、冒顶现象，不但对安全管理十分有利，而且大大改善了煤质状况，平均掉顶厚度降至0.2m左右。

灰分大幅度降低，平均下降10个百分点左右，选煤厂回收率可增加3-5个百分点，效益十分显著。

三、经济效益显著，9煤工作面采用煤层注水前，月产量平均只有13000吨左右，采用煤层注水后，9煤工作面月产量大大提高，平均月产在26000吨，最高月产达36000吨，取得了较好的经济效益。

四、开展煤层注水工作也是芦岭矿党政班子落实科学发展观，切实降低作业场所粉尘浓度，改善作业环境，保护职工身心健康，杜绝煤尘爆炸事故，减少矽肺病发病率的一项重大举措。

二、掘进工艺改革成果：

芦岭矿属严重突出矿井，高地压，围岩松软、破碎且层理发育。

由于采区上山及区段双岩巷多布置在9煤底板，受长期地压及8、9煤层多次跨采的强烈影响，底板巷道遭到严重破坏，无法继续使用，维护难度极大。

为此矿投入大量的人力物力进行维修，但即使这样，由于失修率高，年失修巷道高达8000多米，失修率接近6.4％，严重失修巷道3000多米，严重失修率接近2.4％。

巷道失修频繁，返修量大，采区巷道的修护周期为一年左右。

并且随着生产布局的延伸，矿压越来越大，巷道维护越来越难。

在经过多次挑顶、刷帮、卧底后，围岩本身的节理裂隙更加发育，相应围岩松动圈范围更大，高应力作用下极易产生强烈变形、破坏。

重复修护量越来越多，维护越来越困难，给安全生产经营带来了巨大的困难和压力，严重制约矿井安全生产，现有的巷道维护状况难以维持矿井的安全高效生产。

新一届领导班子上任后，针对当前现状认真找出差距和支护工作存在的问题：

一是认识上有差距。

把支护工作分割开来，片面强调“支”与“护”的其中一个方面，而支护只有作为一个完整的概念才能充分体现其有效性，支而不护、护而不支都不能达到较好的支护效果。

例如：

U型棚支护背邦材料强度低，出现“光腚棚”、“裸体棚”，就是支而不护的一个具体表现。

二是管理跟不上。

例如：

在锚网喷支护过程中，锚杆盖板不能紧贴岩面、初锚力达不到设计要求、锚固剂搅拌不均匀、混凝土的配比达不到标准、钢筋网联网差等都体现了管理工作中存在的不足。

三是装备跟不上。

2004年我矿还没有使用锚杆钻机、锚固力检测设备、锚杆安装机、风动螺母紧固器等，这与国内外日新月异的支护技术与支护工艺很不相称。

为改变这一被动局面，保证矿井的安全及高产高效，首先从技术管理上入手，矿技术科成立了岩巷锚杆安装、喷浆质量监控小组，每天对重点头面进行质量监控，每个岩巷掘进头都配备了锚杆钻机、锚固力检测设备、锚杆安装机、风动螺母紧固器等，保证了岩巷施工质量。

对采区上山等重点巷道都安设了离层仪进行监控，为优化支护设计提供了可靠的依据。

1、运用科学的支护的理论，积极实践新的支护形式

2006年初，芦岭矿党政领导班子严格按照集团公司计划安排，积极开展巷修和围岩治理工作，并配合科研院校专家进行软岩支护科研攻关，取得良好效果。

（1）、芦岭矿围岩治理经历了四个阶段：

（一）第一阶段：

强调二次补强支护

采用传统支护方法难以维护高地压、松软围岩巷道，2006年在Ⅱ3大巷、Ⅱ82五区段巷道和Ⅱ84采区石门及回风上山，采用高强度长锚杆、锚索、钢带进行二次补强，通过提高支护强度，控制围岩强烈变形、破坏，提高巷道稳定性，解决了芦岭矿前掘后修现象。

（1）、二次补强支护方案：

先锚网喷支护成巷：

锚杆采用φ20mm、L=2000mm左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，锚杆矩形布置，间排距700mm×700mm，每根锚杆采用3卷Z2335型树脂锚固剂进行全长锚固，锚固力≥100KN，螺母扭矩≥150N.M；金属网采用φ4mm圆钢编焊，网孔规格为100mm×100mm；喷浆料配比水泥：

黄沙：

石子=1:

2:

2，喷厚100mm。

然后采取锚索＋长锚杆+钢带+金属网进行补强支护：

“M”型钢带沿巷道走向布置，钢带间距1.0m，钢带与钢带之间压茬一个锚杆孔，锚杆、锚索分别打在钢带孔上；固定钢带的锚杆采用φ22mm、L=2500mm左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，锚杆矩形布置，间排距1000mm×1000mm，每根锚杆采用3卷Z2335型树脂锚固剂锚固，锚固力≥100KN，螺母扭矩≥150N.M；锚索长度≮6.5m，锚索对称于巷中、沿巷道走向、矩形（或五花形）布置，间、排距2.0m，预紧力≥100KN；然后喷浆封闭。

（2）、效果对比

根据芦岭矿的生产经验，不进行围岩治理的新掘巷道，锚网喷支护成巷后的半年内，巷道两帮移近量为300～500mm，顶板下沉量为300mm左右，底鼓量为300～500mm；一年后，巷道变形、损坏更为严重，威胁安全生产，必须安排队伍进点修护。

Ⅱ82四区段双岩巷在施工两个月后，出现明显的收缩变形破坏，因此不得不进行前掘后修。

虽然在2005年底进行过一次彻底修复，一年后又毁坏严重，行人、过车十分困难，四区段投产在即，防突打钻工作十分紧迫，为确保钻机出入畅通、打钻施工的安全，2007年4月份矿又组织队伍进行抢修。

而Ⅱ82五区段由于及时补强，施工后1年多时间，巷道基本未变形。

（二）第二阶段：

加强关键部位，提高耦合效果，监测监控，动态维护。

2007年1月10日，集团公司召开了围岩治理工作会议，根据会议精神，芦岭矿淘汰了φ4mm的钢丝网，采用φ6mm冷拔电弧焊钢筋网，提高支护体护表能力；淘汰了普通卡缆，采用了16Mn高阻限位卡缆，防止支架低阻滑移，提高了支架承载能力；淘汰了小锚杆托盘，采用了与高强锚杆相匹配的拱形高强托盘，充分发挥高强锚杆的支护性能。

巷道破坏是从薄弱环节开始，从关键部位破坏，通过加强了关键部位强度，大幅提高了支护性能。

2006年围岩治理方案中，一次支护与二次补强的支护体布置疏密不匀，造成巷道支护强度不均衡，支护效果差。

2007年在Ⅱ82区段巷道、Ⅱ84回风上山、Ⅱ88区段巷道的围岩治理方案中，将一次支护锚杆间、排距改为800×800mm，与二次补强锚杆