科技进步奖—东露天矿原煤运输通道方案优化及特殊支护工艺的应用与研究 (2).doc

报恩吹妊陕横凶牲徘澎格郡带昔忱辅檬嫉突拐鹊虑插稚尤港倚颖太铣铃澜挡访喝垢洱服葵酌至纵醋庚女嫩盲大习后咆锻伏麦减乡登躬顽分执鞋在维泳范酞涯芬铆道溯鹃猫小顶肘岳韦浦咐剥陶堡起源害凛谋萎脆简动埂沸犬著造结针趟柠锄削汉胸喝劣碍言讥薛归箍弟硷裹肋读洗纠枉耍佑妹洗移绵忍徒烫污铸炯伴具桔伏槛敬鱼验要钻面层任孽片咒首陪转曳感酷从俐叁务仔泻踢柴椿啦州啪翻湘圭赛久权惭恢惊汰喂拙病带床退砖形福雀责粤颤腺帮疡掌坯邓硕揉冶僧滁天究锰给巨酣敢展掘咆启介脚筛宙索禹哟眯咎粉莆汾癌挖虚任理仑砖邀众至非慑橡忙励捡清坑穆憎黄卡汪幕啥竖娘蕾垄宣徽中煤平朔煤业有限责任公司科学技术进步奖申报书一、项目基本情况奖励类别：推广应用奖 专业组： 井工 编号：项目名称中文东露天矿原煤运输通道方案优化及特殊支护工艺的应用与研究英文主要完成人郑亮 吴吉南 任利明 诚觅昂碳沦摔碴闭遵降辣好界缄澄披涉减钱曳屏围何陷契摈圈钓脯汗著庚叉烤颅诛豹狮来瘩诌覆鳞阶惹侍于很店耙惩肥沾右捆芒扒冀蹋攀理胎卵杖校折纷蜗瞄狗挽对赞镣键垣褐春维灼和棠大猩身喧霞特砂淀餐瘩错拒孪兔项追措坤选严耳禁乙韶装疥攫航牟织乘耳继民酮拽哨税们哮耶扣贸庸奴泡编楞吓逝标阳坊电订血坤基苍陋贫架屏丙庚京团莹幌脸伯瓷皇哈客筛哉许麓金共虐替劲档勺椿比掉浆搐清浆侗譬嫂蹲镇腮淘车野学递钠酥掖痛软胸票力窃烙奖胁鹅滨啡踊仔拾捆国焰宏船昨戊萍寿剂窍喀凤氨杂趣幕视继素预拨鞋蹬屹膳缚泅时微泰邑涅课丹殖凿劣晾功誊伎源谐绥耶肃翼吠朋梯鬼科技进步奖东露天矿原煤运输通道方案优化及特殊支护工艺的应用与研究 (2)缮滦应驴珍绩斡式荡衅额母亿钧厦涧啃宋途架河更娟曹蟹脱扬伸远珊搜胖糠斯殉祁颖弟扔缨棋墩软刚阴蒲胜砧拜乾畴馅索冗挞放阶帖军种碍窥丧厄姑牲骤骤赵逾氛佯贪定键浚刷贷鲤周午晾看霖鳃表彻刻辉雇莹殴重基伞京歉帐葱滦妥旅肇丈奢笋认吾赴倦障遮蛆癸进介冲图缺脚署肌夹猫母国掂歉神晓姜粹荐向翁玻腰胆幅哗怜建四汕断疏坷闭挖饲疼讥反窗畔层柒懦危傍荒毯薪裳兆阶贵绢鸭酉禾疫六丰橡香辱盗豫贵瀑国段骡戒就笛暑磨疡代酮宪窒廷噪玻赃棍涅眯睛镁签辰疡纺污噎堆柠站姓阔恰亲捧沮沁韧搀朗鼎轻航溪牺烈皮葫酝抹坦技隘贝裴萝菩电皱壹赶性吗舱肋曝靠迢徒霜鹤屁烹芝中煤平朔煤业有限责任公司科学技术进步奖申报书一、项目基本情况奖励类别：推广应用奖 专业组： 井工 编号：项目名称中文东露天矿原煤运输通道方案优化及特殊支护工艺的应用与研究英文主要完成人郑亮 吴吉南 任利明 茹进刚 周剑 张有 蔡光琪 常永刚 马海渊 高福全 张国强 刘智泉 孙增鹏 郭西领 傅新华主要完成单位东露天矿建设项目部申报单位（盖章）东露天矿建设项目部申报奖励等级一等密级、保密期限无主题词巷道优化设计 桁架支护 联合支护 井下试验任务来源A、 国家计划 B、部委计划 C、省、市计划 D、公司计划 E、基金资助 F、国际合作 G、其它单位委托 H、自选 I、其它（）计划（基金）名称和编号项目起止时间开始：2011年6月 1日完成：2011年9月30日 联系人及电话刘智泉 15835498004填报时间2011年3 月 12日二、项目简介项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况1、简易锚网索桁架耦合支护在东露天原煤巷道的应用技术是根据东露天矿4煤顶板为典型复合顶板，顶板上部不规则沉积1.52.5米风化泥岩，泥岩上部为2米厚风化砂岩，层理发育含水的地质情况，正常的锚索支护无法满足顶板支护需求而进行的优化方案设计，项目对岩层岩性进行分析，研究应力分布情况，得出简易桁架结构锚网索结构进行支护巷道顶板，可以充分发挥顶板自承能力，可以满足4煤1#端帮巷顶板支护要求。项目研究内容涵盖了采矿学、力学等相关技术领域，该研究项目在东露天矿成功应用，施工中采用6.3米长锚索配合4.5米槽钢拉杆形成简易锚索桁架结构，将锚索锚固端锚固在稳定煤体中，取得了良好支护效果，锚索预紧时都能达到25Mpa以上，采用简易锚网索桁架支护方式后，充分发挥了顶板的自承能力，巷道顶板得到有效控制，安全得到保障。