沿空留巷計劃任務(wù)書

1、 編號 類別 科 研2012年 科 學(xué) 技 術(shù) 項(xiàng) 目計 劃 任 務(wù) 書項(xiàng)目名稱：小屯煤礦16中04工作面沿空留巷技術(shù)研究負(fù)責(zé)單位：貴州大方煤業(yè)有限公司協(xié)作單位：山東科技大學(xué)起止年限:2012年4月2013年6月 計劃任務(wù)書由承擔(dān)任務(wù)的主要負(fù)責(zé)單位（會同協(xié)作單位）詳細(xì)填寫，經(jīng)主管部門審查后，一式三份上報。 封面的編號由批準(zhǔn)任務(wù)書單位填寫。 國內(nèi)外概況、水平和發(fā)展趨勢及專利情況：沿空留巷技術(shù)自20世紀(jì)50年代在我國開始使用以來，一直是我國煤炭開采的重要技術(shù)發(fā)展方向。到目前為止，我國在沿空留巷理論與技術(shù)研究方面做了大量的工作，在條件較好的薄及中厚煤層采煤工作面的沿空留巷技術(shù)已日趨完善，巷旁支護(hù)、巷

2、內(nèi)支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)及煤幫加固技術(shù)已趨成熟，但在條件困難的中厚煤層或厚煤層較大斷面巷道中，特別是推進(jìn)速度較快的綜采工作面采用沿空留巷技術(shù)仍存在著一些技術(shù)難題，使得一些礦井在應(yīng)用沿空留巷技術(shù)時沒有取得預(yù)期的效果，甚至留巷失敗，從而限制了沿空留巷技術(shù)在我國更廣泛地推廣應(yīng)用。國外沿空留巷研究已有較長的歷史，較有影響的理論是英國南威爾斯大學(xué)斯麥脫(Smart)于1982年提出的巖梁傾斜理論。該理論認(rèn)為巷旁支護(hù)對巷道基本頂起控制作用，主張用控制巷道煤柱側(cè)和巷旁支護(hù)側(cè)的頂板下沉量，即控制頂板傾斜度的方法作為設(shè)計巷旁支護(hù)工作阻力和可縮量的依據(jù)。我國沿空留巷技術(shù)的發(fā)展歷程，大致可分為以下四個階段。第一階段，20世

3、紀(jì)50年代起，在煤厚1.5m以下的煤層中嘗試著用矸石墻作巷旁支護(hù)，巷內(nèi)主要采用木棚支護(hù)，其存在著矸石的沉縮量大、巷內(nèi)支架變形嚴(yán)重、維護(hù)工作量大、工人壘砌矸石的工效低、勞動強(qiáng)度大、安全性差等問題，其應(yīng)用范圍受到極大限制。第二階段，20世紀(jì)60年代至70年代，在1.52.5m厚的煤層中應(yīng)用密集支柱、木垛、矸石帶、砌塊等作為巷旁支護(hù)，巷內(nèi)多采用木棚、工字鋼梯形支架支護(hù)，沿空留巷取得了一定成功，并得到了一定程度的應(yīng)用。第三階段，20世紀(jì)80年代至90年代，在大力推行綜合機(jī)械化采煤后，隨著采高不斷增大，我國煤礦工作者在引進(jìn)、吸收國外的沿空留巷技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了巷旁充填護(hù)巷技術(shù)，巷內(nèi)多采用U型鋼可縮性金

4、屬支架。90年代初期，沿空留巷理論與技術(shù)有了較大的發(fā)展，但由于巷內(nèi)支護(hù)大多為被動支護(hù)，加之巷旁充填技術(shù)還不完善，其支護(hù)技術(shù)難以適應(yīng)大斷面沿空留巷的要求，在90年代中后期，沿空留巷技術(shù)應(yīng)用范圍又呈減少趨勢。第四階段，21世紀(jì)以來，隨著錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用和巷旁充填技術(shù)的不斷完善，我國在厚煤層綜放工作面進(jìn)行了沿空留巷技術(shù)試驗(yàn)研究，如潞安礦務(wù)局常村煤礦S2-6綜放工作面，巷內(nèi)采用錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，巷旁支護(hù)運(yùn)用高水材料充填加上空間錨栓加固網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行綜放大斷面沿空留巷試驗(yàn)，并取得初步成功。 主要研究、試驗(yàn)內(nèi)容、目標(biāo)、技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （目標(biāo)要具體，包括階段目標(biāo)和最終目標(biāo)）： 1、主要研究

