苍村煤业薄煤层开采技术考察报告25 定稿.docx
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苍村煤业薄煤层开采技术考察报告25定稿
薄煤层综采技术考察报告
陕西苍村煤业有限责任公司
2013年4月25日
薄煤层综采技术考察报告
4月17日-22日,在公司领导副总经理王满社的带领下,陕煤建司机电部、生产部、调度室及苍村、双龙、瑞能煤矿负责人及相关人员一行11人分别在冀中能源峰峰集团大淑村煤矿和四川嘉阳集团有限责任公司嘉阳煤矿进行了薄煤层综采技术考察调研,现形成如下考察报告。
一、考察调研基本情况
大淑村矿考察调研基本情况
1、174405工作面地质概况
工作面位于由F9—F14断层形成的断块内,区内地层呈单斜构造,地层走向SE120º---140º,倾向NE,倾角10º--31º,一般17º,f16断层以北倾角相对较大。
区内中小型断裂构造较发育,它们均为F9、F14断层的低次序构造,其形成及展布具有明显的规律性:
①工作面外段的f16—f30断层为F9、F22断层的的次生张扭性正断层组,走向NE(与F22、F9断层呈50º锐夹角),倾向NW,②工作面里段的f1—f8等断层为F14断层的次生压扭性正断层组,断层走向SE。
工作面掘进期间共揭露落差大于0.5m断层30条,工作面坑透推测隐伏断层3条,其中f8、f11、f12、f16、f17、f23等6条断层对工作面安全生产影响巨大。
174405工作面围岩特征
A:
伪顶:
该工作面无伪顶。
B:
直接顶板:
直接顶板为野青石灰岩,浅灰色,致密,含海百合茎化石。
厚度0.6-3.2。
C:
老顶:
老顶为粉砂岩,呈深灰色,夹透镜状菱铁质结核和黄铁矿。
厚度为3m-4m。
D:
直接底:
直接底为细砂岩,呈深灰色,主要成分以石英长石为主,水平层理,致密,含较多粒状黄铁矿结核。
厚度为1.6-6.45m。
E:
间接底板:
间接底板为粉砂岩,呈深灰色,局部泥岩,有植物碎片及黄铁矿结核。
厚度为3.15-8.16m。
174405工作面上、下巷均有多点巷道顶板滴淋水,水源为野青灰岩疏干水,总涌水量为0.25m³/min。
为满足掘进期间需要,上下两巷分别建有独立排水系统。
工作面有少量涌水,一般小于0.2m³/min,但也有局部富水地段,最大水量小于或等于2.5m³/min。
2、174405巷道规格:
运顺矩形断面3.2×2.3m;回顺矩形断面2.8×2.3m;切眼矩形断面5.2×2.0m。
3、174405工作面概况:
走向长度981-1047m;倾向长度84-131m;煤层厚度0.9-1.6m,平均1.2m;采高为0.9-1.2m。
4、回采工艺
工艺流程
交接班安全确认→割煤→移架→推移输送机→端头斜切进刀→割煤→进入下一个循环。
落煤方法
采用MG160/360-BWD型双滚筒电牵引采煤机端头斜切进刀双向割煤往返一次进两刀,一次采全高,循环进度500mm,一刀一个循环。
装煤方法
采煤机螺旋滚筒装煤,配合工作面刮板输送机铲煤板装煤和人工清理活煤。
5、移架步距:
采用ZY3300/07/13D型掩护式液压支架跟机移架支护方式,支架中心距1.5m,支护强度0.42~0.48MPa,工作面最大控顶距4.6m,最小控顶距4.1m,移架步距0.5m。
6、操纵方式:
手动先导邻架控制。
7、底板比压:
1.74~1.76MPa
8、作业方式:
采用“三八制”、“两采一准”即中班、夜班进行割煤作业,早班进行设备检修、两巷维修。
9、设备配备表
