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新技术新装备应用事项材料
安全生产新技术、新装备应用座谈会议材料
一、公司概况:
略
二、近三年在煤矿安全生产新技术、新设备、新工艺方面的应该情况:
(一)12号煤层综采面瓦斯治理的研究与应用
1、项目简介
通过对本煤层及上赋煤层打钻孔预抽瓦斯,控制风量和抽放措施,实现高效的瓦斯综合治理。
(1)4611工作面巷道及钻场布置(见图一、图二)
图一4611工作面副巷钻场布置图
图二4611工作面尾巷钻场布置图
(2)通风措施
a、风量要求:
工作面核定配风为1240m3/min。
但是,根据4611工作面回采过程中的瓦斯情况,在规程规定风速允许的范围内,可以适当增加工作面配风,但是不得大于1700m3/min(包括尾巷采外配风200m3/min)。
b、工作面的总风量由采区回风巷调节窗控制,副尾巷的风流分配由滞后工作面临近的一个贯眼上的Φ500mm管和Φ380mm管调整,依次向外。
c、如果在工作面推进过程中,上隅角风流流动不畅,可以设置引风幛引风处理。
在回采实践中,如果回风流瓦斯浓度不大可以考虑适当加大副尾巷之间的配风间距。
d、尾巷增加采外配风,以解决工作面推进后尾巷掌头的供风问题。
(3)抽放措施
a、瓦斯抽放总体方案:
通过尾巷钻孔抽放上临近层9#煤瓦斯,控制9#煤层及其附近瓦斯;通过贯眼抽采空区瓦斯;通过副巷钻孔抽放11#煤及其附近瓦斯。
b、抽放钻孔设置:
尾巷每2个贯眼之间布置了1个或2个临近层钻孔,钻孔间距20—50米,终孔到9#煤层,抽放上临近层瓦斯。
副巷在切眼以外每20m布置一个钻场,每个钻场设计4个钻孔,终孔要打到工作面上方11#煤层以上,向工作面延伸15—60米,抽放工作面支架上部顶板裂隙瓦斯,我们称之为副巷低位钻场。
为验证副巷低位钻场钻孔布置的合理位置和方式,我们结合理论分析的结果,另外设计了副巷高位钻场,其钻孔布置形式采用了两种方式:
一是顺巷道走向布置;二是与巷道走向成一定夹角,并偏向工作面方向,终孔位置为9号煤层。
c、抽放管路设置:
尾巷敷设两趟Φ380mm瓦斯抽放管,一趟高浓度瓦斯抽放管,一趟低浓度瓦斯抽放管,均在尾巷口与采区回风巷的主抽放系统连接。
d、为了减少本煤层瓦斯在割煤时涌出量,在工作面煤壁每1.5-4.5米打一个钻孔,长度8米,可封孔、注水进行水力压裂煤体,超前工作面推进度进行瓦斯提前释放。
(4)创新点
a、该项目通过分析12号煤层开采过程瓦斯来源,充分认识赋存于不同空间的瓦斯作用于生产空间时存在的差别,并据此采用了分层次立体型抽放,取得了显著的效果。
核心是低位瓦斯富集带的控制。
b、该技术成功解决了低位瓦斯富集带卸压瓦斯涌出迅速,容易进入风流系统,难以捕捉到抽放系统的难题,使工作面瓦斯管理水平有了显著提高。
c、该技术创造了多点位,大范围、移动式的负压场,是有效控制低位瓦斯富集带的前提条件,同时为低位瓦斯富集带抽放钻孔提供了设计原则。
d、该技术证明了在薄煤层开采条件下,在超前范围岩石顶板上布置的瓦斯钻孔不会因受超前压力而破坏,在工作面推进过程中,能够保证瓦斯通道的畅通。
2、取得的经济效益和社会效益
a、每月至少多生产原煤2万吨,每年可多产原煤20万吨(按10个月计算),每吨按200元计算,可多创造价值4000万元。
b、每月至少多抽瓦斯100万立方,其中90%为高浓度可利用瓦斯,每年可多抽瓦斯900万立方(按10个月计算),按每方0.2元计算,创造价值180万元。