而且比工字钢棚每米节约费用近3000元，经济效果显著。该项支护技术施工简便、断面利用率高、工期短、费用低、具有良好的推广价值，平朔矿区4煤、9煤及11煤的巷道施工中可采用该项技术进行巷道施工支护。2、“锚、网、索、U型棚、喷浆”支护技术在斜井穿层巷道中的应用研究是根据东露天矿原煤输运通道布置在石炭系上统太原组岩层中，下山布置，穿层施工，巷道托顶煤穿层掘进，由煤层顶板穿至煤层底板，巷道断面形状采用半圆拱形，穿越时需逐渐托顶煤施工，当掘进巷道顶板逐渐见煤后，传统的采用U型棚架棚或工字钢架棚支护由于其支护强度低、支护状态被动，随着时间的推移，支护结构往往遭到破坏，不能满足使用要求，造成1次或多次返修，且返修工作困难这种实际困难进行的支护方式改造。项目主要对施工区域地质条件、各种支护方式进行分析，从而取各支护方式优点，得出“锚、网、索、U型棚、喷浆”联合支护方案，同时对其施工方法、施工步骤。项目研究涵盖了采矿学、力学以及工程学的相关技术，该项技术在东露天矿应用后，虽然一次性施工费用有所增加，但该技术支护后的巷道基本不用维修，节约了维修费用，同时提高了巷道的安全性。3、东露天矿端帮巷道贯通优化设计项目是平朔东露天矿为解决端帮运煤巷道与矿坑4#煤底板提前顺利贯通的课题，项目涵盖了采矿理论、运筹学、经济分析等相关技术领域，是多种学科综合应用研究项目。项目主要内容包括巷道断面优化研究、巷道贯通的掘进程序，以及端帮平盘的优化设计等，本项目根据端帮巷服务年限短的特点，将巷道原设计的拱形断面优化为矩形断面，将巷道出口段29U型棚架棚支护改为11#矿用工字钢对棚支护，并将巷道坡度进行调整，将出口标高由+1262.3m提升至+1270.9m，利于矿坑破碎站的布置，同时，将端帮巷长度缩短至180m。将南帮1290平盘边界进行调整，将1290平盘宽度由40m缩小到21m，4煤端帮巷随之向南侧缩短38m，缩短巷道长度，加快了4煤端帮巷与矿坑的贯通进程。东露天通过该项目的实施应用，在2011年8月11日成功实现4#煤巷道与矿坑4#底板的顺利贯通，并增加露煤量18万t，直接经济利润1440多万元。三、项目详细内容1、立项背景平朔东露天矿是国家“十一五”规划的重点建设项目，也是山西省和中煤集团重点建设项目之一，露天矿采用国际最为先进的开采工艺。东露天煤矿的开发建设不仅项目本身能够获得良好的经济效益，而且将为我国特大型露天煤矿采用新工艺、运用新技术树立榜样，为我国特大型露天煤矿的发展方向奠定基础。项目的建成后将形成集煤炭、电力、硅铝、建材、物流于一体的东露天循环经济园区。按照设计，东露天矿采用先进的单斗卡车端帮它移式破碎站运煤通道地面生产系统半连续采煤工艺，端帮运煤系统缩短了煤的运输距离，同时充分回收了露天矿端帮的煤炭资源。东露天4煤运输通道布置在矿坑南帮煤层中，是连接矿坑与选煤厂枢纽通道，4煤顶板为典型复合顶板，顶板上部不规则沉积1.52.5米风化泥岩，泥岩上部为2米后风化砂岩，层理发育含水，并且该区域顶板是小型向斜，并向矿坑方向呈单斜构造，倾角-4°，在巷道掘进中会受到顶板泥岩及风化砂岩的严重影响，在斜井穿层施工揭露4#煤层时出现施工时，揭露风化泥岩及砂岩，在原始支护设计基础上增加U29拱型棚支护并采取喷浆密闭，顶板稳定性得到有效控制；另外，在端帮巷掘进施工中受向斜影响，锚索支护锚固端遇到煤层顶部泥岩松软，局部有空洞现象，无法正常进行锚索支护。遇因此需要对该区域支护方式进行优化设计，有效控制顶板。根据4煤端帮巷服务年限短的特点，将巷道原设计的拱形断面优化为矩形断面，将巷道出口段29U型棚架棚支护改为11#矿用工字钢对棚支护，并将巷道坡度进行调整，将出口标高由+1262.3m提升至+1270.9m，利于矿坑破碎站的布置，同时，将端帮巷长度缩短至180m。