MG160/360-BWD型交流电牵引采煤机特征表
项目
单位
技术指标
截割高度范围
m
1.0~1.8
煤层倾角
°
≤16°(<30°四象限)
煤质硬度
f≤4
装机总功率
kW
361
截割电动机功率
kW
2×2×80
牵引电动机功率
kW
2×15
泵电动机功率
kW
11
电压等级
V
1140
机面高度
mm
678
最大截割高度
mm
1692
1792
下切深度
mm
156
256
滚筒直径
mm
φ900
φ1000
滚筒转速
r/min
87.59
截深
mm
630
摇臂长度
mm
2205.5
摇臂摆动中心距
mm
4142
调速方式
交流变频、机外载
牵引力
kN
261
牵引速度
m/min
0~6.68
喷雾方式
滚筒内喷雾、机身外喷雾
喷雾压力
MPa
内喷雾水压2MPA;外喷雾水压2MPA
无链牵引方式
摆线轮、销轨
配置主电缆型号
MCP-0.66/1.143*35+1*6+4*2.5
配置牵引电缆型号
MCP-0.66/1.143*35+1*16
配置供水管型号
KJR19-180
配置工作面输送机型号
SGZ630/220
重量
t
20
KXBT-90/1140C采煤机用隔爆型调速控制箱
项目
单位
技术指标
输入电压
V
1140
输出电压
V
副边输出电压为380V
容量
kVA
125
输出功率/电流
Kw/A
55/2*76
输出变频电源
Hz
5~83.4
控制方式
V/F控制
过载能力
150%1min
保护功能
过载、过流、过热、过电压、欠电压、缺相、差速、漏电闭锁、漏电保护
控制电源
原边电压为1140V,副边电压为26V、18V~0~18V
工作制
8小时工作制、长期工作制、反复短时工作制
项目
单位
技术指标
1设计长度
m
150
2输送量
t/h
400
3装机功率
kW
220
4电动机
型号
KBYD550-110/55-4/8
电压
V
1140/660
功率
kW
2×110
5刮板减速器
m/s
1.01
6减速器
型号
6JS-110
速比
1:
29.362
7刮板链
型式
中双链
圆环链规格
Φ22×86-C
链中心距
mm
120
圆环链最小破断负荷
kN
610
刮板间距
mm
860
8.中部槽
规格
mm
500×590(内宽)×215
形式
整体铸焊封底式溜槽
联接形式
哑铃联接
连接强度
KN
≥3600
9.卸载方式
端卸
10.紧链形式
闸盘紧链
t
SGZ630/220型刮板输送机
序号
项目
参数
单位
附注
备注
1
支
架
型式
两柱掩护式液压支架
高度
700~1300
mm
中心距
1500
mm
宽度
1450
mm
初撑力
2618
kN
P=31.5Mpa
工作阻力
3300
kN
P=39.7Mpa
支护强度
0.42~0.48(f=0.2)
Mpa
底板比压
1.74~1.76(底座前端)
Mpa
采高
0.9~1.2
M
适应煤层倾角
不大于25
DEG
泵站压力
31.5
Mpa
操纵方式
手动先导邻架控制
运输长度
4647*1450*700(长*宽*高)
mm
重量
8.753
t
2
立
柱
型式
双伸缩
2个
缸径(大/小)
230/180
mm
柱径(大/小)
220/160
mm
行程
444
mm
初撑力
1309
kN
P=31.5Mpa
工作阻力
1650
kN
P=39.7Mpa
3
推
移
千
斤
顶
型式
差动
1个
缸径(大/小)
125
mm
杆径
85
mm
行程
700
mm
推溜力
178
kN
P=31.5Mpa
