大巷开拓穿越老空区技术研究与应用申请书及建议书

1、附件1：陕西煤业化工集团有限责任公司科学技术研究计划项目申请书项目名称:大巷开拓穿越老空区技术研究与应用申请单位:陕西双龙煤业开发有限责任公司联 系 人: 张正东 联系电话:申请日期: 2015年10月20日 陕西煤业化工集团有限责任公司制一、项目基本信息项目名称 大巷开拓穿越老空区技术研究与应用申请单位陕西双龙煤业开发有限责任公司技术领域r煤炭 化工 装备制造 建筑施工 新材料 新能源 其它项目研究周期2016年1月至12月项目资金概算2515.5万元其中：研究费76万元工程费2404.5万元设备费35万元项目负责人姓名曹明世性别男职务总工程师职称高级工程师联系电话

2-所在单位陕西双龙煤业开发有限责任公司技术负责人姓名何光安性别男职务副总工程师职称工程师联系电-mails所在单位陕西双龙煤业开发有限责任公司二、项目可行性分析（简述）1、研究背景：根据三维地震及电法勘探显示，开拓大巷前方存在老空区。在大巷继续延伸时，需穿越老空区。探索一种直接穿越老空区的掘进方法，对我矿后期通风、运输等系统管理及巷道安全掘进有着重要意义。2、项目研究的必要性：我矿开拓大巷在延伸遇到老空区后，若采取绕过老空区，三条大巷需至少进行2次拐弯掘进，增加了大巷开

3、拓工程量，使得矿井后期通风、运输等系统复杂，加大了管理难度。直接穿越老空区具有矿井各个系统简单、后期回采布置简单、减少矿井资源损失等突出优点，是矿井提高回采率及采区设计简单化的有效方法。因此，采用大巷穿越老空区必要的。3、主要研究内容：（1）老空区不同冒落条件下的支护结构形式；（2）支护结构及参数研究，包括管棚支护参数、u型棚支护参数、柔性模板参数、柔模混凝土碹支护参数；（3）施工工艺、工序及作业方式研究，包括管棚施工工艺、u型棚施工工艺、柔性模板挂设工艺、柔模混凝土碹体施工工艺；（4）基于当地建筑材料的柔模混凝土配合比与性能研究。4、研究达到的目标及创新点：（1）探索出开拓大巷穿越老空区新的

4、支护技术及施工工艺；（2）超前管棚支护为安全作业提供了保证且减小了掘进工作量；（3）利用锚栓实现了u型棚悬吊柔性模板，简化了施工工艺，实现了掘进与砌碹的平行作业、提高了施工速度；（4）棚碹联合支护，临时支护u型棚与永久支护柔模混凝土碹通过锚栓连为整体，共同承载变形，支护结构更加合理可靠。5、项目实施进度安排：（1）用2个月时间，收集资料、实验室测试、理论分析、调查现有施工设备及材料，编制柔模混凝土（管）棚碹支护技术设计；（2）用8个月时间，进行工业性试验及优化；（3）用2个月时间，整理资料、总结并撰写项目报告。三、申报单位和上级主管单位意见项目负责人意见 项目负责人（签字）： 年 月 日 申报

5、单位意见单位（盖章）年 月 日上级主管单位意见单位（盖章）年 月 日附件2：陕西煤业化工集团有限责任公司科学技术研究计划项目建议书项目名称: 大巷开拓穿越老空区技术研究与应用申请单位: 陕西双龙煤业开发有限责任公司联 系 人: 张正东 联系电话:申请日期: 2015年10月20日 陕西煤业化工集团有限责任公司制科学技术研究计划项目建议书一、概述1、项目背景根据三维地震及电法勘探结论，我困高开拓大巷前方存在老空区。在大巷继续延伸至老空区后，若采取绕过老空区的方法开拓，三条大巷需进行两次方位调整，增加了大巷开拓工程量，使得矿井后期通风、运输等系统复杂，加大了管理难度。直接

6、穿越老空区具有矿井各个系统简单、后期回采布置简单、减少矿井资源损失等突出优点，是矿井提高回采率及采区设计简单化的有效方法。2、项目目的、意义该项目的开展，将使开拓大巷在遇到老空区时，直接安全顺利的穿越老空区，以减少矿井的开拓工程量及矿井资源的损失，简化我矿通风、运输等系统的建设，提高矿井回采率。对于在老空区顶板实际冒落情况不明、围岩松散破碎且赋存有瓦斯及水，且巷道断面大、服务年限长、支护难度大、作业安全性要求高的情况下，探索一种直接穿越老空区的掘进方法及工艺，对我矿后期通风、运输等系统管理及巷道安全掘进有着重要意义。二、相关领域国内外技术现状、发展趋势及现有工作基础 柔模混凝土支护技术是预先制

