礦井設計施工組織設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 自60年代法國率先研制節式放頂煤支架開采特厚煤層取得成功以來，70年代法國、英國、匈牙利、原聯幫德國、前蘇聯等國家又先后研制出插板式、開天窗式、后開門式放頂煤液壓支架，使厚煤層、特厚煤層采煤工藝有了新的突破，產量和效率不斷提高。我國綜采放頂煤開采開始于1982年，由鄭州煤礦機械廠、煤炭科學總院北京開采所、沈陽煤研所共同研制的FY40014/28中位放頂煤支架在沈陽蒲河礦安裝試驗。20年來得到了迅速的發展，截止到1993年，綜采放頂煤已經在13個省的26個礦務局59個工作面使用。目前有些綜放工作面年產量已超500萬t，效率近400t/工。我國已經成為世界上綜采放頂煤開采技術發展最快，擁有放頂煤液壓支架數量最多的國家。實踐說明，在厚及特厚煤層中，采用放頂煤開采較分層開采具有明顯的優越性，主要有：煤層掘進量小，掘進費用低，緩和了采掘關系；減少了搬家倒面次數，節省了綜采設備搬遷，安裝的工作量和費用；較分層開采對煤層厚度變化、地質構造適應性強，且減少了鋪網工序、材料、工資及巷道維護等費用；工作面處在減壓帶，降低了液壓支架噸位和支護成本；減少了設備的運行費，特別是采煤機，相對減少了噸煤設備折舊費或租賃費；頂煤利用礦壓落煤，裝煤，變不利因素為有利因素，減少了噸煤電耗；有利于礦井的集中控制、實現減面，減人、提高工效的目標；提高勞動生產率，降低成本，比一般回采工效提高25倍，經濟效益十分顯著，噸煤成本一般降低820元。基于上述原因，至1992年上半年，我國放頂煤支架已發展到32個品種，占世界總數的三分之二。當然放頂煤開采也有急待解決的問題，主要是：煤塵大，比分層開采高出13倍，甚至更高；回采率偏低，一般在80—85%，造成一定的煤炭損失；自燃發火問題較分層開采嚴重；高瓦斯礦井，瓦斯涌出量大，有局部積聚的危險。正因為這種采煤方法具有上述明顯優點，所以這種對開采厚煤層行之有效的技術，尤其是在20世紀90年代以來得到了突飛猛進的發展，并取得了非常顯著的效果。經統計，全國1996年度放頂煤綜采隊最高年產達350萬t，1997年度76個超百萬噸的綜采隊中，有22個采用放頂煤綜采，年產最高達410萬t，1999年度，采用放頂煤綜采工作面年產最高505萬t。詳見表662。山西陽泉、潞安礦區在厚煤層分層開采和放頂煤開采中，經過較長時間的實踐和探索，初步得出了放頂煤開采法優于分層開采法的經驗，并在集團所屬各礦普遍推廣放頂煤采煤法。各礦兩種開采方法的經濟比較結果見表63。表61 1997年我國年產超過200萬t綜采隊基本情況(按產量排序) 序號局、礦、隊采煤方法采高(m)原煤產量(t)效率(t/工)1兗州礦業公司東灘礦綜采二隊綜放41018082兗州礦業公司南屯礦綜采隊綜放34686803新集礦業公司新集礦綜采隊綜放31958004兗州礦業公司興隆莊礦綜采一隊綜放 30112885兗州礦業公司鮑店礦綜采一隊綜放26348886鐵法局曉南礦綜采一隊綜放22499517潞安局王莊礦綜采二隊綜放22363088鐵法局大隆礦綜采隊綜放22055689潞安局漳村礦綜采隊綜放216811810潞安局王莊礦綜采一隊綜放205339311邢臺局東龐礦綜采隊綜放201771712平頂山礦業公司六礦綜采一隊綜放2000200表62 1999年度綜采創200萬t水平采煤隊生產情況(按產量排序) 序號局、礦、隊采煤方法采高(m)原煤產量(t)工作面效率(t/工)1兗州東灘礦綜采隊綜放50578612神東大柳塔礦綜采隊綜放40580003兗州興隆莊礦綜采一隊綜放40021984兗州鮑店礦綜采二隊綜放 