拉架力
207
kN
P=31.5Mpa
4
平
衡
千
斤
顶
型式
普通
1个
缸径
125
mm
杆径
70
mm
行程
208
mm
P=31.5Mpa
初撑力(推*拉)
386*265
kN
P=39.7Mpa
工作阻力(推*拉)
486*334
kN
5
调
底
千
斤
顶
型式
普通
1个
缸径
100
mm
杆径
70
mm
行程
145
mm
推力
246
kN
P=31.5Mpa
拉力
126
kN
P=31.5Mpa
液压支架ZY3300/07/13D
乳化液泵
项目
单位
技术指标
型号
BRW315/31.5
工作压力
MPa
31.5
额定流量
L/min
315
电机功率
KW
200
电压
V
1140
规格
m
3.2*1.3*1.3
重量
kg
4470
移动变电站
项目
单位
技术指标
型号
KBSGZY-630/6
容量
KVA
630
重量
kg
3705
一次电压
V
6300/6000/5700
二次电压
V
1200/693
一次电流
A
60.6
二次电流
A
303.1/524.9
配高开
KBGF-400/6
配低开
BXB-800/1140.660
整机规格
m
3.8*0.95*1.35
10、与我矿比较
⑴大淑村矿与我矿地质比较
174405工作面地质构造复杂,内段有F9—F14断层,外段有f16—f30断层;顶底板坚硬,工作面无伪顶,直接顶板为野青石灰岩,老顶为粉砂岩,直接底为细砂岩;174405工作面上、下巷均有多点巷道顶板滴淋水,水源为野青灰岩疏干水,总涌水量为0.25m³/min。
为满足掘进期间需要,上下两巷分别建有独立排水系统。
工作面有少量涌水,一般小于0.2m³/min,但也有局部富水地段,最大水量小于或等于2.5m³/min。
我矿六采区地质构造相对简单(施工区域岩层近南北走向,向西倾斜的复式单斜构造,煤层倾角3-5°,1612工作面有一条逆断层,对生产影响不大);顶底板均为泥岩互层,顶板易垮落,底板遇水易膨胀(伪顶是0.3m的灰色泥岩,层理近水平;直接顶厚度1.94m,主要为细砂岩与泥岩互层,深灰色为主,含植物化石碎片及黄铁矿结核。
老顶厚度7.21m,由黑色块状泥岩组成,无层理,底部含黄铁矿薄膜。
直接底为1.8m的灰黑色泥岩,含炭屑及黄铁矿结核,可见滑面。
老底为1.2m的灰黑色粘土岩,含植物根部化石,底部含黄铁矿结核);六采区区域内有三个含水层,分别为:
a第四系黄土潜水含水层:
覆盖于基岩顶面组成黄土塬之松散堆积物,由亚粘土、亚砂土及数层钙核层组成,单位涌水量q=0.0018升/秒米,为重碳酸钠(钾)钙镁型淡水;
b中下侏罗统延安组砂岩裂隙承压含水层:
灰白色长石石英砂岩,单位涌水量q=0.00374升/秒米,区域内主要含水层;
c三叠系延长群砂岩裂隙承压含水层:
由灰白、灰绿色中细粒帮岩为主夹深灰、灰绿色泥岩组成,单位涌水量q=0.0018升/秒米。
由于岩层存在裂隙和施工影响,煤层以上含水层水有可能导入工作面,造成危害。
本区域应做为防治水工作面重点,严格执行有掘必探、先探后掘的防治水方针,对工作面涌水量及时观测记录,配置足够排水设备。
在2号煤层以下含水层,含水性较弱,为本施工区的次要充水因素,对施工基本无影响。
⑵大淑村矿174405巷道断面小,我矿1612巷道断面大(运顺矩形断面3.6×2.2m;回顺矩形断面3.0×2.2m;切眼矩形断面5.5×2.2m),增加了吨煤成本。
⑶煤层厚度基本相近,我矿六采区煤层厚度1.1-1.1.4m。