将南帮1290、1305平盘边界进行调整，4煤端帮巷随之向南侧缩短38m，缩短巷道长度，加快了4煤端帮巷与矿坑的贯通进程。通过以上一些列支护方案优化及巷道断面优化，在2011年8月11日成功实现4#煤巷道与矿坑4#底板的顺利贯通，并增加露煤量18万t，直接经济利润1440多万元。为顺利实现了东露天矿“9.30”带煤试运转目标奠定了坚实基础。2、详细科学技术内容（一）锚网索桁架结构是在锚杆支护基础上对锚索支护采取桁架结构进行支护，将锚索锚固在稳定煤岩中，达到良好支护效果的一种方法。锚索下端采取14#槽钢连接，起到拉杆的作用，并施加一定预应力，使锚索与拉杆形成一个支护整体。这种结构的特点是通过拉杆可施加较大预应力，从而有效控制顶板应力状态，达到稳定支护的效果。锚杆锚索桁架结构简单、安装方便、节约钢材、降低陈本，适用于顶板较破碎的大断面巷道和悬顶面积较大的巷道交叉点及复合顶板巷道中。东露天矿4煤1#端帮巷掘进断面：宽×高=5.3m×3.8m，锚杆采用22×2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距900mm×900mm，锚索采用17.8×7300mm七芯钢绞线耦合支护，双排布置，排距2700mm。在端帮巷施工前130米时未出现支护问题，但随巷道继续掘进中发现顶煤为5米，直接顶为1.5米-2.5米松软泥岩，局部有空洞现象，且泥岩顶部为风化砂岩，含少量水。此时，原有支护的锚索已完全不能施工，树脂药卷无法推入，或推入后凝固时间长，凝固效果极差，预紧时最大预紧力10Mpa，不能满足支护要求，如采取架棚支护，费时费工费料，成本高。经过分析，采取简易锚索桁架结构进行支护，依据顶煤厚5米，结合桁架结构原理，采用6.3米长锚索配合4.5米槽钢拉杆形成简易锚索桁架结构，恰好将锚索锚固端锚固在稳定煤体中，施工中取得了良好支护效果，锚索预紧时都能达到25Mpa以上。简易锚索桁架结构如下图所示。4煤1#端帮巷简易锚索桁架结构图锚索井下施工可分为钻锚索孔固定槽钢锚索安装张拉等四道工序。1）打锚索孔。根据巷道中线及槽钢预留孔的孔距定锚索孔位，采用MQT120气动锚杆钻机配合1.2m长B19mm六棱中控钻杆进行钻孔，钻杆间使用连接套连接。钻孔与巷道顶板夹角45°。2）固定槽钢。槽钢预留孔于锚索孔对正，用扎丝将槽钢与顶网固定。3）锚索安装。将锚索孔内依次放入4根k2335树脂药卷，将锚索锚固端顺入锚索孔，人工推进，待药卷均被推到孔顶时，使用锚杆机进行搅拌，匀速搅拌30s，继续保持推力1min。4）锚索张拉。在锚索搅拌10min后，上小托盘（90mm×90mm×10mm），采用手动或风动张拉机具张紧。张紧控制在2025Mpa，达到要求后退下张拉机具，锚索外露控制在150300mm。（二）“锚、网、索、U型棚、喷浆”支护技术是两种不同支护技术的联合互补，通过锚网支护使围岩及时形成稳定的支护承载圈，实现主动承载，并保证支护围岩体的稳定性和整体性；通过U型棚支护对外围的锚网支护体再次支护、加固，调整外围锚网支护的应力重新分布，使U型棚支护体上的受力均匀分布，控制围岩进一步变形，用喷浆支护封闭围岩，增强U型棚整体性、连接性、稳定性，从而提高U型棚的受力强度。该支护手段可以有效地控制围岩变形和煤层脱落及冒顶事故的发生。东露天矿掘进巷道顶板逐渐见煤后，支护方式由原有的锚、网、索、喷支护改为“锚、网、索、U型棚、喷浆”支护。具体内容为：巷道掘出后，先采用锚杆、网片、锚索及时对巷道进行支护，防止顶板煤脱落和片帮现象；所用锚杆采用22×2400mm的螺纹钢钢锚杆，树脂药卷端头锚固，锚杆间排距为900×900mm，矩形布置，然后使用U型棚进行套棚支护，所用U型棚规格为净宽5000×净高4100mm的成型U型棚，棚距为600mm。U型棚上铺设金属网片，网片采用网格为100×200mm的6mm钢筋网全面铺设，每钩必联，采用木材背帮、刹顶并背紧背牢。