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煤矿采面落煤改革可行性研究报告

作者:佚名 2011-06-13 20:51 来源:www.wangzhixuan.com

项目财务分析评价
基本的分析评价
(1)因为本项目为采煤方法改革项目,不能以整体来反映该类技改项目的效益状况。因此,本项目的财务分析和预测以改造前后不同的技术工艺效益和成本比较为主。根据山盆镇煤矿的实际情况,改造前为木支护,改造后为多边型柔性掩护支架支护。
(2)假定生产能力不变,生产管理人员及其福利水平不变,其它费用不变,从成本的节约(或)增加来考虑项目的经济效益。
(3)根据规定,新增固定资产的折旧按5年计算。
(4)关于投资回收期和综合利润率,由于技改项目的替代性,且原有木支护的复用性差,因此,计算中基本不考虑木支护的残值,即以本项目全部新增投资为计算基础。
本项目与木支护比较分析
根据表10-1-1计算,矿井现有开采面设计的落煤方法改造及形成第一个采面支护改革需投资292.3万元,采煤机使用周期长,一般能维持5年以上,第一年需投入支护成本292.3万元,平均每年投入落煤成本165.15万元。而采用采煤机,每年则需投入78.7万元。与木支护支护成本比较见下表11-1-1。
表11-1-1 支护成本比较
支护形式 年落煤成本(万元)
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年
放炮 165.15 165.15 165.15 165.15 165.15
采煤机 78.7 78.7 78.7 78.7 78.7
项目净收益 86.45 86.45 86.45 86.45 86.45

财务指标分析
(1)静态指标
综合计算表明该项目的年平均节约资金:86.45万元。
(2)财务评价
该项目投产后当年即可见效益,以5年计算,节约资金432.25万元,且采用炮采时,矿井年生产不到9万t,改为采煤机采煤可提高矿井生产能力,增创利润,具有良好的投资回报,是一个经济效益可观的项目。
项目风险分析
、技术风险
采煤机采煤法是上世纪八十年代引入我国的采煤方法,九十年代中后期该采煤法在我国煤炭开采业中进行了改革和试验,各矿区在应用该种采煤方法中作了许多方面的改进,创造了机械化采煤技术快速发展,特别是薄煤层开采技术发展为井下煤层的开采创造了条件,取得了显著成效,并在我国急倾斜煤层煤炭开采行业中广泛推行。
山盆镇煤矿13煤层位于龙潭组(P3l)下部,伪顶为薄层状泥质粉砂岩,厚0.2m,直接顶板为薄层状粉砂质泥岩,厚1.10-2.00m,间接顶为薄层状粉砂岩,层理发育较为平整,局部裂隙较发育,平均厚2m;伪底为泥岩,厚0.1-0.5m左右,直接底为薄层状粉砂岩,层理发育,平整性脆,裂隙较发育,平均厚5m左右,为不稳定底板。
协作单位:六盘水各矿业集团公司为国有大中型企业,这些企业采面采煤机落煤从80年代到现在,技术上积累了一定的经验,金虎煤矿煤可与其联系协作,为本项目的顺利实施提供了技术保证。
矿井成立采煤方法改革项目联合实施小组,以确保该项目的顺利执行。
财务风险
本项目不涉及外汇,资金为政府补助及自筹解决,因此不存在利息风险和汇率风险。
社会综合效益分析
通过以上对项目的技术经济分析,项目的盈利能力、偿还能力等各项经济技术指标较理想,投资效益较好,项目的抗风险能力较强。
近几年,煤炭市场的更大需求极大地促进了煤机产品的发展。我国自上世纪以来,随着薄煤层开采技术的发展,国产薄煤层滚筒采煤机在吸收国外技术的基础上生产实现了大跨越,不仅满足国内市场需求,而且还可出口到越南、印度、俄罗斯。与此同时,随着需求量的增加,国内薄煤层滚筒采煤机生产厂如雨后春笋一样不断涌现,目前已达数十家。
采煤机落煤工艺替代放炮工艺,每年可节约大量炸药,对环境保护也起到很大的作用。
采煤机落煤工艺替代放炮工艺,提高了井下施工的安全性,减少瓦斯煤尘、顶板事故,切实做到了以人为本的原则。
