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1、科技成果申报表专业类别采掘编号项目名称综采工作面机械化刷安技术优化项目起止时间2018年3月至2018年12月项目完成单位霍州煤电集团晋北煤业有限公司主要协作单位主要完成人贾瑞荣、孟敏、李德辉、吴天阳、杨凯、被步青、赵亚帆、鬟风翔、王盍、杨浩、李伟、闫润华、成靳武、学宽技术水平国内领先知识产权获奖情况2018年度霍州煤电集团公司技术进步奖一等奖申报单位联系人姓名吴天阳电子邮箱办公电话移动电话一.立项背景由于我公司地质条件较复杂，局部受风氧化带影响，顶板破碎，顶板支护难度大，不具备切巷大断面一次刷扩条件。施工大断面巷道综合成本较高，综采工作面搬家倒面大约需耍2个月左右时间，安装面切巷刷扩后断面大
2、，顶板管理难度较大，这是对矿井安全基础管理、工作效率、系统保障的严峻考验，严重制约了矿井安全生产效率，所以在合理布置运输装备的前提下必须改进安装工艺、优化组织管理模式来提高我公司的安装效率。通过改进安装工艺可以大大提高安装效率，缩短安装工期，缓解我公司衔接紧张局面，可减少用工降低职工劳动强度，刷扩侧采用临时支护系统不进行锚杆、锚索常规支护可节约支护成本，有效提高了安全作业环境保障，使职工操作更简便，安全性强。二、详细技术内容1、总体思路通过机械化刷安技术优化，安装工作面实现边刷扩边安装支架且刷扩侧无锚支护，支护由超前支护设备完成，在超前支护保护下进行液压支架安装，将刷扩施工与安装工程合二为一。
3、2、技术方案(1)安装工作面基本情况5-103工作面倾向长度180m,走向长度660m,共需安装支架104架，支架型号ZYI100o/24.5/50,支架宽度为L75m,工作面直接顶为泥岩，厚度3-5m,局部存在风氧化现象，煤层平均厚度为4.6m,煤层倾角为5。12,平均为8。工作面采用一次性采全高方式进行回采。切巷一次掘进断面净宽4.5m,净高3.5m,采用全锚索支护。(2)主要经济技术指标1)煤矿用液压挖掘机型号:MWD5.1/0.13L外形尺寸：5600Xl1502600mm设备特点：液压顶推移动便捷该设备采用专用刮板转载机骑跨式作业，通过后置的液压千斤顶完成在中部槽上面移动，一次移动步
4、距为2.O米。挖装360度作业无死角该设备结构紧凑,宽度仅有1.15米，占用空间小，运输方便可灵活转动，挖机最大挖掘高度4米，挖掘深度1.6米，挖掘半径为4米，挖斗可360度旋转，实现对不同角度煤渣的清理及全断面的挖掘。2）液压超前支架型号：YLZ2000/26/37外形尺寸：513036003000mm设备特点：“三项临支”，支护覆盖面积大，支护延伸灵活及时该产品最大优点，可实现“三项临支”，一是刷扩前方，在刷扩后伸出超前支护，超前支护分两级，可对顶、帮同时支护，也可一次全部护顶，最大护顶范围为2.0X3.6米；二是支架主体后方（支架安装处）安设有伸缩式液压支护，能够自由伸缩，护顶范围2.0
5、3.6米（满足一个支架安装宽度）；三是煤壁侧，刷扩后打出护帮板，支护范围3.OX1.5米，确保了放炮、出渣、支架安装全程均在相对封闭的液压临时支护下完成，杜绝了空顶、空帮作业等安全问题。延伸、回缩、移动全液压快速安全液压支架可通过自带的推移油缸实现整体快速前移，能够做到在刷扩、设备前移、支架安装过程中对顶板支护的无缝衔接，解决了支架移动及安装期间的空顶问题。切巷大断面刷扩后临时液压支护安全高效该设备实现了刷安一体，节省了支护材料费用及刷扩后支护时间，提高了安装效率，通过全断面液压临时支护，顶部及回采煤壁不用打锚杆，节约时间，节约材料，大大提高了安装效率。3）30T转载机外形尺寸：19000X1
6、00OX135Omm设备特点：体积小，安装运输方便该设备可以作为挖掘机的基座使用，挖掘机骑跨在转载机的中部槽上方，可以在中部槽上方滑动，使用便捷，维护较为简单。4）液压安装叉车外形尺寸：3660X29301150mm设备特点：远距离集控操作，安全性能好该设备全部由液压操纵阀操作，可实现远距离控制，确保了操作人员的安全，减少了现场施工人员数量。载重大且转向灵活叉车自带转盘，额定载重60吨，可360。转向，实现支架运输到位后的任意调向安装。支架卸车调向全液压，较绞车安全可靠性更高支架固定及卸车方便快捷，通过两根防倒油缸和两个推拉油缸，实现对支架的快速固定，另外通过支架铲板上下浮动配合推拉油缸推移并