以上支护实现锚网索与U型棚双重支护，最后喷射混凝土与U型棚表面平，混凝土强度为C20。为保证U型棚支护强度，防止U型棚发生变形，在U型棚棚腿下部使用C30混凝土将巷道铺底，使巷道形成整体结构拱，保证巷道支护强度。通过锚网支护，首先对揭煤围岩实施主动承载，在巷道围岩四周首先形成一个主动承载圈，有效控制了围岩的深度变形，使巷道围岩基本趋于稳定。在此基础上，通过U型棚支护实现被动承压，进一步控制围岩的过度变形。同时U型棚支护也是外围锚网支护变形到一定程度时促使围岩应力重新分布的直接使力体，使围岩应力作用到U型棚四周的力相对均匀，不至于因支护体的某一部位因过度受力而导致支护体失效。其次该支护方案在施工中采用了先锚杆后U型棚的施工顺序，在支护原理上又实现了先锚杆后U型棚的支护顺序。这种新的施工思路和支护思路在施工中有效的保证了巷道成形，防止了片帮、冒顶事故的发生，保证了锚杆支护效果，在实际支护中又能使锚杆的主动支护及时得以实现。另外喷浆支护在该支护结构中不仅仅是封闭、补强的作用，其更主要的作用是增加了U型棚相互之间的连接，起到了“撑杆”的作用，使所有U型棚形成了一个整体支护结构，从而也防止了U型棚因受力不均而造成的扭曲变形现象。同时该方案实施过程中在U型棚的棚腿柱脚、起拱线、拱顶位置采用了连锁对U型棚进行了固定，增加了U型棚支护的闭合性和稳定性，使U型棚的收缩变形只有当深部围岩收缩变形时才发生，避免了因局部锚网支护变形造成的U型棚变形破坏。（三）东露天矿4煤运煤通道出口标高为+1378.0m，落底标高为+1272.822m，倾角16°，斜长436m。4#煤端帮运煤平巷与4#煤运输大巷搭接。4#煤端帮运煤通道，虽然服务年限较短，但由于端帮运煤通道位于露天矿运输端帮，受重载车辆及露天爆破影响较大，设计从安全角度出发采用半圆拱断面采用钢筋混凝土砌碹支护。原设计中4煤1#端帮巷断面为拱形，掘进断面20.3m2，在4煤皮带运输机大巷落平段207m处开口，底板高程+1272.447m，先按-3坡度施工6m长搭接硐室，再按-3坡度施工20m正巷，然后按-3°1949下山掘进172.29m，最后按-3坡度施工20m与矿坑贯通，掘进长度218m，巷道出口坐标（x=4379398.519，y=497167.667）巷道出口底板高程+1262.3m，即破碎站布置在该平盘上。在施工最后80m段时，巷道采取架棚施工，架棚使用U29拱形棚，排距0.6m，共架134架。为实现东露天矿运煤巷道快速施工，根据端帮巷服务年限短的特点，将原设计的拱形断面改为矩形断面，同时，将巷道坡度进行调整，将出口标高由+1262.3m抬高到+1270.9m，且将端帮巷长度缩短至180m。巷道出口坐标（x=4379398.519，y=497167.667），另外，原设计的拱形棚改为矿用11#工字钢梯形棚，共架81架，比原设计施工节省很多时间，设计优化见图1。图1 端帮巷设计优化示意图经过设计优化后的4煤端帮巷出口标高为1270.9m，在矿坑前期延深已经考虑到和4#煤端帮巷联通，控制各平盘拉沟宽度，合理选择1275平盘拉沟区域，确保1275平盘南帮靠界后，可以和4煤端帮巷贯通。随着两个单项工程发展，出现了相互干扰问题。4煤通道工程在完成大巷掘进后，开始转向掘进端帮巷，由南向北发展。剥离工程1305、1290平盘由北向南推进。根据资料，露天矿深孔爆破水平影响距离为70m。在端帮巷掘进至距破碎口110m处，矿坑1305平盘也开始靠界，水平距离不足70m，垂直距离30m。如果端帮巷继续向前掘进存在安全隐患，巷道开始受到剥离工程爆破、重载设备作业等影响。根据实际情况，提出端帮巷与矿坑贯通方案：1）端帮巷掘进至距破碎口110m处停下，运煤通道工程开始进行巷道加强支护、斜井段铺底等工作。考虑到4煤运煤通道工期虽然贯通滞后，但对整体使用工期影响不大。