⑷大淑村矿煤层倾角10º--31º为缓(倾)斜煤层,我矿煤层倾角3º--5º为近水平煤层。
⑸我矿操纵方式:
简单电液控制
⑹我矿对底板前端比压:
1.9-2.3MPa
⑺我矿采用“三八制作业”,两采一准,即两班采煤,一班检修,中班为检修班,早班、夜班为生产班,生产时可根据具体情况进行调整。
㈡嘉阳煤矿考察调研基本情况
1、31W171工作面地质概况
该工作面地质构造简单,为一单斜构造,岩层平均倾角为3度,倾向50度。
顶底板岩性比较稳定,顶板的小滑面构造发育,易随回采垮落。
现有掘进工程揭露的断层共有6条,均为正断层,其中断距最大的断层为1.2米,最小0.4米。
对回采有一定的影响。
31W171工作面围岩特征
顶底板名称
岩石名称
厚度/m
岩石特征
老顶
石英砂岩
98
灰白色,巨厚层状,交错波状层理
直接顶
泥质砂岩
6.05
深灰色,富含植物化石。
泥岩
1.49
具有滑面构造,致密块状。
伪顶
炭质页岩
0.4
顶部有煤线。
直接底
砂质泥岩
0.91
中厚层状,深灰色砂质泥岩。
泥质砂岩
11.09
上为泥质砂岩,下为粉砂岩。
老底
石英砂岩
30
深灰色,中~细粒石英砂岩。
该对拉工作面在掘进时,未出现顶板滴水现象,K7煤层直接顶6.0米左右,开采后顶板垮落会波及T3xj31砂岩含水层,造成出现顶板滴水、淋水。
地表与工作面最小高差大于100米,井下开采对地表基本无影响。
最大涌水量:
0.03m3/min,正常涌水量:
0.005m3/min。
2、31W171巷道规格:
运顺矩形断面3.1×2.3m;回顺矩形断面3.1×2.3m;切眼矩形断面5.0×2.0m。
3、31W171工作面概况:
走向长度135m;倾向长度1620m;煤层厚度1.05-1.3m;采高为1.05-1.2m,井下实测采高1.05m。
4、回采工艺
工艺流程
双滚筒采煤机割煤→刮板输送机运煤→液压支架支护顶板→推移刮板输送机,在顶板破碎时,先移架再推移刮板输送机。
落煤方法
采用MG100/240-BW双滚筒采煤机螺旋滚筒截割落煤,截割深度0.6m。
装煤方法
采面由SGZ630/110+75型刮板输送机正开出煤,机道使用一台SZB-630/75型桥式转载机和两台DSJ80/2×75型可伸缩胶带输送机,将煤炭运至31W17机道煤仓大巷装车。
5、移架步距:
采用ZY3000/07/14型掩护式液压支架及时支护顶板,最小支撑高度0.7m,最大支撑高度1.4m。
支护强度≥0.5Mpa,工作面最大控顶距4.33m,最小控顶距3.73m,移架步距0.6m,端面距0.33m,液压支架中心距1.5m。
6、操纵方式:
手动先导邻架控制
7、底板比压:
0.69~1.25MPa
8、作业方式:
31W171机道两采煤工作面均采用“三八制作业”,两采一准,即两班采煤,一班检修,早班为检修班,中班、夜班为生产班,生产时可根据具体情况进行调整。
9、设备配备表
MG100/240-BW型采煤机技术参数
名称
单位
参数
采高
m
0.76~1.2
截深
m
0.65
适应倾角
度
≤30
煤质硬度
f
≤3
滚筒直径
m
0.85
滚筒转速
r/min
93.78
牵引力
KN
150
牵引速度
m/min
0~5
牵引型式
液压销排
名称
单位
参数
机面高度
mm
678
最小卧底量
mm
≥70
灭尘方式
内外喷雾
装机功率
Kw
2×100+40
电压
Kv
1140
设计生产能力
t/h
370
最大不可拆卸件尺寸
mm
4100×1100×400
机重
t
12~16
ZY3000/07/14型掩护式液压支架技术参数
