神华集团科技创新项目计划任务书.doc

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1、 编号： 类别：神华集团科技创新项目计 划 任 务 书项目名称：急倾斜大段高综放工作面安全开采技术研究项目负责人： 王宁波 来兴平 主要承担单位：神华新疆公司 西安科技大学 （盖章）起止时间： 2007年3月2008年6月31日 神华集团公司科技发展部印制一、国内外概况、水平和发展趋势及专利情况70年代，前苏联在急斜煤层的开采方面进行了一定的研究，研制了应用于急斜煤层的各类综采支架及采煤机，并在此基础上对45以上的急斜煤层开采工艺进行了较系统地研究，基本奠定了急斜煤层开采的科学技术基础。乌克兰顿涅茨煤矿机械设计院自1986年开始为顿巴斯的龙恩-亚卡矿井和奥尔忠尼基煤管局所属的叶娜基也夫卡娅煤矿

2、设计了急斜煤层采煤机及其相配套的支护设备并装备54个综采工作面。法国在洛林矿区使用专用的急倾斜采煤机(ANF)和TSA型迈步支架配合工作面防倒防滑装置及措施开采了1590的煤层。印度以其东北部煤田为基地，研究了应用于急倾斜煤层的柔性支架采煤法、巷柱充填采煤法、掩护支架采煤法、综合机械化及其配套设备。我国的现代放顶煤技术，实际上是由急斜煤层开始的。1982年，北京矿务局研制了滑移顶梁液压支架，1983年在木城涧煤矿进行工业试验，1985年通过煤炭工业部鉴定。而综采放顶煤技术的发展是在学习国外技术基础上研究的。19801982年，煤炭科学研究总院北京开采所范运策研究员在法国留学期间，详细考察了综合

3、机械化放顶煤采煤法。1982年5月，起草了以煤炭工业部生产司和煤科院开采所给高扬文部长的报告，申请在我国进行放顶煤采煤方法实验，开始了我国现代放顶煤的进程。最早进行综采放顶煤试验的是沈阳矿务局蒲河矿缓斜厚煤层。1984年在蒲河矿首先进行了全部国产设备的缓斜长壁综采放顶煤试验。由于支架的某些方面存在问题，第一次工业试验没有完全成功。后经改进重新下井进行工业试验。直到1986年2月进行技术鉴定。而在此期间，急斜特厚煤层水平分段综采放顶煤获得成功，先是在窑街二矿，55厚20m煤层采用FY2800-14/28型双输送机插板式放顶煤支架，采2.5m、放7.5m。后在梅河煤矿三井和乌鲁木齐六道湾矿急斜厚煤

4、层水平分段放顶煤试验，在六道湾煤矿的试验还采用了法国正面截割的采煤机。最初的试验中，在梅河煤矿三井取得的效果最好，工作面最高年产量达到62.8万吨，工作面最高月产量为6.85万吨。试验工作面煤层倾角4565，工作面长度74m，水平分段高度17m。液压支架为FYC400-16/28型，工作阻力4000kN，采煤机为MDY-150型。显然，梅河煤矿三井之所以在当时的几个试验矿井中成绩突出，工作面长度长（窑街三矿为20m、乌鲁木齐六道湾矿36m）、水平分段高度大（窑街三矿1012m、乌鲁木齐六道湾矿10m），支架工作阻力较大（窑街三矿2800kN、乌鲁木齐六道湾矿3000kN）是其中的一些主要因素。

5、根据对一些试验工作面的观测，当时采矿界较普遍的看法是急斜水平分段工作面矿山压力显现较为缓和，支架的工作阻力一般采取28003600kN已足够。急斜特厚煤层水平分段综采放顶煤在我国发展近二十年，目前生产水平最高的是华亭矿区。华亭煤矿原系地方国有煤矿，是我国较早应用和试验现代放顶煤的矿井。1986年开始试验滑移顶梁液压支架铺顶网简易放顶煤，1992年试验成功水平分段综采放顶煤，成为我国地方煤矿依靠科技进步改革采煤方法的典型，2000年前工作面最高产量已达120万吨。2001年该矿又进行以高产高效为目的的工作面技术改革，进行了技术装备的改造，工作面单产超过200万吨。该矿煤层倾角45左右，煤层厚度3