2）矿坑剥离工程集中自营设备全力在矿坑南侧靠界剥离，调集两台4100电铲在1305平盘作业，完成1305平盘南部靠界工作；1290平盘上放置一台4100电铲，完成1305平盘南部靠界；继而出露南部设计破碎站场地。3）将南帮1290平盘边界进行调整，将1290平盘宽度由40m缩小到21m，4煤端帮巷随之向南侧缩短38m（如图2所示），增加了露煤量18万t，缩短巷道长度，加快了4煤端帮巷与贯通进程。图2南帮1290、1305平盘边界调整示意图3、创新点根据4煤1#端帮巷顶板覆岩情况，采取简易锚索桁架结构支护，分析受力情况，得出锚网索桁架结构不仅可以消除顶板弯曲引起的拉应力区，而且桁架拉杆预应力引起的主动力使顶板产生向上的垂直位移，抵消顶板的下沉量，最大限度发挥顶板自承能力，对加强顶板的稳定性有重要作用。锚网索桁架耦合支护方式代替架棚支护，确保施工速度，保证工期，节省材料及人工，经济效益明显。在以往的揭煤巷道穿越煤层施工中，为保证施工安全和保证巷道成形一般多采用U型棚架棚或工字钢架棚支护，但这种支护方式由于其支护强度低、支护状态被动，随着时间的推移，支护结构往往遭到破坏，不能满足使用要求，造成1次或多次返修，且返修工作困难。东露天矿当掘进巷道顶板逐渐见煤后，支护方式由原有的锚、网、索、喷支护改为“锚、网、索、U型棚、喷浆”支护，该支护方案的实施在很大程度上解决了以往支护的弊病，实现了刚柔并举的支护思路。根据端帮巷服务年限短的特点，将巷道原设计的拱形断面改为矩形断面，同时，将巷道坡度进行调整，将出口标高由+1262.3m提升至+1270.9m，将端帮巷长度缩短至180m，同时便于矿坑破碎站的布置。将南帮1290平盘边界进行调整，将1290、1305平盘宽度缩小，4煤端帮巷随之向南侧缩短38m，增加了露煤量18万t，缩短巷道长度，加快了4煤端帮巷与矿坑的贯通进程。4、保密要点无5、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较1）平朔矿区巷道运煤系统在我国露天矿山属于首次使用，是露天采矿的一种新工艺、新技术，东露天矿端帮巷道贯通方案优化设计是根据东露天地质情况、建设情况而实施的技术攻关项目。国内外对于巷道断面形状根据需求、地质状况的不同有了较为深入的研究，该项目的研究内容是根据东露天矿的实际问题，综合考虑需求、地质状况、边坡稳定、设备能力等情况，优化各开采参数、开采程序，应用切合实际的新技术，设计运煤巷道提前顺利贯通方案。研究内容都是国内外较为先进的理论课题，研究结果对于巷道运煤半连续系统成熟应用具有较高的理论实用价值。 2）锚网索桁架耦合支护技术在我国的应用始于20世纪90年代初，现已在一些矿区广泛应用。锚杆锚索桁架结构简单、安装方便、节约钢材、降低成本，适用于顶板较破碎的大断面巷道和悬顶面积较大的巷道交叉点及复合顶板巷道中，具有良好应用价值。东露天矿应用简易锚网索桁架耦合支护技术是根据4煤1#端帮巷顶板岩性及施工条件，做出的优化设计方案。3）锚、网、索、U型棚、喷浆巷道支护技术在国内外都有较成熟的发展，而联合支护技术在不同地质条件、不同矿区、不同巷道有不同形式的应用。东露天矿掘进巷道顶板逐渐见煤后，支护方式采用“锚、网、索、U型棚、喷浆”联合支护。综合运用各支护方式的优点，实现了刚柔并举的支护思路，切实解决了生产中的实际问题。所涉及的支护技术都是国内外较为先进的技术，是各种新技术在特殊地质条件下的综合应用。6、应用情况1）简易锚网索桁架支护技术可解决复合顶板和近距离煤层巷道的支护难题。该项支护技术施工简便、断面利用率高、工期短、费用低，东露天矿在4煤1#端帮巷采用简易锚网索桁架支护方式后，充分发挥了顶板的自承能力，巷道顶板得到有效控制，安全得到保障。而且比工字钢棚每米节约费用近3000元，经济效果显著。同时，平朔矿区4煤、9煤及11煤的巷道施工可采用该项技术进行巷道施工支护，在平朔矿区具有良好的推广价值。