c、采用该技术方案后,副尾巷联络巷之间的距离可以延长一倍,因此联络巷工程量可以减少一半,按顺槽1000米长的工作面计算,少掘进13×20=260米巷道,按每米3000元的成本计算可节省78万元的费用;减少闭墙工程费用13×3.0=39万元。
d、依据AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》,工作面绝对涌出量70≤Q<100时,抽采率≥60%。
据现场收集的数据,该方案实施后,瓦斯抽采率在84%以上,高出国家规定标准24%。
(二)猴车改造工程
1、项目简介
人行斜井巷道长570米,猴车使用固定抱索器,运行速度为1.25米/秒,每分钟过绳73米,每个座椅间距7米,每分钟可乘坐10.5人,10分钟乘坐人数为105人,与旧的人车相比,在相同的时间内猴车可运送的人员比现在多一倍。
12#煤六七采区1300米,15#煤八采区1700米,猴车使用活钩,安全迅速的把职工运输的工作地点与候车地点,保证了职工的体力与下井的时效性。
2、取得的经济效益和社会效益
(1)在相同的时间内猴车可运送的人员比现在多一倍,候车人员不拥挤,消除了安全隐患。
(2)猴车电机为55KW,原旧人车电机功率130KW,仅此一项每年可节约电费十几万元。
(3)设备运行可靠,维护简单,年可节约维护费用8万元
(4)消除了人车离帮近的隐患。
(三)无极绳牵引改造工程
1、项目简介
根据计算,选用SQ-80型无极绳牵引绞车进行驱动,系统还包括张紧装置、梭车和尾轮及各种轮组,通过钢丝绳串联成一套运输系统。
无极绳连续牵引车系统布置方式灵活,绞车和张紧装置可平行于轨道布置,也可以与轨道垂直或倾斜布置。
主、副钢丝绳都布置在轨道内,也可以将主绳布置在轨道内,而副绳布置在轨道外。
两个采区的设计均为绞车和张紧装置与轨道垂直布置,主绳经过张紧装置后穿过轨底进入运输轨道,主绳理论上位于轨道中心线位置,而副绳布置在轨道外侧,主、副钢丝绳相距650mm。
SQ-80型无极绳绞车为双速,速度分别为0.67/1.12m/s,具有制动延时功能,且延时可调。
机械变速(调节变速箱拔叉位置),操作简单,维护方便。
绞车单滚筒设计,并能实现对称安装布置和前后出绳。
绞车可以根据巷道中轨道的布置情况灵活布置,适应性强。
2、取得的经济效益和社会效益
(1)直接效益:
两部无极绳绞车安装长度共约2500米,共替换各类调度绞车19部,控制开关19台,仅此一项,每年就减少设备投入十几万元,减少设备维修费用几万元。
(2)间接效益:
无极绳绞车运输时间短,中间无停顿,生产效率比以前提高一倍,有效保证了正常生产。
(3)安全效益:
简化了生产程序,减少了调料过程中摘、挂车等中间环节,为安全提供了保障。
(四)抽放系统改造工程
1、项目简介
自2008年9月开始至2010年11月,完成了矿井地面瓦斯抽放泵站、井上下主抽放系统及井下各分支抽放系统的改造,具体为:
(1)自2008年9月至2009年5月份,完成了地面瓦斯抽放泵站新机房及进、出气管路系统的建设,安装2BEC72泵两台(最大流量为450m3/min,负压为1013~600hPa),并开始投入运行。
(2)自2010年5月至7月,完成了地面瓦斯抽放泵站进、出气管路系统的改造,安装2BEC80泵一台(最大流量650m3/min),并投入运行(下附改造后泵站及管路系统平面示意图)。
(3)自2009年1月至5月,更换地面泵站至西翼总回风巷2#斜坡处2100米主抽放管路,将原Φ380管路更换为Φ630管路。