总之,采煤机落煤工艺在经济效益上、社会效益上都有一定的提高,因此进行落煤工艺改革时切实可行的。

技术来源、工艺特点、技术关键及对煤矿安全、技术进步的重要意义和作用
技术来源
采煤机落煤的采煤法是上世纪八十年代以来世界各主要采煤国家,为适应高产高效综采工作面发展和实现矿井集中化生产的需要,积极采用新技术,不断加速更新和改进滚筒采煤机的技术性能和结构,相继研制出一批高性能、高可靠性的采煤机。八十年代后期,借助中国和波兰科技使用的机遇,瞄准电牵引采煤机的发展方向,科总院上海分院首先在国内进行交流电牵引采煤机的攻关研制,经过多年的努力,终于取得成功。这是一台薄煤层强力爬底板交流电牵引采煤机,也是在国际上首次将交流调速技术应用于爬底板采煤机,它的开发研制成功为我国开发交流电牵引采煤机积累了经验。交流电牵引调速装置,为采煤机的液压牵引调速技术的更新换代开辟了一条新的途径。国内装机功率最大的MG400/920-WD型交流电牵引采煤机,1997年12月开始在晋城局凤凰山矿进行了井下工业性试验,三个月试验考核,累计出煤量522432吨,最高日产量达9292吨,取得了较好的效果。2005年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术。2001年大倾角电牵引采煤机和2002年短臂电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术大达到或接近国际先进水平。随着技术的发展和对采煤机的研究,电牵引采煤机装机功率达到1020kW,截割功率2×450kW,牵引功率2×50kW,牵引力700kN,滚筒截深可达1000mm,采高1000~4600mm。机械化采煤的优点是简化了采煤工艺,取消了工作面传统炮采的繁重的劳动工序,降低了材料消耗,实现高产高效,安全可靠性增加。
按照国家煤矿安监局办公室关于征求《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》修改意见的通知煤安监司函办〔2010〕3号,推动小型煤矿加快技术改造步伐,提高机械化水平,提升安全保障能力,实现小型煤矿安全生产状况不断好转。小型煤矿采用先进适用的新技术、新工艺和新装备,大力推进机械化改造,淘汰落后生产方式,提升办矿规模,提高技术装备水平,减人提效,走规模化、现代化发展之路,根据金虎煤矿的煤层条件和顶底岩性,使用MG300-BW型采煤机落煤,取代炮采工艺,改善生产劳动条件,提高效益,创造良好的安全生产条件。
工艺特点
高档普采工作面的工艺:采煤机落煤,机械装煤,单体液压支柱支护工作面,刮板运输机运输,采用全部垮落法(或其它管理法)管理顶板。采煤机骑在刮板运输机上,依靠采煤机上的牵引装置带动采煤机在工作面上运行,通过采煤机上的滚筒旋转,滚筒上的截齿截割煤割煤体实现落煤,滚筒下的装煤板将落煤装入刮板运输机实现自动装煤,摇臂可升降滚筒高度,实现了缓倾斜特厚煤层的一次采全厚开采,对地质条件的适应性较强,适应煤层的厚度变化。煤割煤后随即挂梁打柱,实现及时支护。这种采煤方法与炮采工艺相比,简化了采煤工艺,避免了工作面打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的劳动工序,降低了火工品材料消耗,改善劳动环境,安全可靠性得到增加。为此,近年来在煤矿积极推广,取得明显的经济效果,满足安全生产的需要。机械化采煤的优点是简化了采煤工艺,取消了工作面传统炮采的繁重的劳动工序,降低了材料消耗,实现高产高效,煤流均衡,瓦斯涌出稳定,利于通风管理,安全可靠性增加,有利于安排接替和均衡生产。
技术关键