名称
单位
参数
备注
高度
mm
700~1400
宽度
mm
1430~1600
中心距
mm
1500
初撑力
KN
2616
工作阻力
KN
3000
支护强度
MPa
≥0.5
f=0.2
底板比压
MPa
0.69~1.25
f=0.2
移架步距
mm
600
泵站压力
MPa
31.5
控制方式
手动
SGZ630/110+75刮板输送机技术参数
名称
单位
参数
备注
输送量
t/h
250
刮板链速
m/s
1.0
电动机
Kw
110+75
型号:
YBS-110
减速器
传动比1:
29.362
型号:
JS110
液力偶合器
型号:
YOXD450
刮板链中心距
mm
90
破断负荷≥610KN
中部槽
mm
1500×590(内宽)×208
铸焊封底结构
槽间连接型式
哑铃销连接
牵引方式
齿轮--销轨式无链牵引
紧链方式
闸盘紧链
10、与我矿比较
⑴嘉阳煤矿与我矿地质比较
31W171工作面地质构造简单,为一单斜构造;岩层平均倾角为3度;31W171工作面顶底板相对坚硬;掘进时,未出现顶板滴水现象,开采后顶板垮落会波及T3xj31砂岩含水层,造成出现顶板滴水、淋水,但井下开采对地表基本无影响。
最大涌水量:
0.03m3/min,正常涌水量:
0.005m3/min。
我矿六采区地质构造相对简单(施工区域岩层近南北走向,向西倾斜的复式单斜构造,煤层倾角3-5°,1612工作面有一条逆断层,对生产影响不大);顶底板均为泥岩互层,顶板易垮落,底板遇水易膨胀(伪顶是0.3m的灰色泥岩,层理近水平;直接顶厚度1.94m,主要为细砂岩与泥岩互层,深灰色为主,含植物化石碎片及黄铁矿结核。
老顶厚度7.21m,由黑色块状泥岩组成,无层理,底部含黄铁矿薄膜。
直接底为1.8m的灰黑色泥岩,含炭屑及黄铁矿结核,可见滑面。
老底为1.2m的灰黑色粘土岩,含植物根部化石,底部含黄铁矿结核);六采区区域内有三个含水层,分别为:
a第四系黄土潜水含水层:
覆盖于基岩顶面组成黄土塬之松散堆积物,由亚粘土、亚砂土及数层钙核层组成,单位涌水量q=0.0018升/秒米,为重碳酸钠(钾)钙镁型淡水;
b中下侏罗统延安组砂岩裂隙承压含水层:
灰白色长石石英砂岩,单位涌水量q=0.00374升/秒米,区域内主要含水层;
c三叠系延长群砂岩裂隙承压含水层:
由灰白、灰绿色中细粒帮岩为主夹深灰、灰绿色泥岩组成,单位涌水量q=0.0018升/秒米。
由于岩层存在裂隙和施工影响,煤层以上含水层水有可能导入工作面,造成危害。
本区域应做为防治水工作面重点,严格执行有掘必探、先探后掘、先治后采的防治水方针,对工作面涌水量及时观测记录,配置足够排水设备。
在2号煤层以下含水层,含水性较弱,为本施工区的次要充水因素,对施工基本无影响。
⑵嘉阳煤矿31W171巷道断面小,我矿1612巷道断面大(运顺矩形断面3.6×2.2m;回顺矩形断面3.0×2.2m;切眼矩形断面5.5×2.2m),增加了吨煤成本。
⑶煤层厚度基本相近,我矿六采区煤层厚度1.1-1.1.4m。
⑷我矿煤层倾角3º--5º为近水平煤层,与嘉阳煤矿31W171工作面煤层倾角(平均3º)相近。
⑸我矿操纵方式:
简单电液控制
⑹我矿对底板前端比压:
1.9-2.3MPa
⑺作业方式与我矿一样,都是采用“三八制作业”,两采一准,即两班采煤,一班检修,中班为检修班,早班、夜班为生产班,生产时可根据具体情况进行调整。
二、我矿薄煤层储量分析和煤质分析与预测
㈠薄煤层储量分析
