精编版1200万ta综采工作面生产技术可行性研究报告代项目建议书文档格式.docx
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煤炭资源回收率较现有工作面提高22%,仅一个工作面可多出煤232.2万t;
工作面工效由518.5t/工提高到769.2/工,提高了48.35%;
工作面主要费用吨煤成本降低9.7%,吨煤降低成本1.53元,年生产成本节约1836万元;
工作面年生产能力增大了400万t,吨煤销售利润按60元计算,可增加利润2.4亿元人民币。
1报告研究的意义和内容
1.1国内外高产高效工作面技术概况
为考证国外高产高效大采高、长距离、自动化综采工作面发展情况,神东公司组团考察了德国DSK公司AugusteVictoria煤矿435米长的综采工作面,南非MATLA二矿6m大采高综采工作面,澳大利亚NEWLANDS矿自动化综采工作面的装备水平配套能力、工艺选择、劳动组织、安全管理、自动化程度、以及矿井系统能力的配套。
通过对三矿的考察,反映出神东矿区设备配套的局限性、单一性,国外大采高、长距离、自动化综采工作面的发展已经超过了神东矿区的水平。
国外高产高效综采工作面长度达到435m,最大采高已达6m,综采工作面实现了自动化控制。
在综采设备方面,采煤机装机功率超过2000kW,牵引速度平均为15-21m/min,生产能力达到75t/min。
同时,采煤机均装备了以微机为核心的电控系统,采用先进的信息处理和传感技术,对采煤机的运行工况及各种技术参数、信息进行采集、处理、显示、储存和传输,通过编程对采煤机牵引速度进行自我调节,对截割电动机的功率进行自我平衡,对机械故障进行自我查询诊断。
针对大采高综采工作面,在煤机上设了防片帮液压装置,对司机进行保护,针对工作面煤层倾角,采煤机滑靴采用液压可调式装置,由电脑进行控制,以适应综采工作面横纵向坡度要求。
液压支架工作阻力已达到10280kN,支撑高度达到6m,具备双向自动顺序和成组顺序控制,支架支护强度高,工作阻力大,稳定性好,大大减轻了工人的劳动强度,改善了生产条件。
刮板运输机长度已超过450m,通过改变运输机溜槽结构增大其使用寿命,链条技术取得了长足进步,运输机采用CST驱动和离合保护系统,装机功率已达到3×
1000kW,大幅度提高了输送能力和设备的可靠性。
工作面顺槽采用长距离、大功率、大运量可伸缩胶带输送机,多点驱动长度可达6000m,运输能力达到4000t/h。
采用CST软起动装置,实现了自动顺序开停机、全机分段通讯和紧急停机等技术。
工作面电气设备采用高电压、大容量的组合式自动调节控制开关,装备功能齐全的工况参数监控系统,移动变电站容量已超过6000kVA。
1.2研究1200万t/a综采工作面的意义
根据神东公司的发展规划,2005年全公司的生产能力将达到1亿t,到2010年将达到1.4亿t,2020年将达到2亿t。
神东公司建设高产高效矿井取得了重大突破,从根本上改变了煤炭行业低效率、低效益的局面,实现了由劳动密集型向资本密集型的转变,千万吨的矿井群初步形成,就神东公司的现状和发展而言,还有很大的潜力可挖,要突破2亿t产量,需要做大量的生产技术和装备方面的研究,来提高生产水平,实现规模经营。
神东矿区开采条件优越,地质构造简单,特别适合于大规模开采,现在开采的补连塔煤矿2-2煤,上湾煤矿1-2煤、2-2煤,即将开采的大柳塔、活鸡兔5-2煤以及西部矿区的煤层厚度均在6m以上,目前的装备水平开采特厚煤层一次性采全高资源浪费严重,而且给矿区后期防灭火留下了潜在的隐患。
以补连塔煤矿二盘区2-2煤32201综采工作面为例,该工作面煤层平均厚度6.5m,工作面使用采高为5m的液压支架,平均采高4.5m,工作面回采率仅为69.2%,如果使用6m采高的液压支架,平均采高5.5m,工作面回采率可达到84.6%,仅32201工作面可多采出煤炭102万t,如果补连塔新井田2-2煤全采用6m大采高支架回采,可多采出煤炭1.3亿t。
所以研究和发展大采高综采工作面已经迫在眉睫。
上湾煤矿是神东矿区第一个使用5.5m大采高综采设备的矿井,该工作面2003年10月份投产,2004年1~9月份平均月产95万t以上,已经达到年产1000万吨的水平,目前是神东矿区产量最大的综采工作面,上湾煤矿采用5.5m大采高综采设备的成功经验,除了和上湾煤矿强化管理有关外,还与合理的设备配套有很大的关系,由于采高的加大,设备功率的增加(采煤机功率1815KW,刮板运输机功率3×
700KW),实现了综采工作面产量的大幅度提高。
上湾煤矿5.5m大采高综采工作面设备的成功使用,是神东矿区综采设备向大采高迈进的一次重大突破,为今后神东矿区大采高综采工作面的发展提供了有力的依据。
研究大采高超长工作面的生产技术和装备水平,来提高回收率以取得高效率、高效益、低成本的经济效果,对神东公司可持续发展具有重要的价值。
另外根据国外同等条件矿井的大采高工作面情况来看,设备配套上采用世界先进的大采高综采工作面设备,取得了非常好的经济效益。