采煤机工作环境十分恶劣,在运转时受到来自煤、岩石等巨大的冲击载荷,还受到煤尘、水雾等其它方面的污染。尽管采煤机在设计之初已充分考虑了防止水分及其它污染物侵入油液,但在实际工作中,采煤机的油液经常遭受污染,导致采煤机的液压元件和机械零件过早磨损,达不到使用寿命的情况时有发生。而采煤机如因故障停机,则将造成整个煤矿生产系统的瘫痪。因此,需要建立一套完整的故障诊断系统来准确描述采煤机的运行状态,并对故障进行诊断和预报,以增大采煤机的开机率,提高其可靠性,保证工作面的高效高产。同时在煤机使用过程中还应注意以下技术措施
1、工作面劳动组织
采煤机落煤工作面,每天可以三班出煤。每班的工作内容大致相同,配备的工种和人数也大致相同。与炮采工作面相比,减少了一些工序和工作,人数相对要少。根据金虎煤矿煤层厚度和工作面长度,每班工作面配备 15-20 人。
2、故障处理
1)采煤机常见故障
(1)液压系统故障
采煤机液压系统是故障率最高的部分。在煤矿井下,工作环境很差,不宜将液压系统拆开检查,拆开易使系统污染。液压系统是最容易被污染而发生故障的,如液压泵出现故障常常是油中浸入了杂质,引起泵的磨损和泄漏,造成系统流量不足,压力降低,温度升高。液压马达与泵有相类似的情况。系统的控制阀类受污染会发生动作失灵、阀受到卡阻、移动不到位,引起系统压力、流量发生不正常的变化。还有液压系统的密封问题引起系统的泄漏和外界杂物的侵入,导致系统发生故障。
(2)机械系统故障
机械系统故障主要有:联接松动,引起载荷分布发生变化,使某些部件受载恶化,发生断裂或损伤;齿轮传动系统和联接处发生故障,如磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度产生发热,引起温度升高。其它像安装、制造和使用等方面的原因都会引起机械系统出现故障,或零部件缺陷导致发生故障等等。
(3)轴承故障
采煤机牵引行走链轮负荷大,载荷不均,其支承轴承很容易发生磨损或滚动体碎裂等。这种支承轴承的严重损坏可能会影响到链轮轴、链轮及与其相啮合的其它零件,进而导致其它零件的损伤。采煤机摇臂部位各传动轴承受力很大,由于摇臂频繁升降,润滑状况较差,也极易发生轴承损伤故障。这些是采煤机在正常工作中经常发生的轴承故障。当然引起轴承故障的原因不仅仅是轴承过载,如润滑系统发生污染,润滑不良;轴承安装不正;载荷较大时与轴承相配合的轴、支承座发生变形等,均会导致轴承发生故障。还有设计、制造等方面的问题和轴承本身的缺陷等,都对轴承的使用和寿命有影响。
(4)故障诊断方法
对采煤机机械故障进行诊断的方法有多种,如振动诊断法、油液分析法、噪声诊断法、温度监测诊断法等。温度监测诊断法是使用最广泛的一种监测手段,它能正确、快速和灵敏地反映设备的工况状态。如系统中摩擦副零件一旦发生异常,磨损速率会大大增加,油样分析与磨损判定还需有一个过程,但温度确是最直接的反应。以定点在线温度监测诊断,可以准确定位,直观快速反映监测处状态。
对于采煤机,选择温度检测作为在线监测比较实用。对于机械传动系统,以轴承温度和传动箱油温及油位作为在线连续监测,并记录温度的历史变化,以便分析其变化趋势。同时辅之以定期的油样分析,这样既可以及时发现故障,又能预测故障的状态和发展趋势。
对于采煤机液压系统,可检测系统各部分的温度、压力和流量。按液压系统各部分的功能,元件的位置分布设置温度和压力的在线监测点,这样可建立诊断故障的温度监测场和压力监测场。有了这样两个监测场,可以根据温度、压力的场分布查寻故障,快速、准确地诊断确定液压系统的故障源,判定故障原因。同时采用油样分析来定期检查系统污染情况,以便在还未引起严重故障前,便能采取措施清除污染,保证系统安全、正常地工作。
3、防止输送机下滑的措施
煤层倾角>12°,必须装防滑、锚固装置;防止煤、矸等进入底槽,以减小底链运行阻力;工作面调成伪斜,当煤层倾角8~10°时,工作面平与巷成92~93°,使推移输送机的上移量与下移量相抵。;严格把握移输送机顺序,从工作面下端移输送机。;推移输送机时,用支柱顶住机头,拉紧机尾。煤层>18°时,要设防滑千斤顶。