7、伸出卸车装置，实现支架平稳滑落至安装位置，避免了常规单体柱调向和近距离操作带来的安全隐患。5）矿用液压机械手外形尺寸：长4000mm,宽1400mm,高1500mmo设备特点：吊装转向全液压，安全方便灵活矿用液压机械手，用于井下综采工作溜子的起吊与安装。该设备全部由液压操纵阀操作，用矿用液压机械手的抓手抓起刮板运输机各部件起吊、卸车、对接安装。避免了使用传统导链起吊带来的不安全因素，既方便快捷，又安全可靠。（3）工艺流程介绍1、刷扩流程1）爆破工作面刷扩采用人工爆破掘进，采用规格YT-28气腿式凿岩机配合2.5m长风钻杆进行打眼，炮眼深度2.Om（循环进度1.8m）。2）支护爆破后将超前支架护
8、顶梁伸出接顶完成支护，同时对刷扩后暴露的顶帮进行全面支护，超前最大支护面积2m*36m,满足支架安装所需空间。3）出渣人员在超前支护系统下方操作液压挖掘机挖斗将爆破后浮煤装到30T转载机上再运输到工作面溜子，最后输送至顺槽1.2m皮带上进行出渣。2、安装流程1）支架安装采用液压安装叉车将支架运输至安装地点后，利用叉车自带转盘将液压支架进行90调向，同时利用支架自身液压系统向前移动至超前支护后部伸缩梁下方，保持支架顶梁与超前支架后部伸缩梁达到50mm的间隙时，然后将超前支护系统后部伸缩梁收回2m并同时将支架升起接顶，超前刷扩支架前部护顶梁缩回2m,利用推移油缸将超前支架前移2m（同步将超前支护系
9、统后部伸缩梁伸至支架顶梁处进行护顶），然后开始进入下一个循环。2）工作溜子安装采用两部矿用液压机械手，一部设置在工作溜子溜槽装车地点，一部设置在工作面溜子安装地点。采用矿用液压机械手将溜子各部件装车，刮板机机头、特殊槽、中部槽用绞车运送至安装地点，利用矿用液压机械手将刮板运输机各部件起吊放到指定的安装地点，再用矿用液压机械手的抓手抓起刮板运输机各部件起吊、卸车、对接安装。（4）实施效果我公司5-103工作面安装采用机械化边刷边安工艺，在放炮刷扩后直接利用超前支护系统对顶板进维护，人员直接在超前支护系统下方进行作业，放炮后对空顶维护速度快，操作人员少，安全可靠性高，圆班支架安装进度6-8架/天，
10、需13-17天完成，圆班安装溜子中部槽可达30节，需4-5天完成。按照工作面104架计算可缩短工期约18-22天，减少用工1085个。三、主要创新点机械化刷安一站式工艺在刷扩侧放炮后，采用矿用液压挖掘机出渣，刷扩侧支护采用超前支护设备完成，随掘进前移超前支护设备，在超前支护装置后部伸缩梁下部空位安装液压支架，缩回超前支护装置后部仰缩梁，升起液压支架接顶，完成超前支护保护下的液压支架安装。四、社会、经济效益1、经济效益单位：万元人民币项目总投资额285.12回收期（年）2年新增利润新增税收创收外汇（美元）节支总额2018年100093.482019年100093.48累计2000186.96各栏
11、目的计算依据:采用机械化刷安一站式工艺，节省18OnI巷道支护材料费用，减少用工1085个，同时减少一个掘进施工队伍，安装一个工作面节约93.48万元，回收期两年共计节约186.96万元。安装缩短时间10T5天，工作面可提前进入试采，提前出原煤2万吨左右，原煤每吨按500元计算，可提前创造利润1000万元，回收期2年，合计创收2000万元。2*500=1000万元传统安装工艺与机械化安装工艺效益对比表7别名支护工艺安装进度及所需工期（18Om）日出勤（人）工效安全效益经济效益传统安装工艺打眼放炮、人工出渣、临时支护、永久支护、支架安装圆班安装支架3架，需35天440.068架/工人工刷扩，人员
12、作业需在前探临时支护下施工，存在较大安全隐患，刷扩后切巷断面大，顶板管理难度增加，安全性较低18Om刷扩延米材料费用1404*180=252720元，按每天260元计算，需支出人工费用40.04万元，合计65.3万元机械化刷安工艺爆破，挖掘机出渣、超前支护系统支护、支架安装圆班安装支架6-8架，圆班安装溜子可达40节350.229架/工整个刷扩、安装工艺均在液压临时支护系统下完成，调向，起吊重物实现远程液压机械化操作按每天260元计算，需支出人工费用IL83万元，节省掘进刷扩工资40万元。综合对比减少支护工艺，优化安装工艺流程较传统安装缩短工期18-22天减少用工1085个液压机械化刷扩安装，