1200万t/a综采工作面生产技术代表了国内外煤矿生产技术最新的发展方向,它是矿井系统能力配套、工作面工艺合理选择、工序合理匹配、生产安全保障及科学管理等方面的综合结果,是矿井综合科技水平提高的具体体现。
以工作面设备合理配套及工艺参数优化为核心,将采场矿压控制,巷道支护及矿井运输等相关技术进行综合配套研究,将有力地推动煤矿集约化生产技术发展,通过进一步提高工作面单产,加快高产高效矿井建设,以更低成本迎接市场挑战,在激烈的市场竞争中求生存、求发展。
该报告的研究对神东矿区厚煤层的开采具有重要价值。
1.3主要研究的内容
(1)1200万t/a综采工作面技术参数确定;
(2)大采高综采工作面采场的矿压显现特点:
包括矿压显现规律、顶板破断运动规律、顶板破断运动对支架的作用、支架对围岩控制及支架工作阻力的确定;
(3)1200万t/a综采工作面设备选型及配套;
(4)1200万t/a综采工作面采煤方法;
(5)1200万t/a综采工作面其它相关技术;
(6)1200万t/a综采工作面经济效益分析。
2补连塔煤矿开采现状及条件
2.1井田境界及储量
1999年7月神东公司矿区总体规划对补连塔井田范围作了合理扩大。
将原井田西界接壤的呼和乌素井田全部(76.84km2)、尔林兔井田一部分(16.8km2)以及原井田南界接壤的上湾煤矿一部分(2.4km2)划归为补连塔煤矿井田范围。
扩大后补连塔新井田南北走向长6.31—14.4km,东西倾斜长6—14km,面积130.9km2,地质储量21.2亿t,工业储量20.6亿t,可采储量为13.5亿t,井田主要煤层可采储量情况见表2—1。
表2—1补连塔矿井田主要煤层可采储量表单位:
亿t
煤层编号
1-2
2-2
3-1
合计
原井田
1.3
2
1
4.3
新井田
4
6.5
3
13.5
2.2煤层赋存特征
补连塔井田地质构造简单,无大的断层和褶曲,煤层赋存条件优越。
主要可采煤层厚度大、倾角缓、层位稳定、储量丰富,煤层瓦斯含量低(0—0.19m3/t),矿井水文地质条件简单、涌水量小(150m3/h左右),煤层埋藏浅、顶底板较稳定,易于管理,煤层属于中硬以上,韧性较好。
煤的燃点低(300℃左右),属于易自燃发火煤层,煤尘具有爆炸性。
井田内含煤地层为中生界侏罗系中下统延安组(J1-2y),煤系地层总厚187.3m,含煤系数10%,共含有煤层14层,主要可采煤层为三层:
1-2煤层平均厚度5.03m;
2-2煤层平均厚度6.75m;
3-1煤层平均厚度3.16m。
井田地形总趋势为北部高南部低,东部高西部低,平均海拔标高+1170m—+1125m之间,最低点为白石头沟。
井田地表覆盖第四系松散层,厚度5—50m,平均20m左右,并呈东厚西薄、北厚南薄变化。
1-2煤层上覆基岩厚度10—180m,且从井田东部向井田西部逐渐增厚变化。
1-2煤层与2-2煤层的层间距为36m,2-2煤层与3-1煤层层间距为30m。
井田内煤质变化规律为:
水平方向从东向西、从北向南煤质逐渐变优,垂直方向从上到下煤质逐渐变优。
补连塔矿井田主要采煤层煤质指标情况见表2—2。
2.3矿井生产建设概况
补连塔煤矿原设计生产能力300万t/a,1997年10月16日建成投产。
1998年矿井进行了技术改造,现矿井实际生产能力1000万t/a,2003-2004年又对矿井系统能力进一步改造,改造后矿井系统生产能力可达2000万t。
2.3.1井下生产建设情况
(1)井田开拓方式
补连塔煤矿经矿井技术改造后,构成了平硐—斜井开拓方
式。
表2—2补连塔矿井田主要煤层煤质指标情况
煤层
项目
水分(Mad)
7.70%
6.91%
6.95%
灰分(Ad)
8.67%
7.11%
5.97%
含硫量(Std)
0.68%
0.31%
0.39%
发热量(Qb,daf)
28.66MJ/kg
29.45MJ/kg
30.60MJ/kg
6853.84kcard/kg
7042.76kcard/kg
7317.77kcard/kg
挥发分(Vdaf)
32.61%
36.44%
35.68%
发热量(Qnet,d)
27.99MJ/kg
28.20MJ/kg
29.62MJ/kg
6693.61kcard/kg
6743.83kcard/kg
7083.41kcard/kg
氧化钙(Cao)
21.13%
31.59%
16.64%
煤灰熔融性(℃)
1090—1490
1080—1500
1090—1420
软化温度(ST)
1290
1258
熔点(℃)
290
302
297
焦油产率(Tar,d)
5.1
7.5
8.6
矿井划分两个开采水平:
2-2煤层及以上为上煤组,划为第一水平。
2-1煤层以下为下煤组,划为第二水平。
大巷采用分煤层盘区布置方式,主要巷道均为煤层巷道,一水平采用联合布置。
附:
补连塔煤矿新井田开拓系统图
(2)工作面开采情况
补连塔煤矿从1997年投产以来,首采工作面为221
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