4、煤层倾角大于15°时,采煤机必须设防滑装置。一般采用带有离合器的JH-8型回柱绞车改装成稳车,作用机组的防滑装置,并在上行割煤时由稳车钢丝绳向上带采煤机缆线,下行割煤时,打开离合器,缆线随机组下行自动下放。稳车钢丝绳的直径为12.5mm或15 .5mm。
5、防止跑底、飘刀问题。
底板起伏不平,或者底板浮煤过多,易造成采煤机跑底、飘刀,造成留底煤和啃顶板。在机组开始使用的一段时间内,经常发生跑底问题,为了解决此类问题,公司组织技术人员现场跟班,一是要求机道浮煤必须清理干净,二是采用垫机和近距离用单体支柱压锚链,迫使机组滚筒位置下降,解决了现场存在跑底问题。
6、采煤工作面过断层的技术措施
a)适当调整工作面方向;
b)按断层性质确定采用挑顶和下切或同时采用两种方法;
c)当岩石f<4时,采煤机直接割岩;
d)过断层时要预先减小采高;
e)当断层地段需下切或侧斜时,应使顶底板形成平缓侧斜变化;
f)在断层附近采取加强支护等措施。目 录前 言 1 第一章 项目建设的意义和必要性 5 第一节 项目建设的意义 5 第二节 项目建设的必要性 6 第三节 建设项目的可行性 8 第二章 技术来源、工艺特点、技术关键及对煤矿安全、技术进步的重要意义和作用 24 第三章 建设方案、地点、规模 28 第四章 设备选型及主要技术经济指标 29 第五章 外部配套条件落实情况及原材料供应 31 第一节 外部配套条件落实情况 31 第二节 煤炭运销和经济效益情况 31 第六章 环境保护、安全生产、生产技术标准 32 第一节 环境保护 32 第二节 安全生产 32 第三节 采面生产技术标准 36 第七章 建设工期和进度安排 39 第八章 组织机构及项目实施管理 40 第九章 项目承担单位及协作单位慨况 41 第十章 技术经济分析与评价 43 第一节 投资估算及资金筹措 43 第二节 技术经济指标 43 第十一章 项目财务分析与评价 45 第十二章 项目风险分析 46 第十三章 社会综合效益分析 47 附件:1、贵州省工商行政管理局2008年1月颁发的营业执照; 2、贵州省遵义县国家税务局颁发的税务登记证; 3、贵州省煤炭工业管理局2002年3月颁发的煤炭生产许可证; 4、贵州省煤矿安全监察局2010年3月颁发的安全生产许可证; 5、贵州省国土资源厅2008年12月颁发的采矿许可证; 6、贵州省煤炭管理局2007年7月颁发的矿长资格证;(过期) 7、2009年12月30日资产负债表; 8、2009年12月30日损益表; 9、贵州省能源局文件,黔能源发[2009]306号,关于遵义市煤炭管理局《关于呈报2009年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复; 10、贵州省煤炭管理局文件,黔煤生产字[2008]342号,关于遵义市煤炭局《关于请求对〈贵州省遵义县金虎煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告〉审查的报告》的批复。前 言按照国家煤矿安监局办公室关于征求《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》修改意见的通知煤安监司函办〔2010〕3号,推动小型煤矿加快技术改造步伐,提高机械化水平,提升安全保障能力,实现小型煤矿安全生产状况不断好转。小型煤矿采用先进适用的新技术、新工艺和新装备,大力推进机械化改造,淘汰落后生产方式,提升办矿规模,提高技术装备水平,减人提效,走规模化、现代化发展之路,有效防范和坚决遏制重特大事故,为经济发展方式转变提供强有力的安全生产保障。按照国家煤矿安监局办公室关于征求《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》修改意见的通知煤安监司函办〔2010〕3号文件要求的工作目标,到2012年底,全国小型煤矿机械化程度达到40%以上;回采工作面机械化程度达到45%以上,掘进装载机械化程度达到70%以上。