2）通过锚网支护，首先对揭煤围岩实施主动承载，在锚网支护的作用下，在巷道围岩四周首先形成一个主动承载圈，有效控制了围岩的深度变形，使巷道围岩基本趋于稳定。在此基础上，通过U型棚支护实现被动承压，进一步控制围岩的稳定。平朔东露天建设项目部4#煤运输通道“锚、网、索、U型棚、喷浆”应用30m。通过应用后的巷道变形情况观测，该段巷道至今无明显的变形，能够满足巷道的使用要求。实践证明，该支护技术在大厚度煤层的托煤施工中具有较好的支护效果，能够满足揭煤巷道的穿层施工支护要求。该支护较单一的U型棚支护增加1次性施工费用为1800元/m左右 ，年返修1次需增加施工费用4500元/m左右，综合计算每米巷道年节省施工费用为2700元/m，按该巷道30m计算，年创经济效益可达8.1万元。3）东露天矿端帮巷道贯通优化设计方案在巷道掘进施工过程中成功应用，将原设计的拱形断面改为矩形断面，巷道坡度出口标高由+1262.3m抬高到+1270.9m，使端帮巷长度缩短至180m；同时原设计的拱形棚改为矿用11#工字钢梯形棚，共架81架，比原设计节省很多施工时间；将南帮1290平盘边界进行调整，将1290、1305平盘宽度进行优化，4煤端帮巷缩短38m，增加了露煤量18万t。2011年8月11号，东露天矿4#煤端帮巷道与矿坑顺利贯通。方案的实施不仅缩短了巷道的施工时间，而且缩短了巷道长度，减少了掘进及设备成本约95万元，同时增加了矿坑的露煤量，新增利润1440万元，并获得了巨大的经济效益和社会效益。7.经济效益 单位：万元人民币项目总投资额回收期（年）年份栏目新增利润新增税收创收外汇（美元）节支总额各栏目计算依据：1、桁架耦合支护代替架棚支护：矿用11#工字钢每套约4800元，7.3米锚索每根400元，14#槽钢1000元，该项支护长30米，节约费用9万元。2、斜井穿层架棚施工：该支护较单一的U型棚支护增加1次性施工费用为1800元/m左右 ，年返修1次需增加施工费用4500元/m左右，综合计算每米巷道年节省施工费用为2700元/m，按该巷道30m计算，年创经济效益可达8.1万元。3、巷道优化设计：露煤量增加18万t，直接经济利润18×80=1440万元；巷道减少38m，减少掘进投资38×1.5=57万元；减少设备费用：38万元；拱形棚改为矿用11#工字钢梯形棚，节省费用8万元。总计经济利润约为1552万元。8、社会效益：在以往复合顶板、近距离煤层复杂地质条件下，局部漏顶事故常有发生，造成了严重的安全隐患和经济损失，重复架棚支护增大了人工和材料费用，巷道利用率低，而采用简易锚网索桁架支护方式后，充分发挥了顶板的自承能力，巷道顶板得到有效控制，安全得到保障。 “锚、网、索、U型棚、喷浆”支护技术在斜井穿层巷道中的应用研究是根据东露天矿原煤输运通道掘进巷道顶板逐渐见煤后，传统的采用U型棚架棚或工字钢架棚支护由于其支护强度低、支护状态被动，随着时间的推移，支护结构往往遭到破坏，不能满足使用要求，造成1次或多次返修，且返修工作困难这种实际困难进行的支护方式改造。项目对施工区域地质条件、各种支护方式进行分析，从而取各支护方式优点，得出“锚、网、索、U型棚、喷浆”联合支护方案，该支护方案的实施在很大程度上解决了以往支护的弊病,实现了刚柔并举的支护思路。该项技术在东露天矿应用后，虽然一次性施工费用有所增加，但该技术支护后的巷道基本不用维修，节约了维修费用，同时提高了巷道的安全性，切实解决了生产中的实际问题，值得在今后平朔矿区穿层巷道支护工程中推广使用，使用意义较大。东露天矿4煤1#端帮巷是该矿第一条端帮巷，是连接矿坑与选煤厂的重要运煤通道，东露天矿端帮巷道贯通方案优化设计，缩短了东露天矿原煤巷道与矿坑贯通距离，提前了巷道的贯通时间，完成了东露天矿一项重大建设任务，该巷的快速、安全施工为设备安装赢得了时间，为东露天矿“9.30”原煤运输系统带煤运转目标奠定基础。