35056805兗州南屯礦綜采隊綜放30016806新集新集一礦綜采隊綜放29701767兗州濟寧二礦綜采一隊綜放28300008神東補連塔礦綜采隊綜放26570009邢臺東龐礦綜采隊綜放224081010潞安王莊礦綜采二隊綜放211776811潞安漳村礦綜采隊綜放210096012鐵法大隆礦綜采隊綜放205557313鐵法曉南礦綜采隊綜放204725414潞安常村礦綜采一隊綜放203681915潞安王莊礦綜有一隊綜放213610516兗州興隆莊礦綜采二隊綜放2001685表63 經濟比較結果一覽表 項目分層開采放頂煤開采礦名單位(萬t/月)1018潞安五陽礦陽泉一礦陽泉四礦回采工效(t/工)潞安五陽礦39陽泉一礦陽泉四礦坑木消耗(m3/萬t)4潞安五陽礦陽泉一礦陽泉四礦掘進率(m/萬t或%)12040平頂山一礦100%50%潞安五陽礦鋪網成本(元/t)0陽泉礦業集團相對噸煤成本(萬/t)10120陽泉礦業集團相對電耗(kWh/t)0陽泉礦業集團相對出塊率(%)0+陽泉礦業集團0+潞安五陽礦1989年3月，王莊礦開始試驗高位放頂煤綜采工藝，經過5年的開采實踐，取得很大成功，工作面最高月產突破31萬t，最高年產達到253萬t，工作面回采率達到85%以上。王莊礦6112工作面主要技術經濟指標見表64。在潞安和陽泉礦區進行的新型高效放頂煤液壓支架的工業試驗表明：高位、中位、低位放頂煤液壓支架的回采率依次遞增。新型反向四連桿式低位放頂煤支架已于1996年7月至12月在陽泉煤業集團—礦8702工作面安裝運行，%。低位放頂煤支架是目前使用效果較好的架型，潞安、袞州礦區用低位小插板式放頂煤支架，創造了高產高效紀錄。表64 王莊礦6112工作面主要經濟技術指標名稱指標名稱指標名稱指標工作面長度180工作面回采率(%)最高月產(萬t/月)工作面推進度(m)1975采區回采率(%)平均日產(t/d)6973煤層厚度(m)直接工效(t/工)最高月推進度(m/月)煤層傾角(176。)57回采工效(t/工)平均日推進度(m/d)煤層硬度(f)工作面單產(萬t/月)最高日產(t/d)14368煤技術的新突破，變分兩層或三層開采為一次采全厚的綜放開采，使難產低產煤層變為高產煤層，把合理集中生產提高到新水平。由此可見，綜放開采是在國產綜采裝備日趨完善基礎上，對厚及特厚煤層分層綜采技術的發展。原煤炭部煤基字(1996)第214號文頒布的《煤炭工程設計暫行規定》第十五條指出：“緩傾斜厚及特厚煤層或急傾斜特厚煤層，條件適宜并安全有保障時，可采用綜合機械化放頂煤采煤法。”綜采放頂煤已于1992年被潞安礦業集團列為綜合機械化開采的主要技術手段，80%以上工作面采用這種采煤工藝，放頂煤開采已成為潞安礦業集團的主導采煤方法。近年來綜采放頂煤技術在“兩硬特厚”煤層中也取得了成功，如本礦區附近的大同忻州窯礦。綜上所述，分層開采，綜采放頂煤，二種采煤方法各有優缺點，各有其適用的條件，其中包括礦井生產能力在內。（三）頂煤層可放性：頂煤層的可放性由煤的賦存條件、力學性質、層理發育狀況及夾矸層特征等各項開采技術條件綜合確定：1．煤層厚度：一次采放全高以510m為宜，最大不超過12m。，厚度在放頂煤開采范圍之內。2．煤層傾角：本井田煤層傾角210176。＜15176。，符合綜放開采條件。3．煤層硬度和節理：本井田煤層硬度系數23。據建設單位生產資料，煤塊小于150mm占80%左右，說明節理裂隙發育，有利于綜放。4．煤層結構：，多為炭質泥巖，主要是考慮其強度不能影響頂煤冒落。，但均在煤層上部。對綜放開采影響不大。5．自燃發火期：根據地質報告資料，本礦41號煤層井下自燃發火期最短為68個月，大于3個月，在綜放條件之內。6．頂底板巖性：本礦41號煤層頂板為中砂巖。本區長壁開采經驗數據，據煤層頂板賦存條件和力學性質計算初次來壓和周期來壓步距為2334m和1014m，屬可冒落頂板。煤層底板為細砂巖、泥巖抗壓強度一般為3538MPa。也在綜放條件之內。7．埋深：41煤層賦存深度142291m，大于100m，在綜采放頂煤開采法范圍之內。據以上分析，結合大同忻州窯礦“兩硬特厚”煤層綜采放頂煤技術成功的經驗，本礦41號煤層選用綜采放頂煤采煤法。，采用分層綜采放頂煤采煤法。，。