切顶卸压无煤柱自成巷技术110N00工法应用示范项目技术

切顶卸压无煤柱自成巷技术（110/N00工法）应用示范项目技术贵州省科学技术厅二○一八年十一月目录一、项目摘要............................................................1二、项目的意义和必要性........................................................................................................32.1项目的意义........................................................32.2项目的必要性......................................................52.3项目需求及推广性分析..............................................7三、国内现有工作基础............................................................................................................93.1国内现状和技术发展趋势............................................93.2项目现有研究基础.................................................233.3项目团队情况.....................................................303.4工程项目进展与经费落实情况.......................................453.5项目承担单位平台基础条件.........................................46四、项目总体布局..................................................................................................................484.1项目总体目标.....................................................484.2实施年限.........................................................484.3年度计划安排与阶段目标...........................................484.4具体考核指标.....................................................49五、课题设置方案..................................................................................................................505.1课题一：切顶卸压无煤柱自成巷关键技术适用性研究...................505.3课题二：110/N00工法应用下的矿井瓦斯治理成套技术研究..............525.3课题三：N00工法成套技术研究......................................535.4课题四：110/N00工法应用示范及推广................................55六、项目涉及的行业共性（公益）技术分析，技术路线、技术方案.............................566.1行业共性（公益技术）..............................................566.2技术路线、技术方案................................................57七、知识产权和技术标准现状和预期分析..........................................................................59八、项目总投资预算，资金筹措方案，配套资金落实措施.............................................608.1项目总投资预算...................................................608.2资金筹措方案及配套资金落实措施...................................618.3经费预算详细说明.................................................61九、项目预期成果效益分析..................................................................................................659.1经济、社会效益分析...............................................659.2推广应用与产业化前景.............................................65十、管理机制..........................................................................................................................66十一、项目的风险分析..........................................................................................................67十二、其他需要说明的事项.....................................................................