6、3.8668.72m、平均51.15m，试验工作面水平分段（层）高度15m。设计了适合华亭煤矿开采条件的四连杆重型支架，取代现有支撑力小、支架高度低、易压死、不易放顶的ZFS2400轻型支架。支架为ZFS4000/16/26大插板低位放顶煤液压支架，采用四柱支撑掩护式反四连杆结构，支架工作阻力为4000kN。采煤机采用MXQ-350型，并将截深提高到800mm，系统的生产能力也全面提高。由于煤层倾角为45左右，为了提高采出率，回收靠底板的三角煤，设计制造了专用的可放顶煤的ZFT11000/18/28BM端头支架，2004年最高工作面年产量172.7万吨。与华亭煤矿相邻的砚北煤矿，2004年急斜

7、水平分段综采放顶煤工作面也达到年产160万吨的高水平。该矿主采5号煤层，煤层倾角3060、平均45；煤层厚度6.1171.24m、平均46.5m。90年代采用斜水平分段综采放顶煤。液压支架为ZF3600/17/28型，工作阻力3600kN。采煤机为MXG-150/350D交流电牵引采煤机。乌鲁木齐矿区是我国最早发展急倾斜特厚煤层水平分段综采放顶煤的矿区之一。1983年11月25日，新疆煤炭科学研究所提出关于开展急倾斜特厚煤层新采煤方法试验的建议，自治区煤炭工业厅以1983新煤字第336号文报告自治区人民政府，请求将这个项目列为国家科研计划项目。1984年8月，在中国煤炭学会开采专业委员会和新疆

8、煤炭学会于乌鲁木齐联合召开的全国急倾斜煤层开采技术研究会上，与会专家、教授一致建议乌鲁木齐矿区采用“综采放顶煤采煤法”，当年12月，自治区煤炭厅向自治区科委等有关部门呈报了关于申请乌鲁木齐矿区急倾斜特厚煤层采煤方法研究课题列为国家科研计划的报告（83）新煤字第336号文）。1984年11月自治区科委向国家科委上报，12月国家科委关于下达一九八四年第二批技术引进计划的通知中列入“边疆开发”项目。1986年，六道湾煤矿首次在急倾斜特厚煤层中引进了法国的综采设备短机身采煤机，进行了综采放顶煤法的工业试验，1988年3月，通过了部省级鉴定，实现了急倾斜煤层在采煤方法上质的飞跃。结束了新疆无综采和乌鲁木

9、齐矿务局采煤机械化程度为“零”的历史，该项目获新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。1988年项目通过鉴定后，虽被煤炭工业部列为“八五”期间煤炭工业重点推广的100个项目之一，但工作面产量一直达不到预期指标，主要是端面顶板破碎，控制“顶板”困难，支架难以运行。1989年10月，综采放顶煤工作面搬至东二南采区+700回风石门东翼，从开切眼起的120m范围内，属原合并的两个矿井的边界隔离煤柱，形成工作面上方有4555m垂高未被开采的急斜上位顶煤。乌鲁木齐矿务局又与西安矿业学院合作进行矿山压力显现和顶煤破坏运动放出规律的研究，包括对不同层位顶煤深基点位移的观测。研究表明，可以把水平分段的高度提高至20m，

10、增加工作面单位推进度的煤炭产量。由此乌鲁木齐矿区综放水平分段高度大都采用1520m。经过近20年的发展，依靠科学发展观，不断进行技术改造，综采放顶煤得到较快发展。特别是“十五”以来，实现了跨越式发展。各矿的各项技术指标均有大幅提升。其中，最明显的是全公司煤炭总产量已由“九五”末期的254万吨/年增加至2006年末的850万吨/年；全员工效由“九五”末的2.238吨/工增至2006年末的6.814吨/工；百万吨死亡率由“九五”末的0.857人/百万吨降至“十五”末期的0.16人/百万吨，所发生的几起事故主要是巷道掘进过程的零打碎敲事故，而且实现2001年、2002年和2004年三年无死亡的好成绩