5、、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）工程地質(zhì)調(diào)查研究及評估；（2）其它煤礦相似地質(zhì)條件的沿空留巷運(yùn)用調(diào)研（3）理論分析；（4）沿空留巷設(shè)計； 巷旁支護(hù)位置的確定， 巷旁支護(hù)方式的研究確定， 巷旁支護(hù)參數(shù)的計算確定， 巷旁支護(hù)材料及強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)研究。 巷旁支護(hù)施工工藝的研究。 混凝土砌墻兩側(cè)支護(hù)研究（5）現(xiàn)場觀測及實(shí)施效果分析。2、研究目標(biāo)項(xiàng)目研究的最終目標(biāo)是保證沿空留巷成功，少掘一條巷道，實(shí)現(xiàn)無煤柱開采，緩解回采接續(xù)緊張的矛盾。具體包括：（1）具有合理的巷旁支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)；（2）可靠的頂板控制方案，保證混凝土塊砌墻上方的頂板完整；（3）簡單易行的砌墻施工工藝，對回采不造成大的干擾和影響；（4）具有安全可靠的砌墻

6、施工空間臨時支護(hù)。3、技術(shù)關(guān)鍵（1）沿空留巷頂板錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計；（2）巷旁支護(hù)阻力和支護(hù)強(qiáng)度的計算；（3）混凝土塊砌墻材料及強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)研究；（4）混凝土塊砌墻工藝研究。4、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（1）沿空留巷通過簡單修復(fù)能達(dá)到使用要求； （2）沿空留巷施工速度適應(yīng)綜采工作面推進(jìn)速度；（3）施工工藝簡單、安全、可靠；（4）留巷成本不超過新掘巷道成本。達(dá)到的技術(shù)水平，經(jīng)濟(jì)、社會效益及推廣應(yīng)用的前景：本項(xiàng)目研究達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。經(jīng)濟(jì)效益：綜合分析沿空留巷和綜掘新掘巷道材料消耗、人工工資、運(yùn)輸成本，經(jīng)計算預(yù)計：采用沿空留巷比綜掘新掘巷道每米可以節(jié)約費(fèi)用80元/m。增產(chǎn)效益：采用沿空留巷后，由于取消了煤柱，每個

7、工作面可以多回收一條5米寬的煤柱，每噸煤按500元計算，則每米巷道可多采出煤炭的效益為2.4*5*1.53*500=9180元。總計沿空留巷每米巷道可獲得經(jīng)濟(jì)效益近160+9180=9340元。因此16中04工作面380米順槽沿空留巷產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為0.934*380=354.9萬元。社會效益：取消了區(qū)段煤柱，提高了回采率，充分挖掘利用煤炭資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。少掘了一條巷道，縮短了回采工作面的準(zhǔn)備時間，緩解了采掘接續(xù)緊張的矛盾。推動無煤柱開采的發(fā)展，探索了無煤柱開采的新思路，有利于防火、防瓦斯、防沖擊地壓和煤礦安全生產(chǎn)。具有良好的推廣應(yīng)用前景。 采用的研究、試驗(yàn)方法和技術(shù)路線：本項(xiàng)目研究將采