7、作柔性模板，通过锚杆和钢筋网将柔性模板固定在巷道周边，采用混凝土泵将自密实混凝土灌入柔模中，利用柔模透水不透浆的特性，将混凝土中多余的水分滤出，降低水灰比，提高混凝土早期和后期强度。这样就在巷道周边就形成一个“锚杆+柔模混凝土碹体”的联合支护结构。支护技术分为连续锚碹支护和条带锚碹支护两种。连续锚碹支护能适应高地压等复杂困难条件，主要用于服务年限较长的开拓和准备巷道。条带锚碹支护是指沿着巷道走向，柔模混凝土碹体间隔支护，即一段采用锚碹支护，一段采用锚网支护，条带碹的各碹段独立，互不干扰，互不影响，根据工程地质技术条件，合理选择锚碹排距。条带锚碹支护省工，省时，省料，既释放围岩能量，又保护碹体不

8、被压坏。三、项目技术可行性分析1、主要目标探索开拓大巷穿越老空区的支护技术及施工工艺，使开拓大巷顺利穿越老空区。2、研究与开发内容（1）老空区不同冒落条件下的围岩压力分析与研究；（2）支护结构及参数研究，包括管棚支护参数研究、u型棚支护参数研究、柔性模板参数研究、柔模混凝土碹支护参数研究；（3）施工工艺、工序及作业方式研究，包括管棚施工工艺研究、u型棚施工工艺研究、柔性模板挂设工艺研究、柔模混凝土碹体施工工艺研究；（4）柔模混凝土施工设备选型及配套研究；（5）基于当地建筑材料的柔模混凝土配合比与性能研究；（6）工业试验及支护优化。3、项目的技术关键，包括技术路线、难点、创新点技术关键及难点：

9、（1）管棚施工机械的选型及管棚施工工艺； （2）u型棚作为临时支护，同时利用锚栓悬吊柔性模板以便于砌混凝土碹形成永久支护； （3）柔模混凝土碹体施工工艺及施工设备选型配套。创新点： （1）将管棚应用于煤矿松散围岩的超前支护，管棚支护保证了施工安全及减小了掘进工作量； （2）利用锚栓实现了u型棚悬吊柔性模板，简化了施工工艺，实现了掘进与砌碹的平行作业、提高了施工速度； （3）棚碹联合支护，临时支护u型棚与永久支护柔模混凝土碹通过锚栓连为整体，共同承载变形，支护结构更加合理可靠。 四、技术、经济效益、市场风险分析1、技术经济效益分析（含经济效益、社会效益）（1）超前管棚支护为安全作业提供了保证，且

10、减小了巷道的掘进量、有效降低了巷道掘进成本；（2）利用锚栓实现了u型棚悬吊柔性模板，简化了施工工艺，实现了掘进与砌碹的平行作业、提高了施工速度，降低了巷道支护成本；（3）柔模泵注混凝土砌碹施工工艺，降低了工人的劳动强度，提高了施工速度降低了支护成本；（4）预应力纤维复合混凝土，在浇筑过程中柔模向混凝土施加了预应力，加上柔模内部的拉筋结构，使混凝土的抗拉、韧性及抗裂性能得到改善；（5）棚碹联合支护，临时支护u型棚与永久支护柔模混凝土碹通过锚栓连为整体，共同承载变形，支护结构更加合理可靠；（6）柔模混凝土（管）棚碹支护技术作业安全性高、施工速度快、支护成本低，为类似地层条件井巷工程提供了技术途径和

11、借鉴。2、推广应用前景分析（含产业化可行性）柔模混凝土（管）棚碹支护技术，可应用于煤矿井巷、硐室等矿山工程及交通、市政、水利、国防等行业的地下工程支护，特别适应松散、软弱、采空区、含水等复杂地层条件的地下支护工程。3、项目实施的风险分析项目实施过程中，主要对工作面瓦斯、水、顶板松散围岩及迎头围岩稳定性等进行密切监测。五、预期主要技术经济指标采用柔模混凝土管棚碹掘进及临时支护施工速度1.82.4m/d，巷道支护效果良好、变形小。六、申请单位简况1、单位简况（生产经营及科研情况、资产及经济状况等）陕西双龙煤业开发有限责任公司矿井井田面积20.3244平方公里，地质储量5472万吨，可采储量3360

12、万吨，采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。井下综合机械化装备率达到100%，所产原煤煤质优良，具有低硫、低磷、低灰、高发热量等特点，是优质的配焦用煤和化工用煤，适用于化工、电力等行业。矿井在册职工683人，其中合同工367人，协议工316人，全矿现有专业技术人员49人。2、协助单位简况（科研实力、取得的业绩及成果等）西安科技大学 “十一五”以来，承担科研项目4238项，其中国家重大科技专项课题、“973”、“863”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金以及国家社科基金等国家级项目154项；科研经费总额7.379亿元；获国家科技进步奖4项，省部级科技成果奖136项；获准专利520项。3、项目主要负责人简介曹明世，男，高级工程师，现任陕西双龙煤业开发有限责任公司副经理、总工程师，承担过矿井综采工作面穿越老空区、巷道掘进穿越断层等技术方案的制定，在大巷穿越采空区方面有着多年的丰富实践经验。4、课题组组成简况（年龄、职称、专业）曹明世 高级工程师 采煤王小利 教 授 矿建 何光安 工 程 师 采煤许文勇 助理工程