煤层厚度≥0.8米的水平、近水平、倾斜煤层,地质条件简单到中等复杂的煤层实现机械化开采;鼓励具备能力的煤矿企业在地质条件复杂、急倾斜煤层等困难条件下,积极采用新技术、新工艺,推进机械化开采。随着采矿业的不断发展以及采矿规模的不断扩大,经常出现顶板、爆破等事故,迫使人们不得不重视和研究落煤工艺问题。建国以来,特别是进入21世纪以来,随着采煤方法和落煤工艺技术的深入发展,新技术、新材料、新工艺、新设备的不断使用,矿井支护技术取得了令人瞩目的成就,技术面貌发生了巨大的变化,获得了良好的技术经济效果。但是随着国家经济的发展以及对煤炭资源需求的增大,煤矿开采及建设速度的加快,也暴露出部分煤矿业主只追求经济效益而忽视安全投入和技术投入的不足,从而带来了一系列安全事故。放炮落煤在较短时间内释放大量瓦斯形成瓦斯积聚,产生大量粉尘,振动波扬起落尘,给瓦斯、煤尘爆炸创造了条件;放炮高温火源点燃瓦斯、煤尘引起瓦斯、煤尘燃烧、爆炸;同时,产生大量氮氧化合物和其它有毒有害气体,造成人员窒息;放炮使围岩和煤体结构被破坏变松动、破碎,容易发生冒顶、片帮事故;放炮崩人事故时有发生。在历年煤矿事故统计分析中,瓦斯爆炸事故最多,约占40%以上。在2009年上半年的全国事故统计中,我国煤矿可查事故共110起,死亡、失踪人员864人。放炮引起的安全事故占有很大的比例,如2009年4月12日11时59分, 四川宜宾市珙县马鞍山煤矿(私营有证煤矿)+400水平2221采煤工作面下煤眼掘进放炮时发生局部瓦斯爆炸事故,当时井下有8人作业,造成3人死亡,5人受伤。2009年4月17日16时30分接到报告,湖南郴州市永兴县樟树乡大岭煤矿炸药爆炸事故,造成19人死亡,1人下落不明,2009年5月16日2时15分, 山西大同矿务局麻家梁煤矿主立井工程(基建矿井)由中国中煤能源集团所属的中煤第一建设公司10处麻家梁项目部负责施工,施工至380米时发生炮烟窒息事故,现场有17人,送医院后,11人抢救无效死亡,4人重伤,2人轻伤。占事故死亡人数的3.9%,放炮引起的安全事故仍是煤矿安全生产的主要隐患。表一:   2009年1-6月煤矿事故类别图表
贵州省遵义县煤炭资源丰富。随着国家的产业政策、资源保护和环保政策的日益完善以及西部大开发的战略实施,全县现有煤炭供需形式正在转变,省内外煤炭需求量也不断加大,市场较为广阔。本县煤矿建设发展较快,但是许多煤矿的采煤方法、回采工艺和支护的技术含量低,其采面多采用放炮落煤为主,爆破伤人事故时有发生。因此迫切需要进行井巷、采面落煤工艺的改革,积极创造条件推广煤矿采煤新技术,创造安全工作环境,以杜绝顶板事故的发生。受遵义县山盆镇金虎煤矿的委托,我公司于2010年5月承担了山盆镇金虎煤矿回采工作面落煤工艺的可行性研究工作。遵义县山盆镇金虎煤矿位于贵州省北部,遵义市以北,隶属遵义市遵义县三盆镇管辖,距遵义县城69km,直线距离约40km,距遵义火电厂87km,距遵义县鸭溪火电厂87km,直线距离约35km。黔渝铁路、黔渝高等级公路从矿区东部约29km处经过,高坪至山盆柏油公路穿过矿区北东部,矿区内有相通,交通十分方便。矿井年设计生产能力9万t,设计可采煤层1层(为13煤层),煤层厚度0.96-1.63m,平均1.34m。煤层倾角6-15°,为缓倾斜煤层,煤种为无烟煤。矿井煤炭保有储量98万t,可采储量61.6万t,服务年限约5.2年。山盆镇煤矿主采13煤层,系缓倾斜薄及中厚煤层,根据开采设计,回采工作面布置在13煤层,采用走向长壁工作面后退式采煤法,单体液压支柱支护,放炮落煤,回采落煤工艺较为落后,安全状况不好,迫切需要改变回采落煤工艺。选用先进、适用的技术和装备,确保通过机械化改造,改变落后的生产方式,提升矿井规模、减人提效,提高煤矿安全生产水平和保障能力是该矿技术改革的迫切要求。采煤机落煤工艺是上世纪以来采用的一种落煤方式,适应缓倾斜煤层的开采条件,取得了显著成效,并在我国煤炭开采行业中广泛推行。