8、用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、工藝設(shè)計和數(shù)值模擬相結(jié)合的綜合研究方法，系統(tǒng)研究適用于高瓦斯綜采沿空留巷技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研制混凝土砌墻材料。該項(xiàng)目采取項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制，在組織專家對技術(shù)方案充分評論的基礎(chǔ)上，保證人力、財力和物力到位，使項(xiàng)目順利完成。技術(shù)路線圖表：工程地質(zhì)調(diào)查評估沿空留巷應(yīng)用調(diào)研理論研究數(shù)值模擬實(shí)施方案設(shè)計、論證及確定工業(yè)性試驗(yàn)效果驗(yàn)證、對比進(jìn)步優(yōu)化推廣應(yīng)用。 現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)及條件（包括本課題作了哪些工作和現(xiàn)有儀器設(shè)備 條件等）：小屯煤礦是兗礦集團(tuán)貴州能化所屬的國家大型煤礦，具有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)管理水平，重視科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，倡導(dǎo)科技興礦。生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)得到了長足的發(fā)展。有一支過硬的科技隊(duì)伍

9、。小屯煤礦在一些巷道支護(hù)設(shè)計中有過工程地質(zhì)力學(xué)評估的經(jīng)驗(yàn)。有能力進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)條件調(diào)查、巷道圍巖及錨桿支護(hù)受力測定、圍巖松動范圍實(shí)測等工作。山東科技大學(xué)是一所以工為主，理工結(jié)合的省屬重點(diǎn)大學(xué)。采礦工程學(xué)科是國家重點(diǎn)（培育）學(xué)科、山東省“泰山學(xué)者”設(shè)崗學(xué)科，礦業(yè)工程為一級學(xué)科博士點(diǎn)、博士后科研流動站，依托采礦工程學(xué)科建設(shè)了教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省級工程技術(shù)研究中心等科研平臺。擁有一支以中國科學(xué)院院士宋振騏為學(xué)科帶頭人、博士生導(dǎo)師和教授為學(xué)術(shù)帶頭人的一支年齡結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平高的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。通過數(shù)十年建設(shè)，特別是通過“十五”、“十一五”期間教育部和山東省的強(qiáng)化建設(shè)，學(xué)科實(shí)現(xiàn)

10、了跨越式高速發(fā)展，總體水平、學(xué)術(shù)聲譽(yù)及綜合實(shí)力大幅度提高，主要研究方向優(yōu)勢突出、特色顯著，在國內(nèi)外具有較高的學(xué)術(shù)地位。在以礦山壓力為代表的研究方向上，理論研究與應(yīng)用、重大科技攻關(guān)、高素質(zhì)人才培養(yǎng)等方面都取得了一系列標(biāo)志性、具有鮮明特色的成果，在國內(nèi)外具有較高的學(xué)術(shù)地位，為山東省乃至全國礦山安全開采、礦山資源安全高效利用方面做出了重大貢獻(xiàn)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人林東才教授全國煤炭系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)拔尖人才，一直從事煤礦采礦工程方面的研究工作，完成的多項(xiàng)國家及省部項(xiàng)目、企業(yè)重要課題達(dá)到國際先進(jìn)水平，在該領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新性成果，出版了礦壓測控技術(shù)、煤礦頂板管理技術(shù)、光爆錨噴施工技術(shù)、采煤通論等著作，發(fā)表論文30多

11、篇。本課題研究對小屯煤礦地質(zhì)及生產(chǎn)條件進(jìn)行了全面分析，對沿空留巷技術(shù)進(jìn)行了較全面調(diào)查研究和理論分析，購置了混凝土塊制作機(jī)器和運(yùn)輸設(shè)備，現(xiàn)礦井配備有國內(nèi)先進(jìn)的順槽支護(hù)支架，改裝后可作為沿空留巷墻體砌筑掩護(hù)支架，為課題實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。 試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn)規(guī)模和進(jìn)度安排： 試驗(yàn)地點(diǎn)：根據(jù)小屯煤礦生產(chǎn)接續(xù)及現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇16中04綜采工作面軌道順槽作為沿空留巷的工業(yè)試驗(yàn)巷道，留巷成功后作為16中06工作面的運(yùn)輸順槽。 實(shí)驗(yàn)規(guī)模：16中04工作面面長118m，推進(jìn)長度380m，煤層厚度1.83.0m，平均2.8m，16中04軌道順槽長490m，沿空留巷長度380m。進(jìn)度安排：1. 2012.0420

