[00119634]复杂结构特厚煤层综放重型装备安全搬撤技术研究

塔山矿是同煤集团开采石炭二叠系煤层的第一个矿井，矿井设计生产能力为1500万t/年。其主采煤层3～5＃层厚度平均19.4m，煤层含有6～11层夹石，夹石最大厚度达0.6m。塔山矿首采工作面倾斜长度231m，走向长度1531m，采用特厚煤层一次采全高低位放顶煤开采，生产能力为90万t/月。由于地质条件复杂，工作面曾发生数起顶板来压剧烈引起的支架损坏事故。工作面装备外形尺寸和质量都比较大，装备总质量7150t，单件装备最大质重36.5t。此条件下的安全搬撤没有可借鉴的经验，为防止装备搬撤期间发生压架、漏顶等事故，同煤集团将“复杂结构特厚煤层综放重型装备安全搬撤技术”作为企业自选课题进行了研究。　　该项目通过矿压观测研究正确选择了工作面停采位置，免除了顶板来压的影响；针对复杂地质条件特厚煤层综放工作面重型装备重量及几何尺寸需要装备搬运空间大的特点，采用锚杆、组合锚索丛、“W”型钢带和钢丝绳等集成创新的支护技术，保证了复杂地质条件12.2m宽全煤断面装备撤退空间的安全支护；采用金属风筒导风技术，保障了工作面设备撤退期间的风路畅通，消除了有毒有害气体集聚隐患；采用四阶段并联多服务台有限顾客循环排队模型和M/M/C排队模式的网络计划控制技术，科学合理组织搬家工序；针对采空区遗煤多、发火期短等特点，充分利用建立的束管火灾监测系统、注氮防火系统、黄泥灌浆系统，解决了复杂条件综放停采、搬撤防火难题，实现了总重量7100吨的重型装备(采煤机129t、支架36.5t)安全撤出和整体长距离高效搬运，形成了综放重型装备安全搬撤技术体系。　　该项目的技术创新是：(1)复杂地质条件12.2m宽全煤断面装备撤退空间锚索、锚杆、组合锚索丛结合“W”型钢带和钢丝绳的特殊支护技术；(2)消除有毒有害气体集聚隐患的预留通风通道技术；(3)保证工作面重型装备(采煤机129t、支架36.5t)整体长距离运输的网络计划控制技术和科学合理的安排搬撤顺序；(4)以“注氮、堵漏、停采预灌”为主的综放面停采搬撤综合防火安全保障措施。　　该项目在塔山矿的应用保证了大断面搬运作业空间的安全，消除了工作面装备搬运期间瓦斯及自燃发火安全隐患，充分发挥了劳动力和设备资源的最大效力，大幅节省了装备搬撤的时间，仅用36天，完成了工作面所有设备的搬撤任务(其中包括7天工作面撤架通道地面硬化时间)，比计划(50天)提前了14天，实现了重型装备整体长距离安全搬撤，社会经济效益显著。　　推广应用前景：　　大同矿区石炭二迭系特厚煤层储量丰富，地质储量达138.7亿吨，除年产1500万吨的塔山矿外，年产1500万吨的同忻矿正在建设中。本项研究形成的特厚煤层综放重型装备安全快速搬撤技术体系，除可在大同矿区内全面推广外，还可直接运用于具有相似条件矿区的特厚煤层综放面重型装备搬撤工作中，因此，其推广应用前景十分广阔。