采煤机由电力部、截割部 、牵引部等构成,通过截割部的截齿割煤体,实现采煤工作面落煤,由刮板运输机将煤炭运出工作面。这种采煤方法简化了打眼放炮落煤采煤工艺,取消了工作面打眼放炮等繁重的劳动工序,同时实现工作面均匀落煤,可实现三班连续采煤,大大提高了矿的原煤生产量,安全系数也得以增强;同时,减少了爆破环节,工作比较安全,降低了材料消耗,安全可靠性得到增加。通过认真分析业主提供的地质资料和收集的生产技术信息,认为在金虎煤矿回采工作面中采用采煤机落煤采煤方法,能够取得良好的技术经济效果和安全效益,其概算投资为292.3万元。 第一章 项目建设的意义和必要性第一节 项目建设的意义 贵州以“江南煤海”著称,全省煤炭资源远景储量2410亿吨,保有储量为498亿吨,是江南12个省区的总和,居全国第5位,具有储量大、煤种全、埋藏浅、分布聚、组合好的特点,煤层中还蕴藏有丰富的可供开发煤层气。贵州磷、煤、铝等矿产资源丰富,以电力为依托发展优势原材料产业具有得天独厚的优势。然而,随着新建火电机组大量投产,贵州煤炭产量的增长并未使省内电煤供应紧张局面得到缓解。大量电厂要么停机待料,要么把掺杂了大量矸石、粉煤灰甚至泥土等的电煤,也一古脑吞下去。去年电煤供应最紧张时,全省火力发电停机和减出力机组甚至超过200万千瓦,其中贵州金元集团公司因缺煤全年少发电达47.3亿千瓦时。据贵州省经贸委提供的消息,今年贵州省电煤需求量约4500万吨。在全省煤炭产需衔接会上,有关部门对省内电厂发电5500小时(机组设计利用小时数)以内的电煤需求量3597万吨已下达了指导计划。此外,5500利用小时外的800多万吨发电用煤基本没有落实。预测贵州省煤炭消费情况见表1-1-1。 根据2008年《遵义市矿产资源总体规划》,随着电力发展的需要,自2004年起至2010年止,鸭溪电厂六台(6×30MW)机组陆续建成,年需用煤600万吨,以及冶金、建材等主要工业部门和人民生活与其它用煤为300万吨/年,因此2010年,全县用煤量为900万吨/年。依据遵义县煤炭生产安排,到2010年底全县生产原煤仅为645万吨。2007年之前,由于对原煤矿山进行技改(30个),新建矿山18个,实际产量很少,自2008年开始,供煤逐年增长。为保证鸭溪电厂正常运转,不足之处由仁怀供给,预计自2005年起每年由50万吨逐渐增至200万吨。2010年后,为保证遵义年产80万吨氧化铝厂用电需要,计划建立28MW自备电厂,需煤100万吨/年,2010年前测算的用煤量900万吨,到2015年全县用煤量为1000万吨。根据安排,这期间共拟建新矿山21个,新增原煤产量165万吨,使全县原煤生产能力达810万吨,仍不能满足用煤之需。按块煤率40%计算,在810万吨原煤中,粉煤为486万吨,全部供电厂使用,尚差约200万吨,为保证电厂正常运转,自2007年起,每年需从仁怀县补给粉煤200万吨。
与此同时,贵州省地方中小型煤矿仍在大量使用放炮落煤的生产工艺,严重制约了中小型煤矿的发展,安全状况不理想。我国煤矿自上世纪八十年代在倾斜煤层开采中极积推广应用采煤机落煤,单体液压支柱支护工作面,实现高档普采工作面,取得了突破性的进展。
贵州省遵义县煤炭资源丰富。随着国家的产业政策、资源保护和环保政策的日益严格以及西部大开发的战略实施,全县现有煤炭供需形式正在好转,省内外煤炭需求量也不断加大,市场较为广阔。但是,煤矿设计生产能力较小,回采工艺和回采工作面支护含量较低,制约了煤矿的发展。多年来,全省煤矿发生的事故中,放炮事故时有发生。落煤方法存在着较多的隐患。因此迫切需要进行落煤工艺改革。
项目建设的必要性
遵义县山盆镇金虎煤矿位于贵州省遵义县山盆镇,行政区属遵义县山盆镇管辖。距遵义县城69km,直线距离约40km,距遵义火电厂87km,距遵义县鸭溪火电厂87km,直线距离约35km,黔渝铁路、黔渝高等级公路从矿区东部约29km处经过,高坪至山盆柏油公路穿过矿区北东部,矿区内有相通,交通十分方便。矿井内13煤层,系缓倾斜薄及中厚煤层,煤种均为无烟煤,矿井煤炭保有储量98万t,可采储量61.6万t。现设计生产能力为9万t/a,矿井爆破落煤工艺落后,采煤方法采用走向长壁后退式采煤法,单体液压支柱支护,安全状况不佳,严重制约矿井生产能力的提高和安全生产,迫切需要进行回采工艺和的改革。