(4)于2009年12月,更换12#煤采区回风巷800米主抽放管路,将原Φ380管路更换为Φ500管路。
(5)安装主、分支抽放系统联通、切换装置,包括:
地面瓦斯抽放泵站三趟主抽放管路系统、12#煤、15#煤主抽放管路系统、4606工作面支抽放管路系统、8820高抽巷支抽放管路系统等。
(6)自2010年5月至7月,完成了KJ206抽放监控系统的安装。
2、取得的经济效益和社会效益:
(1)经过对抽放系统的改造,南庄公司抽放系统整体形成了“两用一备”的系统格局,单趟抽放系统抽放量最高可达到240m3/min,矿井正常瓦斯抽放能力达到400m3/min以上。
(2)矿井瓦斯抽采率由2008年51.62%提高至2010年的79.70%,瓦斯抽放量(纯)由2008年的2656.19m3提高至2010年的6604.83m3,为矿井的瓦斯治理提供了保障。
(3)瓦斯抽放联通、互换装置的改造,实现了井上下主系统和分支系统的随意互换和联通,为矿井抽放系统的合理调整奠定了基础。
(4)KJ206抽放监控系统的投入运行,实现了瓦斯抽放参数的实时监测,实现了矿井抽放的准确计量,也为矿井抽放数据分析提供了条件。
(五)12#煤综采工作面取消外错尾巷项目
1、项目简介
按照试验要求,4606工作面不再使用外错尾巷为工作面回风,而采用“一进一回”的U型通风方式布置,即运输进风,回风巷回风。
瓦斯抽放采取分源抽放的办法,由工作面回风巷、抽采巷分别向工作面顶部9#煤附近和11#煤附近上覆煤(岩)层打钻,进行临近层分层抽放,并通过钻孔进行采空区抽放。
另外,由工作面运输巷通过沿煤层打钻进行预抽瓦斯、煤层注水,可达到释放本煤层瓦斯和湿润煤体的目的。
2、取得的经济效益和社会效益
(1)采用该技术成果后,12#煤层剩余的三个综采工作面不再布置外错尾巷。
按每条巷道1000米计算,少掘进外错尾巷3000米,少掘进回风巷与外错尾巷贯眼巷道(按照50米一个)20×20×3=1200米,按照每米支护2000元,以及人工、运输、水、电等费用2200元,共计每米4200元,那么12#煤少掘3000米巷道节省(3000+1200)×4200元/吨=1764万元;按每道闭墙3.0万元费用计算,可减少闭墙工程费用20×3×3.0=180万元。
(2)12#煤层瓦斯治理取得了良好效果,工作面、上隅角及回风流瓦斯浓度明显下降,基本杜绝了瓦斯超限,保证了工作面的正规循环和安全生产。
(3)这一试验的成功取消了采外配风,符合了《煤矿安全规程》和安全评价的相关要求,为以后工作面不再掘进外错尾巷提供了技术依据,也为周围相似矿井提供了经验,该项技术走在了当地煤炭行业的前列。
(4)抽采巷采用全压供风系统,便于抽放系统调整及巷道维护。
(5)采用该技术方案后,使掘进工程量大大减小,有效解决了采掘衔接紧张的格局。
(6)掘进队组有较为充足的时间开展质量标准化工作,以更好地提高矿井质量标准化水平。
(六)15#煤综采工作面取消内错尾巷项目
1、项目简介
(1)试验的目的
A、取消内错尾巷,减少巷道掘进工程量和投入,缩短工作面衔接时间。
B、消除盲巷和隐患,优化通风系统,形成集中管理。
(2)试验的原则
A、在取消内错尾巷试验期间,必须保证工作面正常回采,保证正常生产进度,做到均衡生产。
B、试验期间必须保证通风、抽放、监控等各大系统运行稳定、正常。
C、本次试验按照分步骤、分段的原则,分步停副巷抽放、上隅角抽放、封闭尾巷,对各段试验情况进行总体分析。