11、，多个矿井荣获煤炭协会颁发的全国特级安全高效矿井称号，特别值得一提的是大洪沟煤矿实现了安全生产十周年；吨煤综合成本由“九五”末的132元/吨降至2006年末的97.24元/吨。“十五”期间，工人年均工资递增在1500元左右，2006年人均工资接近30000元/年.人。在此期间，集团公司与西安科技大学合作，进行了“乌鲁木齐矿区急倾斜煤层群安全高效开采关键技术研究”，支持了开采技术的发展。目前，乌鲁木齐矿区已形成百万吨急斜矿井群，小红沟煤矿综放工作面在工作面长度32m条件下，实现年产107.8万吨，六道湾煤矿正在顺利进行年产200万吨综放面的工业性试验，这些都标志着神华新疆公司开采急斜煤层达到了国

12、际领先水平。乌鲁木齐矿区从80年代中期应用和研究水平分段放顶煤开采技术，已成功应用近二十年。合理提高水平分段高度是实现安全高效开采的关键技术之一。缓斜煤层长壁开采发展高产高效的一条重要经验是在提高工作面装备水平前提下，加大工作面长度，以提高单位推进度的煤炭产量。急倾斜煤层水平分段放顶煤开采与缓斜煤层长壁开采不同，工作面长度受煤层厚度的限制，因而合理提高水平分段是提高单位推进度的煤炭产量的重要途径。乌鲁木齐矿区第一个综放试验工作面工业试验的开采研究，由原乌鲁木齐矿务局与北京开采所、新疆煤研所等合作完成，我国现代放顶煤技术的开拓者樊运策研究员参加了研究。当时水平分段高度确定为10m。1988年通过

13、鉴定后虽被煤炭工业部列为“八五”期间煤炭工业重点推广的100个项目之一，但工作面产量未达到预期指标，主要是端面顶板破碎，控制“顶板”困难，支架难以运行。1989年10月，综采放顶煤工作面搬至东二南采区+700回风石门东翼，从开切眼起的120m范围内，属原合并的两个矿井的边界隔离煤柱，形成工作面上方有4555m垂高未被开采的急斜上位顶煤。乌鲁木齐矿务局委托西安科技大学石平五教授进行矿山压力显现和顶煤破坏运动放出规律的研究，包括对不同层位顶煤深基点位移的观测。研究表明，可以把水平分段的高度提高到20m左右，增加工作面单位推进度的煤炭产量。由此，乌鲁木齐矿区综采放顶煤水平分段高度大都采用1820m。

14、1993年针对大段高放顶煤可能形成的大范围采空区大面积垮落的危险性，石平五教授系统地研究了大段高开采围岩破坏演化规律，发生大范围岩层垮落危险性及适用监测方法。经过近20年的发展，依靠科学发展观，不断进行技术改造，综采放顶煤得到较快发展。“十五”期间神新公司各矿的各项技术指标均有大幅提升(见表1表8)。表1 神新公司2000年-2006年主要工业技术经济指标（汇总）序号 时 间 指 标 名 称计量单位2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年 1原煤总产量万 吨2543203524125066338502工业总产值（现价）万 元30726392814304243596

15、4903059921914643原煤销售量万 吨244327336.4403.8474.9623.68724矿井产量万 吨218289313.8371.8492.66288015掘进总进尺米187662541421387200332569523881339766生产进尺米179712502921387194832515623278337897开拓巷道进尺米45744690297636643276236933258掘进工作面平均月进度米/个/月82.1699.7483100.2286.3784.49111.319原煤生产人员效率吨/工2.2382.4852.9094.0124.935.7636.

