青菜溝可行性研究報告-wenkub

　

【正文】 溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 7 頁 1） 棲霞組和茅口組（ P1q+m）：下部為深灰色中至厚層泥晶灰?guī)r、燧石灰?guī)r；上部為灰至淺灰色厚層及塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r。最高海拔標(biāo)高 + m，最低海拔標(biāo)高 + m，最大高差 m，全區(qū)地形主要為斜坡、沖溝、陡巖。 第三節(jié) 項目建設(shè)的可行性 一、礦井地理位置 青菜溝 煤礦位于甕安縣東北方向，距甕安縣直線距離 11km，距草塘鎮(zhèn)約 8km，屬甕安縣草塘鎮(zhèn)，業(yè)務(wù)隸屬甕安縣煤炭工業(yè)局管轄。為此，近年來在煤礦積極推廣下，取得明顯的支護(hù)效果。 2020 年貴州省煤礦各類事故種，頂板事故發(fā)生次數(shù)所占比例很大，約為 %。隨著礦井服務(wù)年限的延長，維修量逐年增加，且隨著開采深度的增加，巷道圍巖壓力越來越大，木支護(hù)巷道斷面越來越小，嚴(yán)重影響礦井通風(fēng)和運(yùn)輸，制約了礦井產(chǎn)量，安全工作也受到制約與威脅。 無論是采場支架“給定荷載”和“給定變形量”工作狀態(tài)，它既要求支架有一定的支撐能力，既能承受直接頂離 層巖石的“給定載荷”，并防止頂板來壓時工作面切頂；又要要求支架有一定的可縮性，適應(yīng)老頂破壞沉陷時的“給定變形”，木支柱、剛性支柱、金屬磨擦支柱都不能完全滿足這些要求，單體液壓支柱則是實現(xiàn)了既有一定的承載能力，有能保證在一定承載能力下有一定可縮性的先進(jìn)的支護(hù)方法。 直接頂厚度按 1??? KPMh 計算， M 為煤層采高， KP 為直接頂巖層的碎脹系數(shù)。但礦井支護(hù)技術(shù)落后，回采工作面基本采用木支柱，安全狀況不佳，嚴(yán)重制約礦井的生產(chǎn)能力的提高，迫切需要進(jìn)行回采工作面支護(hù)的改革。 第二節(jié) 項目建設(shè)的必要性 青菜溝 煤礦位于甕安縣正西方向，距甕安縣直線距離 9km；屬甕安縣草塘鎮(zhèn)，隸屬甕安縣煤炭工業(yè)局管轄。但是，煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力較小，回采工藝和回采工作面支護(hù)含量較低，制約了煤礦的發(fā)展。 表 211 貴州省分行業(yè)煤炭消費現(xiàn)狀及預(yù)測表 單位：萬 t 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 3 頁 煤炭消費量 1999 年 2020 年 2020 年 8450 9150 原煤 洗煤 焦炭 電力行業(yè) 5450 6050 建材行業(yè) 700 750 冶金行業(yè) 550 600 化工行業(yè) 650 750 城鄉(xiāng)生活用煤 0 0 400 300 其他 700 700 損失量 42 與此同時，貴州省地方中小型煤礦仍在大量使用木支護(hù)進(jìn)行工作面支護(hù)，嚴(yán)重制約了中小型煤礦的發(fā)展，安全狀況亦不理想。據(jù)貴州省經(jīng)貿(mào)委提供的消息，今年貴州省電煤需求量約 4500 萬噸。 貴州磷、煤、鋁、鐵等礦產(chǎn)資源豐富，以電力為依托發(fā)展優(yōu)勢原材料產(chǎn)業(yè)具有得天獨厚的優(yōu)勢。 青菜溝 煤礦現(xiàn)有回采工作面采用木支護(hù)，支護(hù)方式較為落后，安全狀況不好，迫切需要改變回采工作面支護(hù)方式。 ，煤種 為肥煤。礦井年設(shè)計生產(chǎn)能力 6 萬 t，設(shè)計主采煤層 1 層（為 D 煤層）。但是許多煤礦的采煤方法、回采工藝和支護(hù)的技術(shù)含量低，其采面多采用木柱和金屬摩擦支柱為主，巷道、采面頂板事故時有發(fā)生。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。建國以來，特別是進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著支護(hù)和防冒頂技術(shù)的深入發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的不斷使用，礦井支護(hù)技術(shù)取得了令人矚目的成就，技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化，獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 1 頁 前 言 我國是世界上采礦最早的國家之一。 