其余鉆孔見煤厚均在4m以下。所以，南北部11號煤采用綜機一次采全高采煤法。中部T50鉆孔附近，上部和下部煤厚小于3m，采用綜機一次采全高采煤法。，采用綜采放頂煤采煤法。（四）采放比：，，采放比1:。符合規程規定。 41煤層回采工作面采煤工藝及設備選型投產工作面采用MG200/475W型雙滾筒采煤機落煤，前后兩部同型號刮板輸送機運煤，ZFS6200/18/35液壓支架支護，頂板自然挎落的回采工藝。采、裝、運、支工序全部機械化。（一)機械配備1．回采工作面綜采系統設計原則（1）機械設備的選擇要滿足技術先進，生產可靠，提高綜采設備的開機率，達到高產高效。各設備之間要相互配套，保證各工序暢通，增加運輸環節的緩沖能力，以達到采、運平衡，最大限度地發揮綜采優勢。（2）為綜采工作面創造連續開采的條件，減少搬家次數。并盡量做到快速搬家，增加大巷特別是順槽巷的斷面。采用錨噴和樹脂錨桿支護，提高掘進速度，保證采、掘銜接。 （3）輔助運輸系統，要簡單，環節少，保證采、掘工作的需要。2．回采工作面主要設備選型（1）采煤機。根據目前國內設備情況，以及地方同類型礦井目前采煤機使用情況(忻州窯礦MXA600)，為滿足高產高效要求，確定放頂煤工作面選用MG200475W型采煤機，其主要技術參數見表415。經計算，放頂煤工作面能力約為600t/h，在采煤機后配套刮板機，轉載機，順槽可伸縮膠帶輸送機等運輸設備選型時，考慮了同類型生產礦井實際使用情況和計算能力兩方面因素，并遵循《綜采綜掘高檔普采設備選型配套圖集》中“運煤系統的能力外部要大于采面20%為宜”的原則。表65 采煤機技術特征表 型 號最大開采高度(mm)電機功率(kw)電壓滾筒直徑(m/個)截 深(mm)牽引型式機面高度(mm)重量(t)MG200/475W180035004751140630液壓、雙牽引、無鏈95033/電機型號 YBCS42002，YBPS754。（2）工作面可彎曲刮板輸送機工作面刮板輸送機選型需滿足三個方面要求：一是運輸能力與采煤機生產能力相適應，采煤機生產能力主要受支護移架速度的限制，根據了解，能夠滿足采煤機高效割煤的要求。Q=60VMBrn=60=式中：Q——采煤機小時割煤量，t/h。V——采煤機牽引速度。M——煤層截割厚度。B——截深。r——煤的容重。n——有效截割系數。二是外型尺寸和牽引方式與采煤機械匹配。三是運輸機長度與工作面長度相一致。在放頂煤支架的前后方共有2臺刮板輸送機，其中前部的刮板輸送機作為采煤機的行走導軌，及運送采煤機開采出來的煤炭之用，考慮上述因素和維修管理方便，前部和后部運輸機均選用SGZ764/320型可彎曲刮板輸送機其主要技術參數見表66。表66 刮板輸送機技術特征表 型號鋪設長度(m)輸送能力(t/h)刮板鏈速(m/s)中部槽(長寬高)(mm)電機功率(kW)電壓等級(V)備注SGZ764/320150700150076422021601140/660（3）順槽可伸縮膠帶輸送機順槽膠帶輸送機要與工作面推進長度相適應，鋪設長度在1000m，小時運量應與工作面生產能力相匹配，工作面生產能力按Q=，取輸送機帶速V=2m/s，則：B=[Q/(KVrc)]1/2=[(4001)] 1/2= 式中：B——膠帶寬度，m。K——貨載截面系數，β=25176。時，k=400；R——貨載散集容重。C——輸送機傾角系統α=010176。時，C=1。根據計算選用SSJ1000可伸縮膠帶輸送機，主要技術參數見表67。表67 可伸縮膠帶輸送機技術特征表 型號輸送能力(t/h)輸送長度(m/s)帶速(m/s)帶寬(mm)電機功率(KW)電壓等級(V)備注SDJ150630100021000752660/1140（4）順槽轉載機和破碎機順槽轉載機的轉載能力要與工作面的生產能力相適應，并要求與工作面刮板輸送機和順槽可伸縮膠帶輸送機相配套，為此選用SZZ830/200W型刮板轉載機(忻州窯礦為SZZ800/220)，其主要技術參數見表68。