16、81410回采工作面效率吨/工10.911.5212.88317.28520.34622.64628.52411掘进工作面效率米/工0.1620.1750.1450.180.210.2240.20912回采工作面平均月产量吨/个/月2194622712253393027332099422985606813回采工作面采煤面积平方米16224419668619581520361224963934164637609314回采工作面每平方米产量吨/平方米12.913.99215.48917.46318.74617.50920.16915回采工作面采煤机械化程度%64.668.1681.3883.989

17、.295.6498.0516掘进装载机械化程度%47.1347.4250.6262.0967.5566.8479.0717生产矿井全部掘进率米/万吨86.0888.0268.1653.8852.1638.03 42.18 18生产掘进率米/万吨82.4486.4568.1652.451.0737.07 42.18 19开拓巷道掘进率米/万吨20.9816.249.489.856.653.77 4.15 20成 本万 元2709136881373344399143984518418018021利 润万 元326239924056761061-231787722原煤制造总成本万 元15404212

18、14216382444622937337994444623原煤制造单位成本元/吨70.6667.0561.4359.2755.0959.861.0324综合单位成本元/吨132119.28120.56118.9994.288197.24表2 神新公司2000年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿76.82302.636104.9369.9616.9826522苇湖梁煤矿75.06602.221104.566.6317.1720653碱沟煤矿

19、50.11482.2212.119101.9581.6115.9410664小红沟煤矿23.3725.7572.438110.2181.1413.216955大洪沟煤矿13.3402.014113.0658.7915.185076鉄厂沟煤矿15.50120018.754777全局254.2170.8572.23813270.8616.579903表3 神新公司2001年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿92.6000 02.484100.

20、9470.5816.8320832苇湖梁煤矿88.4168 02.327102.0768.1716.2716413碱沟煤矿52.0190 02.23393.0781.5716.329294小红沟煤矿35.1000 03.41988.0910013.255675大洪沟煤矿23.9600 02.93995.9961.7815.134756鉄厂沟煤矿27.6357083.1418.623637全局319.731502.485119.2872.2916.197894表4 神新公司2002年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工

21、）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿95.188802.920 90.5670.60 16.8120062苇湖梁煤矿83.262602.43495.2967.01 17.6416733碱沟煤矿56.3000 02.51687.3781.63 15.799334小红沟煤矿42.041804.54778.4499.28 13.815445大洪沟煤矿37.0000 04.09182.1385.10 15.80 4746鉄厂沟煤矿38.46840091.37 15.184137全局352.261602.909120.5676.16 16.198404表5 神新

22、公司2003年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿100.1800 0.9983.72687.9669.1117.0919762苇湖梁煤矿84.6000 02.69495.9569.4719.0715523碱沟煤矿66.2627 04.350 84.1179.9115.719094小红沟煤矿48.4555 05.17476.2399.8114.115405大洪沟煤矿46.8000 05.60480.9598.3813.824676鉄厂沟煤矿

23、60.0844 06.20180.8285.4814.614207金川煤矿6.0935 080.00 8其他矿井9全局412.4761 0.244.012118.9978.8516.338290表6 神新公司2004年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿106.0000 04.21295.9369.2416.0618182苇湖梁煤矿86.1668 03.00983.169.1918.1915013碱沟煤矿75.1800 05.65472.3

24、380.7615.018074小红沟煤矿55.0168 06.08861.410012.95025大洪沟煤矿60.6000 07.12967.359913.774516鉄厂沟煤矿71.5000 06.530 68.0980.2115.44867金川煤矿38.4435 08.78964.148其他矿井13.4720 9全局506.3791 04.930 94.2878.8815.58106表7 神新公司2005年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道

25、湾煤矿123.0000 04.64191.8169.30 16.3716722苇湖梁煤矿91.6000 03.25273.5870.74 15.2713083碱沟煤矿92.6000 1.086.78882.3390.78 13.947694小红沟煤矿72.6168 07.71565.3299.90 13.944835大洪沟煤矿70.6518 07.87168.6498.23 14.034436鉄厂沟煤矿80.0680 06.9878.1284.10 16.785087金川煤矿93.8600 09.10580.9275.25 18.678其他矿井8.8211 9全局633.2177 0.165.