六采区剩余薄煤层可开采资源位于井田东北部,初步设计在轨道巷东北部布置有1612、1614、1616工作面,上常村保护煤柱西部可布置有1617、1619工作面,上常村保护煤柱东北部可布置1613、1615工作面(见薄煤层工作面分布图)。
我矿井田1612工作面西部为瑞能公司给我矿划拨区域,为我矿七采区,但该区域内部分煤层遭到小窑破坏,尤其是1.5米以上中厚煤层全部遭到破坏,现可采范围煤层厚度为0.8米-1.4米。
我矿范围内薄煤层工作面可布置7个,轨道巷上部可布置2个工作面,为1613、1615工作面,下部可布置5个工作面,为1612、1614、1616、1617、1619工作面。
其中下部5个工作面分为两个部分,上半部分为我矿井田范围内资源,下半部分为瑞能公司划拨区域资源。
我矿1611工作面回采结束后,中厚煤层工作面已全部回采结束。
6月底,我矿六采区将全部进入薄煤层开采,我矿范围内薄煤层储量为93.8万吨,我矿布置的1612、1614、1616、1617、1619工作面(划拨区域)下部储量为74.5万吨,七采区划拨区域其他区域储量为286.7万吨。
因此,我矿范围内薄煤层及瑞能公司划拨区域薄煤层储量为455万吨。
㈡煤质分析与预测
我矿1611工作面为我矿最后一个中厚煤层工作面,工作面采高2.1米,其中煤层厚1600mm,含矸厚度500mm。
(煤300mm,矸100mm,煤770mm,矸50mm,煤300mm,矸200mm,煤70mm,矸150mm,煤160mm),根据煤墙采样化验分析,我矿现在煤质主要指标:
发热量4300大卡/千克、灰分34.00%、水分8.8%、挥发分38.5%,硫分1.07%,含矸率24%。
我矿经过1612工作面掘进巷道揭露写实钻孔显示,薄煤层工作面煤层平均厚度1.1米。
根据薄煤层1612工作面掘进巷道煤墙采样化验分析,工作面纯煤(采样高度1.1米)煤质主要指标:
发热量6200大卡/千克、灰分11.50%、水分6.3%、挥发分38%,硫分0.75%,含矸率0;工作面煤墙(采样高度2.2米)煤质主要指标:
发热量3800大卡/千克、灰分40.5%、水分6.5%、挥发分40%,硫分0.9%,含矸率50%。
根据薄煤层工作面采样分析及煤场采样分析,预测我矿1612薄煤层工作面煤质情况,采高为1.1米时煤质情况:
发热量5200大卡/千克、灰分22%、水分6.3%、挥发分36%,硫分0.8%,含矸率0;采高为1.4米时煤质主要指标:
发热量4500大卡/千克、灰分32%、水分7%、挥发分38%,硫分0.8%,含矸率21.4%;采高为1.6米时煤质情况:
发热量3900大卡/千克、灰分40%、水分7%、挥发分40%,硫分0.9%,含矸率31.3%。
三、苍村煤业薄煤层开采技术参数初选
经上述对比,我认为我矿薄煤层综采技术应具备以下条件:
1、采面运顺、回顺、切眼应设计为矩形断面:
⑴运顺断面尺寸:
宽×高=3.2×2.2m
⑵回顺断面尺寸:
宽×高=3.0×2.2m
⑶切眼安装断面尺寸:
宽×高=5.2×2.0m
⑷切眼长度:
150m(运输巷、回风巷道中心线)
2、采面采高:
在嘉阳煤矿井下实测采高1.05m,根据我矿六采区薄煤层厚度1.1-1.4m,采高选为1.0-1.4m。
3、液压支架主要参数
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- 苍村煤业薄煤层开采技术考察报告25 定稿 煤业 煤层 开采 技术 考察报告 25
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