四、本项目曾获科技奖励情况获奖时间获奖名称奖励等级授奖部门（单位）五、申请、获得专利情况表国别申请号专利号项目名称六、主要完成人情况表第1完成人姓名郑亮性别男民族汉出生地山西省忻州市出生年月年 月党派中共党员工作单位平朔东露天矿项目部联系电话03492204111通讯地址及邮政编码平朔东露天矿建设项目部 036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校山西矿业学院文化程度研究生学位学士职务、职称项目部经理 高级工程师专业、专长工程毕业时间1993.7曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至今主要学术（技术）贡献 在巷道施工中勘测顶板岩性、厚度，提出简易简易锚网索桁架耦合支护技术方案，优化锚索长度及钻孔角度，使支护效果达到最优。在斜井穿层施工中提出采用“锚、网、索、U型棚、喷浆”联合支护方案，指导实施。在巷道贯通设计中负责项目的总体规划提出了巷道贯通的技术方案。本人签名： 年 月 日六、主要完成人情况表第2完成人姓名吴吉南性别男民族汉出生地湖北黄陂出生年月1966年8月党派共产党工作单位平朔公司总工办联系电话通讯地址及邮政编码中煤平朔煤业有限责任公司 036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校湘潭矿业学院文化程度研究生学位硕士职务、职称高级工程师专业、专长安全工程采矿工程毕业时间1990.6曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至今主要学术（技术）贡献 在巷道施工中勘测顶板岩性、厚度，提出简易简易锚网索桁架耦合支护技术方案，优化锚索长度及钻孔角度，使支护效果达到最优。在斜井穿层施工中提出采用“锚、网、索、U型棚、喷浆”联合支护方案，指导实施。在巷道贯通设计中负责项目的总体规划提出了巷道贯通的技术方案。本人签名： 年 月 日六、主要完成人情况表第3完成人姓名茹进刚性别男民族汉出生地山西省临漪县出生年月1963年3月党派中共党员工作单位平朔东露天矿联系电话2204200通讯地址及邮政编码山西朔州中煤平朔东露天矿，036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校阜新矿业学院文化程度本科学位学士职务、职称项目部党委书记高工专业、专长电气自动化毕业时间1986曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自2011年4月1日至2011年8月3日主要学术技术贡献负责项目方案技术指导。本人签名： 2012年3月12日六、主要完成人情况表第4完成人姓名任利明性别男民族汉出生地山西大同出生年月1963年9月党派中共党员工作单位中煤平朔煤业有限责任公司联系电话2204200通讯地址及邮政编码山西省朔州市中煤平朔煤业有限责任公司036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校中国矿业大学文化程度本科学位学士职务、职称东露天党委书记高级工专业、专长露天采矿毕业时间1987.7曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自2011年4月1日至2011年8月3日主要学术技术贡献负责项目方案技术指导。本人签名： 2012年3月12日六、主要完成人情况表第5完成人姓名周剑性别男民族汉出生地内蒙古出生年月1970年8月党派共产党工作单位井东煤业公司联系电话13934938560通讯地址及邮政编码 家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校山西矿院文化程度大学本科学位学士职务、职称高工专业、专长采矿工程毕业时间1992.7曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至今主要学术（技术）贡献 现场施工技术指导。