26、76381.00 81.3615.447829表8 神新公司2006年主要工业技术经济指标序号 指标名称 单 位产 量 （万吨/年）百万吨 死亡率（人/百万吨）原煤生产人员工效（吨/工）综合成本（元/吨）回采率（）商品煤灰份（）在岗职工平均人数（人）1六道湾煤矿138.29360.723 4.756 111.6971.0517.2713672苇湖梁煤矿102.04380.980 3.980 89.7673.5217.4410383碱沟煤矿107.82810.000 6.992 89.9290.9215.646274小红沟煤矿108.36680.000 11.043 67.0399.7916.3

27、93865大洪沟煤矿109.81880.000 9.925 62.6298.5516.743216鉄厂沟煤矿130.8700 0.000 7.658 72.9583.4219.794527金川煤矿91.2380 1.096 12.083 75.2175.7622.978其他矿井61.5409 9全局850.0000 0.353 6.81497.2481.7518.257311从统计表看出，乌鲁木齐矿区6对生产矿井从“九五”末的2000年到2005年，产量从254万吨/年增加到530.5万吨/年，提高了108%，百万吨死亡率从0.854减少到0.16，降低了81%，全员工效从2.238吨/工增加

28、到5.763吨/工，提高了157%，综合成本从132元/吨下降到81元，降低了38%，回采率从70.86%增加到81.36%，提高了15%，灰份从16.57%下降到15.44%，降低了7%，职工人数从9903人减少到7829人，降低了21%。该矿区从2001年开始推广大段高技术，从统计数据表明，段高的合理增加，通过有效的技术手段，并没有导致回采率降低，反而略有增加，没有使商品煤灰份增加，反而略有下降，而且矿井综合成本大幅度下降，企业效益大幅提高，重大安全事故总体得到有效遏制。装备水平进一步提高，采矿工艺科学管理水平得到进一步提升。2006年，乌鲁木齐矿区6对生产矿井原煤产量达到697.2万吨，

29、比2005年的530.5万吨，增加了166.7万吨，增加31.5%。矿区内的6对生产矿井产量均超过百万吨，形成了急斜煤层开采的百万吨矿井群，这在世界上都是绝无仅有的。小红沟煤矿综放试验工作面，在工作面长度仅有32m条件下，2006年年产量108万吨，达到了急斜煤层开采的国际领先水平，水平分段高度为18m。乌鲁木齐矿区的6对生产矿井均属于低沼气矿井，随着开采的发展，个别矿井出现瓦斯异常区。2006年碱沟煤矿+564综放面出现瓦斯异常区，采用采前预抽放、采后采空区抽放，有效控制了瓦斯，实现了安全生产，2006年年产量107万吨。该区域各矿的工作面配套工艺日趋成熟，具有较大的推广价值。二、主要研究内

30、容、目标、技术关键及主要技术经济指标2.1 研究项目所包含的主要内容 顶煤的软化技术和可放性研究急倾斜大段高放顶煤与围岩破坏移动规律及结构分析急倾斜大段高综放工作面矿压显现规律与支架选型大段高综放安全高效开采合理水平分段高度及采出率研究 综合分析神华新疆公司乌鲁木齐井田急倾斜大断高综采放顶煤工作面的安全性和经济性，提出急倾斜放顶煤工作面最佳安全生产工艺技术 大段高综放防瓦斯、防火和防治水基础研究2.2 与现有技术及装备的对比分析本项目在急倾斜煤层合理提高水平分段高度的优点是：大幅度降低了掘进成本和百万吨掘进率。提高单位推进度的煤炭产量，同时也减少在急倾斜煤层反复搬家所带来的巨大困难，并减少相应

31、经济浪费。以120m阶段垂高为例，工作面采高以2.5m计。若采用水平分层法开采（见图1），并不计开采过程中煤体损失，共划分48个工作面。每个工作面布置运输与轨道各两条顺槽，各工作面走向长度以4km计，48个工作面共布置96条顺槽，巷道掘进总长度共计384km。参照乌鲁木齐矿区各矿实际开采情况，矿区各工作面每米巷道的成巷费用基本在2500元/m2700元/m之间，取平均值2600元/m。48个工作面的成巷总费用为： 亿元图1 水平分层法开采若采用水平分段放顶煤开采（见图2），放煤高度严格按国家煤矿安全规程第68条的1：3的比例设计，各工作面分段高度为10m，若不计煤柱损失，共划分为12个工作面。