D、必须保证内错尾巷试验期间,至少有一段巷道进行封闭,切断工作面与尾巷的全压通风。
(3)试验方法
试验一:
工作面按照U+I型通风方式布置,使用内错尾巷通风,并利用高抽巷抽放、副巷钻孔抽放、上隅角抽放。
试验二:
工作面按照U+I型通风方式布置,使用内错尾巷通风,并只利用高抽巷进行抽放。
试验三:
封闭内错尾巷,工作面采用U型方式通风,只采用高抽巷抽放,停止副巷钻孔抽放和上隅角抽放。
(4)试验期间采取的措施
A、产量:
试验期间,工作面生产必须遵守均衡生产的原则,割煤速度必须控制在4m/min以下,日产量控制在6000吨左右,保证破煤均衡,使得瓦斯均衡涌出,控制在风排能力和抽放能力解决的范围内。
B、风量:
根据相邻8818工作面瓦斯涌出量的统计分析,预计8820工作面的瓦斯涌出量在30m3/min左右,其中风排量10m3/min,抽放量20m3/min,所以8820工作面配风在1224m3/min以上。
试验期间要视瓦斯涌出实际情况进行调整,但是不得超过1500m3/min。
c、抽放:
安排一台2BEC72型抽放泵专门抽放8820高抽巷,而副巷钻孔抽放与8834工作面副巷抽放共同由CBF610抽放泵抽放。
要保证高抽巷抽放正常运行,副巷与上隅角抽放根据瓦斯涌出量和试验的阶段步骤进行实时调整开停。
D、瓦斯监测:
除按照行业规范要求在工作面各点安装瓦斯监控传感器外,在尾巷增加瓦斯监测点,试验期间观测瓦斯情况。
内错尾巷切眼以北100m、200m、400m、600m处与闭墙以里5米各安装一个传感器,便于闭墙后监测内错尾巷瓦斯浓度。
对于试验期间的巷道瓦斯情况进行观测记录,建立瓦斯涌出量和瓦斯抽放量记录台帐,从工作面初采开始做好详细记录。
2、创新项目取得的经济效益和社会效益
(1)取消内错尾巷的成功,减少掘进一条巷道,按照每米支护2400元,以及人工、运输、水、电等费用2800元,共计每米5200元,那么8822工作面1600米顺槽共节约5200×1600=832万元,八采区6个面共节约4992万元;
(2)取消内错尾巷,有效缓解了采掘衔接局面,更能符合《煤矿安全规程》一个采区两个掘进要求组织生产。
如果按风桥三个月施工、以8820回采推进度、两顺槽最高掘进度和采区布置两掘进作业面组织生产,8822回采面之间的衔接至少空挡1.5个月,按回采面月生产10万吨计算,那么一个回采面取消内错尾巷后带来的采掘衔接增加综合销售收入1.5×10×580元/吨=8700万元(2010年矿井块碳、末煤的平均综合销售收入580元/吨)。
(3)取消内错尾巷杜绝了受采动影响带来的尾巷局部顶板垮落瓦斯积聚带来的不安全隐患,安全效益不可估量。
(4)取消内错尾巷的成功,消除了尾巷局部顶板垮落瓦斯积聚带来的不安全隐患,创造了安全生产条件,营造了良好的社会氛围。
(5)这一试验的成功,为以后工作面不再掘进内错尾巷提供了技术依据,也为周围相似矿井提供了经验,该项技术走在了当地煤炭行业的前列。
(七)巷道锚注加固工程
1、项目简介
已成型巷道的顶及帮进行打锚索注波雷因工作,顶锚索布置呈1—2型布置(一排一根,一排两根),帮布置呈M型(一排靠上,另一排靠下),具体作业时,分三部操作,要先打好锚索,再穿铜管进行波雷因注浆,之后上托梁预紧。
2、取得的经济效益和社会效益:
巷道经锚注后,受8820工作面采动影响变小,巷道整体成型好,两帮受挤压现象不明显,顶板基本没有变化,底板稍微有底鼓现象不明显,保证了将来8822工作面回采时巷道的稳定,避免了以后巷道因变形而进行的重复整巷工程,节约了资金和用工,杜绝了同一工作面多工种作业,保证了安全生产。