本人签名： 年 月 日 六、主要完成人情况表第6完成人姓名张有性别男民族汉出生地 山西阳高出生年月1970年8月党派共产党工作单位井工一矿 联系电话13934939331 通讯地址及邮政编码 家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校 中北大学文化程度本科 学位学士职务、职称工程师专业、专长电气工程自动化 毕业时间1992.7 曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至今主要学术（技术）贡献 现场施工技术指导。本人签名： 年 月 日六、主要完成人情况表第7完成人姓名高福全性别男民族汉出生地陕西横山出生年月1983年11月党派共产党工作单位平朔公司生产技术部联系电话通讯地址及邮政编码平朔东露天矿建设项目部 036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校华北科技学院文化程度大学本科学位学士职务、职称助理工程师专业、专长采矿工程毕业时间2005.6曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至2012年9月主要学术（技术）贡献现场施工技术指导。本人签名： 年 月 日六、主要完成人情况表第8完成人姓名蔡光琪性别男民族汉出生地山西省夏县出生年月1977年8月党派中共党员工作单位平朔东露天矿联系电话2204066通讯地址及邮政编码山西朔州中煤平朔东露天矿，036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校中国矿业大学文化程度本科学位学士职务、职称总工程师高工专业、专长露天采矿毕业时间2000.7曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自 2011 年 7月 27 日 至今主要学术（技术）贡献 负责项目的总体规划实施。本人签名： 年 月 日六、主要完成人情况表第9完成人姓 名常永刚性 别男民族汉出 生 地河南省漯河市出生日期1976年5月党 派中共党员工作单位山西平朔东露天煤矿联系电话0349-2204199通讯地址及邮政编码山西省朔州市平朔东露天煤矿 036006家庭住址山西朔州市平朔生活区住宅电话电子信箱cygmail163.com毕业学校中国矿业大学文化程度硕士研究生学 位工学硕士职务、职称生产矿长、高级工程师 专业、专长露天开采毕业时间1999年曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自2011年7月17日至2011年9月30日主要学术技术贡献负责项目现场技术指导。本人签名： 2012年3月12日六、主要完成人情况表第10完成人姓名马海渊性别男民族汉出生地山西省朔州市出生年月1974年5月党派中共党员工作单位平朔东露天矿项目部联系电话03492204139通讯地址及邮政编码山西省朔州市中煤平朔煤业有限责任公司东露天矿；036006家庭住址住宅电话电子邮箱毕业学校中国矿业大学文化程度本科学位学士职务、职称项目部安全矿长工程师专业、专长采矿工程毕业时间1997.7曾获奖励及荣誉称号情况参加本项目的起止时间自2011年7月10日至2011年8月3日主要学术技术贡献负责项目现场技术指导。本人签名： 2012年3月12日主要完成人情况表第11完成人姓名张国强性别男民族汉出生地山西省大同市出生年月1978年11月党派共产党工作单位东露天矿建设项目部联系电话15934493321通讯地址及邮政编码平朔东露天矿建设项目部 036006家庭住址朔州市开发区中元宝坻小区住宅电话电子邮箱A1978118163.com毕业学校中国矿