13、杜绝了空顶作业，实现了支护、支架调向、安装远程液压操作和封闭式支护，同时避免了常规起吊安全隐患，安全性较高节约直接经济成本93.48万元2、社会效益：采用液压机械化刷扩安装，杜绝了空顶、空帮作业，实现了刷扩、支护、支架调向、安装的远程操作及机械化安装，同时避免了传统施工单体柱调向、导链起吊、多人作业等安全隐患，安全性得到较大提高。该项目的成功应用将大大提高综采工作面的安装效率，提高安全作业环境，使职工操作更简便，安全性强，节约材料成本及用工费用，有力的保障煤炭企业的安全生产。五、推广应用情况及前景1、适用条件：该项技术主要适用于切巷顶板岩性稳定性较差，矿压大，相对维护困难，不具备一次成巷安装的
14、工作面。同时适用于极近煤层及下组煤以及复合顶板安装工作面。2、推广前景：该项目的成功应用，一是解决了支护难题，二是降低了支护及用工成本，三是提高了效率提高了安全系数，实现了刷扩施工与安装工程合二为一。可在煤炭行业进行广泛应用推广，有力的保障煤炭企业的安全生产，对于煤炭企业的发展具有重要的意义。项目简介项目名称综采工作面机械化刷安技术优化年度2018年完成单位霍州煤电集团晋北煤业有限公司参加人员贾瑞荣、孟敏、李德辉、吴天阳、杨凯、曾步青、赵亚帆、霍风翔、王春、杨浩、李伟、闫润华、成靳武、,学宽成果简介一、立项背景:由于我公司地质条件较复杂，局部受风氧化带影响，顶板破碎，顶板支护难度大，不具备切巷
15、大断面一次刷扩条件。施工大断面巷道综合成本较高，综采工作面搬家倒面大约需要2个月左右时间，安装面切巷刷扩后断面大，顶板管理难度较大，所以在合理布置运输装备的前提下必须改进安装工艺、优化组织管理模式来提高我公司的安装效率。二、项目研究的主要内容：通过机械化刷安一站式工艺应用，安装工作面实现边刷扩边安装支架且刷扩侧无锚支护，支护由超前支护设备完成，在超前支护保护下进行液压支架安装，将刷扩施工与安装工程合二为一。三、解决的关键问题及创新点：1、解决的关键问题传统安装工艺为放炮刷扩后采用锚网梁对刷扩帮进行永久支护，刷扩后巷道断面宽度达8m,受放炮震动影响刷扩帮围岩稳定性差，顶板管理难度大，人员作业期间
16、危险系数较高，采用液压机械化刷扩安装，杜绝了空顶、空帮作业，实现了刷扩、支护、支架调向、安装的远程操作及机械化安装，同时避免了传统施工单体柱调向、导链起吊、多人作业等安全隐患，安全性得到较大提高。2、主要创新点工作面采用机械化刷安一站式工艺，刷扩侧放炮后，采用矿用液压挖掘机出渣，刷扩侧支护采用超前支护设备完成，随掘进前移超前支护设备，在超前支护装置后部伸缩梁下部空位安装液压支架，缩回超前支护装置后部伸缩梁，升起液压支架接顶，完成超前支护保护下的液压支架安装。四、社会经济效益：1、经济效益采用机械化刷安一站式工艺，节省18Om巷道支护材料费用，减少用工1085个，同时减少一个掘进施工队伍，安装一
17、个工作面节约93.48万元，回收期两年共计节约186.96万元。安装缩短时间10T5天，工作面可提前进入试采，提前出原煤2万吨左右，原煤每吨按500元计算，可提前创造利润100O万元，回收期2年可创收2000万元，共计产生经济效益2186.96万元。2、社会效益采用液压机械化刷扩安装，杜绝了空顶、空帮作业，实现了刷扩、支护、支架调向、安装的远程操作及机械化安装，提高综采工作面的安装效率，同时避免了传统施工单体柱调向、导链起吊、多人作业等安全隐患，使职工操作更简便，安全性得到较大提高，有力的保障煤炭企业的安全生产。五、应用效果及推广前景：1、适用条件：该项技术适用于切巷顶板岩性稳定性较差，矿压大，维护困难，不具备一次成巷安装的工作面。同时适用于极近煤层及下组煤以及复合顶板安装工作面。2、推广前景：该项目的成功应用，一是解决了支护难题，二是降低了支护及用工成本，三是提高了效率提高了安全系数，实现了刷扩施工与安装工程合二为一。可在煤炭行业进行广泛应用推广，有力的保障煤炭企业的安全生产，对于煤炭企业的发展具有重要的意义。