但是隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對煤炭資源需求的增大，煤礦開采及建設(shè)速度的加快，也暴露出部分煤礦業(yè)主只追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視安全投入和技術(shù)投入的不足，從而帶來了一系列安全事故。 表一： 2020 年煤礦事故類別表 事故類別 起數(shù) 同比 (%) 占起數(shù) % 死亡人數(shù) 同比 (%) 占人數(shù) % 總 計 521 837 頂 板 288 332 瓦 斯 85 311 機(jī)電運(yùn)輸 102 103 水 害 21 65 其 它 25 26 30 貴州省甕安縣煤炭資源豐富。因此迫切需要進(jìn)行工作面、采面支護(hù)改革，積極創(chuàng)造條件推廣煤礦支護(hù)新技術(shù)，規(guī)范頂板安全管理，以杜絕頂板事故的發(fā)生。煤層傾角 15176。煤炭保有儲量 萬貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 2 頁 t，可采儲量 萬 t， 服務(wù)年限約 年。外注式液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)具有：初撐 力大，升阻快的特點，一般初撐力為 70— 100kN 以上，而木支柱僅為 5— 20kN，而且液壓支柱達(dá)到工作阻力的時間比木支柱快 2— 5 倍；恒阻承載波動小，工作可靠，單體液壓支柱一般為 5— 10%，木支柱為 40— 70%，因此，相同地質(zhì)條件下，液壓支柱工作面的頂板下沉量比木支柱工作面減少 50— 80%，減少了頂板的下沉離層，工作面的端面頂板破碎度減小，有效地控制了頂板；操作簡便，安全可靠的單體液壓支柱的支柱和回柱效率比木支柱高二倍（木料基本不回收），回柱可遠(yuǎn)距離操作，工傷事故成倍減小。然而 ，隨著新建火電機(jī)組大量投產(chǎn)，貴州煤炭產(chǎn)量的增長并未使省內(nèi)電煤供應(yīng)緊張局面得到緩解。在全省煤炭產(chǎn)需銜接會上，有關(guān)部門對省內(nèi)電廠發(fā)電 5500 小時（機(jī)組設(shè)計利用小時數(shù)）以內(nèi)的電煤需求量 3597 萬噸已下達(dá)了指導(dǎo)計劃。我國煤礦自上世紀(jì)九十年代開始推廣采煤工作面使用液壓支柱支護(hù)采場。 2020 年，全省煤礦發(fā)生的事故中，頂板事故占 %，頂板事故死亡人數(shù)仍為最多。礦區(qū)由 個拐點坐標(biāo)圈定。 一、支護(hù)改革的必要性 科學(xué)支護(hù)的需要 根據(jù)回采工作面頂板破壞、運(yùn)動規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，認(rèn)為采場支架有兩種特定的工作狀態(tài)，即“給定載荷”工作狀 態(tài)和“給定變形”工作狀態(tài)。 “給定變形量”（圖 2 所示），直接頂跨落后不能充填滿采空區(qū)時，老頂破壞后沉陷，壓于直 接頂之上，對于工作面有直接影響，但老頂?shù)目缏溆质怯邢薜?，前端在煤壁和支架上方，后端受冒落矸石的限制，并由前方未破壞老頂和后方已跨落老頂?shù)乃綌D壓形成平衡。 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 5 頁 圖1 工作面支架的給定載荷狀態(tài)圖1 工作面支架的給定變形工作狀態(tài) 根據(jù) 青菜溝 煤礦老系統(tǒng)及各巷道布置的層位及圍巖的穩(wěn)定狀況，礦井應(yīng)合理選擇支架類型，利用合理的施工工藝，選用合理的斷面形狀。 安全生產(chǎn)的需要 使用木材進(jìn)行采面支護(hù)為被動支護(hù)，只有當(dāng)巷道圍巖產(chǎn)生變形后，才能提供支撐力。頂板事故死亡人數(shù)仍為最多，占 %。 貴州省甕安縣草塘鎮(zhèn)青菜溝煤礦采面支護(hù)改革可行性研究 第 6 頁 環(huán)境保護(hù)的需要 根據(jù)貴州省六盤水市政府統(tǒng)計，采用木支護(hù)，煤礦每生產(chǎn) 1萬 t煤炭將消耗 80— 90m3坑木， 2020 年 — 2020 年消耗坑木 10 萬 m3/a，說明坑木消耗量非常大。礦山有簡易公路相通，交通較為方便（見交通位置示意圖 131）。 三、地質(zhì)構(gòu)造及煤層特征 地層 礦區(qū)區(qū)域地形有震旦系、二疊系、三疊系及零星分布的白堊系、老第三系和第四系，其中的寒武系和三疊系分布最廣，次為二疊系。厚度大于 150m。 第二段（ P2w2）：灰至灰色中至厚層燧石結(jié)核灰?guī)r，底部為層厚 4～ 10m 的深灰色中厚層生物灰?guī)r，本段厚 56～ 90m。 第一段（