32、各工作面走向长度以4km计，每个工作面布置运输与轨道各两条顺槽，如此12个工作面的顺槽数为24条，巷道掘进总长度共计96km。各工作面每米巷道的成巷费用取平均值2600元/m。因此在10m段高情况下，12个工作面的成巷总费用为： 亿元相比于分层开采，可节省费用7.488亿元。若将段高提升至20m，则要布置6个工作面，少掘12条巷道，如此6个工作面的顺槽数为12条，巷道掘进总长度共计48km。工作面每米巷道的成巷费用取平均值2600元/m。因此在20m段高情况下，6个工作面的成巷总费用为：亿元相比于10m段高开采，20m段高开采又可节省费用1.248亿元。如果经过进一步技术改进，在科学研究基础上

33、，在安全保障前提下，将段高提升至30m，则只需布置4个工作面，相比于10m段高开采，少掘16条巷道。如此4个工作面的顺槽数为8条，巷道掘进总长度共计32km。工作面每米巷道的成巷费用取平均值2600元/m。因此在30m段高情况下，4个工作面的成巷总费用为：万元相比于20m段高开采，30m段高开采又可节省费用4160万元。详细对比情况见表9。图2 急斜水平分段放顶煤工作面表9 开采方案经济比较工作面采高为2.5m 开采方案设计分析以120m阶段垂高为例序号开采方案工作面个数工作面走向长度（Km）顺槽数巷道掘进总长度（Km）成巷标准（元/米）成巷总费用（亿元）备注1水平分层120/2.5=4849

34、638426009.984煤柱自然发火，采空区煤自然2分段高度10m120/10=124249626002.4963段高20m120/20=64124826001.2484段高30m120/30=4483226000.8322.3 研究目标本项目的总体目标是：研究保证大段高安全开采技术基础，使其成为支持乌鲁木齐矿区全面实现急倾斜煤层现代化安全、高产、高效矿区，创新发展急倾斜煤层开拓开采大型化、现代化、本质安全的科学依据。本项目的终极目标是：实现高安全性、高保障性、高产、高效、可持续与跨越式发展。2.4 技术关键技术关键：急斜大段高综放工作面安全高效开采能否与如何实现。本项目的技术特点：系统总结

35、神华新疆公司在开发乌鲁木齐急倾斜矿区达到国际先进水平的基本技术经验的基础上，重点研究保证大段高安全开采技术基础，成为支持乌鲁木齐矿区全面实现急倾斜煤层现代化安全、高产、高效矿区，创新发展急倾斜煤层开拓开采大型化、现代化、本质安全的科学依据。关键技术和关键工艺：研究大段高条件下围岩破坏规律、矿山压力显现规律及顶煤放出规律。研究大段高条件下瓦斯、水、火和煤尘致灾机理，研究有效的防治方法的技术基础，以保证实现本质安全开采。研究大段高条件下以大采高支持大放高技术可行性，提出急倾斜煤层放顶煤开采技术装备的基本要求。按照1:3的要求，即使是支架高度提高到4.56.0m，放顶煤一次采全厚才可以达到1824m

36、。还是达不到30m。而且过大采高还可能带来工艺实施的新问题。相配套的采煤机也是技术装备难题。这些问题的研究到工业性试验，一两年是解决不了的，且投资巨大。关键的问题是大段高是否能保证安全开采，这是研究的核心技术问题。适当的提高支架高度以提高开采高度是有利的，因此需要在研究大段高工作面“支架-围岩”关系的基础上，以本质安全开采为目标，研究大段高条件下以大采高支持大放高技术可行性，提出急倾斜煤层放顶煤开采技术装备的基本要求。 2.5 主要技术与经济指标主要技术与经济指标包括以下几点： 实现急倾斜大段高工作面安全生产； 分段高度提高到25m以上； 工作面禁止放炮，采取其他有效措施使顶煤达到充分破碎，满