也为以后采煤工作面临近巷道的掘进巷道成型加固积累了宝贵的经验。
三、《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第三批)》落实情况
目前,矿井中有4项第三批目录中涉及到的设备或工艺需要淘汰:
1、现有YB系列隔爆型三相异步电动机35台需要更新(发布之日起2年后禁止使用);
2、7吨以上(含7吨)电阻调速架线式工矿电机车10台需要更新(发布之日起2年后禁止使用);
3、现有JTK型矿用提升机一台需要更新(发布之日起2年后禁止使用);
4、现矿井喷浆工艺均为干式混凝土喷射,需要淘汰(发布之日起1年后禁止使用)。
四、煤矿安全生产过程中有关科研、技术、装备、工艺方面的难题、需要和建议
目前,矿井的瓦斯治理与防尘技术已取得了一定的成效,尤其是瓦斯治理方面,已达到先进水平,对瓦斯治理与防尘技术的优化设计正在进一步探索之中。
附:
近三年安全生产科技项目开展情况调查表(2009-2011年)
2012年度安全生产科技项目计划调查表
近三年安全生产科技项目开展情况调查表(2009-2011年)
编号
项目名称
合作单位
投入经费
(万元)
启动
时间
完成
时间
获奖
情况
项目简介
1
12#煤综采工作面瓦斯治理的研究与应用
--
--
2009.1
2009.7
获阳泉市科技创新二等奖
通过对本煤层及上赋煤层打钻孔预抽瓦斯,控制风量和抽放措施,实现高效的瓦斯综合治理。
2
猴车改造工程
湖南湘潭恒定科技
400
2009
2011
--
行人斜井570米,12#煤六七采区1300米,15#煤八采区1700米。
3
无极绳牵引改造工程
常州科研试制中心
400
2010.3
2011.11
获集团科技创新二等奖
8822回风巷无极绳牵引,12#煤材料巷无极绳牵引,15#煤材料巷无极绳牵引。
4
抽放系统改造工程
--
--
2008.9
2010.11
获集团科技创新一等奖
更换2BEC72泵2台,安装2BEC80泵一台,将φ380更换为φ500,安装抽放监控系统。
5
15#煤取消内错尾巷项目
--
--
2009.7
2010.5
获集团科技创新一等奖
封闭内错尾巷,工作面采用运输巷进风,回风巷回风的U型通风,再用高抽巷抽放。
6
12#煤取消外错尾巷项目
--
--
2010.10
2011.12
获集团科技创新一等奖
取消尾巷,采用运输巷进风,回风巷回风的U型通风,通过煤层打钻与煤层注水,释放瓦斯。
7
巷道锚注加固工程
--
3700
2009
2011
获集团科技创新鼓励奖
对成型巷道进行锚注加固,保证巷道不变形,受采动影响较小。
2012年度安全生产科技项目计划调查表
号
项目名称
合作单位
投入经费
(万元)
启动
时间
完成
时间
项目简介
1
煤尘综合治理
10
2012.1
2011.12
主要针对煤层的不同赋存状况,对煤层注水技术参数的合理优化与研究,着重从钻孔参数与封孔技术两方面进行研究,取得最佳效果。
2
瓦斯治理技术的综合研究
10
2012.1
2011.12
在4610工作面从抽放钻孔设计,到钻孔的实际抽放效果进行跟踪检测,并合理优化钻孔参数,最大限度的抽取瓦斯,对15#煤回采工作面使用高抽巷与提前开采释放层瓦斯治理效果进行对比,对12#煤抽放管路进行改造,合理分配系统的抽放量,保障抽放系统合理抽放。
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