12、12.05 收集資料、調(diào)查研究、提出方案；2. 2012.062012.07 方案開發(fā)設(shè)計、論證、混凝土砌塊研制、設(shè)備研發(fā)；3. 2012.072012.08 方案實(shí)施前準(zhǔn)備；4. 2012.082012.12 方案實(shí)施，工業(yè)性試驗(yàn)，效果觀測；5. 2013.012013.06 撰寫研究報告，成果驗(yàn)收。 承擔(dān)單位和主要協(xié)作單位及分工（包括研究、試制、試驗(yàn)各階段的各單位的分工和承擔(dān)的責(zé)任）：承擔(dān)單位：小屯煤礦負(fù)責(zé)項(xiàng)目調(diào)研總體構(gòu)思，設(shè)計論證和研究方案的組織實(shí)施，組織現(xiàn)場工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，確保工程質(zhì)量。創(chuàng)造條件保證項(xiàng)目按計劃實(shí)施，在實(shí)施過程中進(jìn)行工藝優(yōu)化，設(shè)備改進(jìn)，礦壓及地表下沉現(xiàn)場觀測等。主要協(xié)助單位：

13、山東科技大學(xué)負(fù)責(zé)項(xiàng)目研究方案的設(shè)計制定。混凝土材料的配比實(shí)驗(yàn)與研制，混凝土塊砌墻沿空留巷綜合技術(shù)的實(shí)施方案、工藝設(shè)計，礦壓觀測、數(shù)據(jù)整理，提供技術(shù)培訓(xùn)和咨詢。 經(jīng)費(fèi)概算：本項(xiàng)目研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)及報酬（大寫）：陸拾柒萬元整。（一）項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)費(fèi) 1調(diào)研、差旅、現(xiàn)場交通費(fèi)： 6萬元 2混凝土砌塊、墻體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計試驗(yàn)費(fèi)： 8萬元 3沿空留巷施工工藝、綜合技術(shù)開發(fā)研究、技術(shù)咨詢費(fèi) 12萬元 4支護(hù)設(shè)計數(shù)值模擬、監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理費(fèi) 12萬元 5研究報告撰寫、印刷資料費(fèi)： 8萬元 6外協(xié)、咨詢費(fèi) 4萬元 7合計： 50萬元（二）設(shè)備支出 設(shè)備由甲方負(fù)責(zé)購買，見列表 50萬元（三)總計 100萬元 需要增添的主

14、要設(shè)備、儀器（名稱、規(guī)格型號、數(shù)量）和材料：主要設(shè)備列表設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量單價(萬元)1混凝土運(yùn)輸車輛10202混凝土塊制作機(jī)套283監(jiān)測儀器設(shè)備套1124墻體掩護(hù)支架順槽支架改裝架4105合計50備注：該項(xiàng)目技術(shù)咨詢費(fèi)用不超過40萬，其他資本性費(fèi)用（材料）支出列入維簡費(fèi)用或者安全費(fèi)用。 課題負(fù)責(zé)人（單位、姓名、職稱、職務(wù)）：工作單位姓 名職 稱職 務(wù)分 工 小屯煤礦孫保國高級工程師董事長總負(fù)責(zé)人 課題工作人員（單位、姓名、職稱、職務(wù)）： 小屯礦井：工作單位姓 名職 稱職 務(wù)分 工 小屯煤礦孫守義高級工程師總經(jīng)理項(xiàng)目負(fù)責(zé)人小屯煤礦梁道富工程師總工程師技術(shù)負(fù)責(zé)人 小屯煤礦楊世敏工程師副總經(jīng)理施工責(zé)任人 小屯煤礦薛永常高級工程師副總工程師項(xiàng)目實(shí)施 小屯煤礦史孝武副總工程師項(xiàng)目實(shí)施 小屯煤礦智慶國工程師工程部長項(xiàng)目實(shí)施 小屯煤礦趙忠建采煤隊(duì)長項(xiàng)目實(shí)施小屯煤礦梁立洋工程師運(yùn)搬區(qū)長項(xiàng)目實(shí)施小屯煤礦刁碧波助工