错误!未定义书签。十三、有关附件.........................................................................................错误!未定义书签。1一、项目摘要煤炭是我国的主体能源，煤炭工业也是关系我国经济命脉和能源安全的重要基础产业。中国今后三十年内能源结构以煤为主导的格局难以改变，至2050年，煤炭在能源中的比重仍要占到50%左右，煤炭在国民经济发展中起着举足轻重的作用。我国煤炭资源大部分采用井工开采方式，长壁采煤法是使用最普遍的井工采煤方法。近百年来，我国煤炭生产体系一直以“121工法”为主。但是“121工法”存在回采率低、资源浪费；巷道掘进量大，成本居高不下；采掘失调问题突出；开采事故多发，安全形势严峻等重大问题。为解决上述问题必须从根本上改变传统采煤方法与工艺，何满潮院士等早在2011年便正式提出“切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术工艺”，即110工法，并在此基础之上进一步提出N00工法，被写入《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（国发﹝2016﹞7号）和《中国制造2025—能源装备实施方案》。无煤柱自成巷技术体系已在全国60多个矿井成功应用，试验了30万多米巷道，取得经济效益近百亿，经济和社会效益显著。贵州省为产煤大省，煤炭资源丰富、煤矿数量众多，仅进行了无煤柱自成巷开采技术（110/N00工法）初步尝试，尚未形成应用示范及推广。本次拟在毕节市内开展无煤柱自成巷开采技术（110/N00工法）应用示范项目研究工作，即通过毕节市政府所属国有企业牵头承担项目研究并推广，实现研究成果大规模转化和普及，形成“公司研究推广项目、项目造就公司”的创新性项目研究推广模式。本项目主要通过引进无煤柱自成巷开采技术（110/N00工法），结合区域内煤层开采技术条件，开展无煤柱自成巷开采技术（110/N00工法）应用的关键技术适用性研究及瓦斯治理技术研究，建成110/N00工法应用示范矿井，从而推广无煤柱自成巷开采技术（110/N00工法），达到推动毕节市乃2至贵州省煤炭产业转型升级、提质增效的目的。根据项目总体布局及课题设置，主要研究内容分解为4个课题，开展以下研究内容：（1）切顶卸压无煤柱自成巷关键技术适用性研究针对毕节市煤层赋存瓦斯高、顶底板条件复杂、岩溶水极其丰富、煤层分层多且层间距较近等条件，开展既有110/N00工法切顶卸压无煤柱自成巷关键技术的适用性研究。（2）110/N00工法应用下的矿井瓦斯治理成套技术研究在应用110/N00工法的基础上，结合矿井实际开展矿井瓦斯灾害防治技术研究，保障矿井的安全生产，最终形成一套基于110/N00工法应用的瓦斯治理成套技术。（3）N00工法成套技术研究开展实体煤侧弧形帮成巷的N00采煤机、N00刮板输送机和N00支架系统之间的“三机配套”技术研究；开展采空区侧碎石帮成巷的N00锚索钻机、N00切缝装备和N00支架系统之间的“四机配套”技术研究。（4）110/N00工法应用示范及推广在毕节市众一金彩黔、大西南、中城能源等煤矿集团公司选择有条件的矿井实现110/N00工法在毕节市井下煤矿成功应用，推广110工法实施，陆续建成一批110工法示范应用矿井，建成一个N00工法示范矿井，打造110/N00工法示范及创新研究基地。通过本项目的实施，建成一批110/N00工法应用示范矿井，取得一批研究成果：（1）2019年～2022年建成110工法应用示范矿井6个，N00工法应用示范矿井1个；搭建产、学、研研究机制，建成一所110/N00工法应用及创新研究院。（2）降低煤矿回采巷道掘进量50%，提高矿井采掘比；提高采区采出3率10%以上，回采工作面经济效益提高10%以上。提高应用示范矿井产量31.95万吨/年，增加经济收益1.92亿元，少掘进巷道（煤巷）约8000余米，节省巷道掘进费用0.32亿元。（3）提交项目研究课题成果报告4份；发表论文12～19篇；形成企业技术标准4项。通过整合政府、科研院所、企业资源，采用公司市场化运作的新模式，推动科技专项成果转化利用。最终实现推进第三次矿业科学技术变革，推动毕节市乃至贵州煤炭产业转型升级、提质增效的总体目标。二、项目的意义和必要性2.1项目的意义我国煤炭资源储量丰富，截至2016底，中国已探明的可采煤炭储量达到2440.1亿吨，占世界煤炭总储量的21.4%。近年来，随着我国国民经济的快速持续发展，对煤炭需求量呈现稳中有增的发展趋势，煤炭产量一直保持着快速的增长，2017年我国煤炭产量为34.45亿吨，约占一次能源生产总量的61.9%，煤炭消费占一次能源消费的比重为60.4%，煤炭在国民经济发展中起着举足轻重的作用。我国煤炭资源大部分采用井工开采方式，长壁采煤法是使用最普遍的井工采煤方法。根据回采一个工作面是否需要留设煤柱以及留设煤柱的大小，长壁采煤法可分为长壁开采121（大煤柱）工法、长壁开采121（小煤柱）工法、长壁开采111工法以及长壁开采110/N00（无煤柱）工法等。前两种工法回采一个工作面均需留设煤柱，同时需要在回采工作面两端分别掘进两条巷道，因此均属于长壁开采121工法，或简称121工法。长壁开采111工法即充填留巷采煤法，随工作面回采推进，利用巷旁充填混凝土砌块、矸石带以及高水材料、膏体材料等手段，沿采空区边缘维护保留原回采巷道，从而取消护巷煤柱，作为下区段工作面沿空回采巷道使用，属于“无4煤有柱”开采方式。相比较于111工法，110工法实现了真正意义上的“无煤无柱”，而N00工法则是一种更为先进的采煤工法，工作面无需提前掘进巷道，巷道通过采煤机采出并通