37、足放出条件，工作面采出率达到85%以上； 工作面年产量达到100150200万吨以上的可持续跨越； 探索急倾斜大段高综放工作面煤层、顶底板围岩移动及破坏规律，矿压显现规律，确定围岩的破坏范围； 通过对各种支架分析研究，确定大段高综放条件下支架合理工作阻力及支架几何特征参数； 采取合理措施减少三角煤的损失，得出工作面矿压显现规律和顶煤放出率的关系； 提出急倾斜大段高放顶煤安全开采工艺技术； 经济技术指标达到国内煤矿先进水平，国际急斜煤层开采的先进水平，工艺路线先进及设备选型合理。三、达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用的前景3.1 项目完成后所能达到的技术水平本项目完成后主要经济与技术指标达

38、到国内先进水平和国际急斜煤层开采的先进水平，总体上达到国际先进水平。3.2 经济效益 形成的单井200万吨的矿井生产能力或急斜煤层大段高综放开采的1000吨矿区（井群）生产能力； 优化开采工艺，大幅度降低巷道掘进成本。3.3 社会效益实现急斜煤层大段高综放工作面安全高产高效；促进矿井升级改造，实现可持续与跨越式发展；促进少数民族聚居区和经济安全与政治稳定；促进工业反哺其他产业的发展，促进和谐矿区建设。3.4推广应用前景 本项目的研究成果在神华新疆公司以及神华集团所属同类矿区或同类煤层赋存条件下的安全开采具有推广前景；在全国其他同类矿（井）区（如青海省）或同类煤层赋存条件下的安全开采具有推广前景

39、。四、采用的研究、实验方法和技术路线4.1 研究方法与技术手段现场调查与监测综合理论研究（室内力学实验研究物理相似模拟研究数值计算）现场安全、高产、高效开采。4.2主要技术路线及工艺流程本研究主要技术路线及工艺流程如下：五、现有技术基础及条件5.1现有的技术基础西安科技大学是教育部和陕西省共同建设的综合性大学，是西部从事煤炭矿山安全生产教育与研究的惟一一所大学，现有博士后科研流动站。学校拥有本项目相关实验室、应用软件和先进的测试仪器。近年来在采矿工程、安全工程、地应力测量、巷道加固、西部矿山安全开采与灾害控制等方面取得许多科研成果，解决了许多工程实际问题。近五年来，在采矿工程、岩土工程、安全技

40、术及工程等领域完成了国际合作项目、国家自然科学基金项目、国家重点攻关项目，省(部)级科技攻关项目和自然基金项目及企业委托项目300余项，获国家级奖励4项、省(部)级奖励30余项、为企业创造经济效益10亿多元，具有特色并达到国际先进水平或国内领先水平的主要科研基地教育部西部矿井开采及灾害防治(省部共建)重点实验室。实验室现有教授10人，副教授 3人，高级工程师3人，具有博士学位8人，石平五教授任实验室学术委员会主任，伍永平教授任实验室主任。实验室不仅是科学研究基地，而且是采矿工程及相关学科硕士、博士等高层次人才的培养基地。本项目相关研究人员从专业、学历层次、知识结构、科研与创新能力、年龄以及从事现场工作能力及时间等方面均有一定的基础。5.2 现有设备条件 现有设备条件包括：不同规模和尺度的平面和立体相似模拟实验装置，固液气三相介质耦合作用实验装置系统一套，MTS测试装置系统一套，数字化声发射监测系统一套，瓦斯吸附与解析实验装置系统一套，1.5吨煤自然发火实验台一架，松动圈测试仪器一台，钻孔窥视系统一套，大型多功能立体支架实验装置及系统1套。 另外，还有FLAC3D软件、2DBlock软件，UDEC软件和RFPA软件等。六、项目实施进度计划及年度目标：本项目研究工作