落煤工艺改革的必要性
落煤工艺的需要
系缓倾斜煤层采用走向长壁后退式采煤法,单体液压支柱支护工作面,打眼放炮工作中繁重的劳动工序,放炮撤人站岗,炮烟污染工作环境,放炮崩倒支柱造成冒顶、片帮事故等,占用了工作和生产时间,严重制约矿井生产能力,影响安全生产。
根据金虎煤矿各巷道布置的层位及围岩的稳定状况,矿井应合理选择落煤工艺,利用合理的采煤工艺,选用合理的采煤设备。矿井回采工作面设计采用走向长壁后退式采煤法,放炮落煤,单体液压支柱支护。使用放炮落煤,消耗火工品量大,成本高,管理困难,劳动工序繁重,影响环境,又造成安全隐患。随着矿井生产能力的提高,影响范围增加,制约了矿井产量,安全工作也将受到制约与威胁。
安全生产的需要
采用放炮落煤的落煤工艺,劳动强度大,影响工作时间长,放炮产生烟雾,影响工人身体健康,管理难度大,常发生冒顶、片帮、崩人、点燃瓦斯煤尘等事故。采煤机落煤避免了放炮落煤带来的事故。而放炮落煤受工序的限制,生产能力低下,存在着在较短时间内释放大量瓦斯形成瓦斯积聚,产生大量粉尘,振动波扬起落尘,给瓦斯、煤尘爆炸创造了条件;放炮高温火源点燃瓦斯、煤尘引起瓦斯、煤尘燃烧、爆炸;同时,产生大量氮氧化合物和其它有毒有害气体,造成人员窒息;放炮使围岩和煤体结构被破坏变松动、破碎,容易发生冒顶、片帮事故;放炮崩人事故等安全安全隐患,因此,爆破作业伤亡事故常有发生。2009年上半年全国煤矿各类事故中,有可查的放炮事故发生次数所占一定的比例,约为3.9%。放炮仍是煤矿安全生产的重要隐患。由于煤层薄,炮采时炸药、电管用量较大(万吨耗分别为13646Kg/万t、23548发/万t),对顶板震动较大,加之推进速度缓慢,造成工作面顶板破碎,顶板管理难度增大,顶板事故相应增加。
采煤机落煤,单体液压支柱支护工作面,刮板运输机运输,构成高档普采工作面。采煤机骑在刮板运输机上,依靠采煤机上的牵引装置带动采煤机在工作面上运行,通过采煤机上的滚筒旋转,滚筒上的截齿截割煤割煤体实现落煤,滚筒下的装煤板将落煤装入刮板运输机实现自动装煤,摇臂可升降滚筒高度,适应煤层的厚度变化。煤割煤后随即挂梁打柱,实现及时支护。这种采煤方法和支护方式简化了采煤工艺,避免了工作面打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的劳动工序,降低了火工品材料消耗,安全可靠性得到增加。为此,近年来在煤矿积极推广,取得明显的经济效果,满足安全生产的需要。
环境保护的需要
根据煤矿统计,采用爆破作业,煤矿每生产1万t煤炭将约消耗1.3万kg炸药,2.3万发雷管,以产生的氮氧化合物和其它有毒有害气体为消耗炸药量的25倍量计算,煤矿每生产1万t煤炭将产生32.5万kg氮氧化合物和其它有毒有害气体,说明炸药消耗对大气产生严重的污染,对大气环境严重破坏,导致大气、降雨、土壤酸性加剧,环境问题更趋于恶化。而且随着国家对环境保护力度在不断加大,客观上要求进行落煤方式改革。
建设项目的可行性
矿井地理位置
遵义县山盆镇煤矿位于贵州省遵义县山盆镇,行政区属遵义县山盆镇管辖。距遵义县城69km,直线距离约40km,距遵义火电厂87km,距遵义县鸭溪火电厂87km,直线距离约35km,交通十分方便。(见交通位置示意图1-3-1)

一、地形地貌及气候

矿区地势南西高北东低,海拔标高一般1000-1200m,最高点位于关口以东山顶,海拔1315.0m,最低点位于北东角矿界1拐点,海拔770.0m,相对高差545.0m。矿区总体上属中低山地貌,区域夜郎组、茅草铺组地层覆盖范围广,冲沟、洼地、峰丛、溶斗、溶洞等地貌较发肓,夜郎组、茅铺组地层在逆向坡地带易形成陡崖、陡坡,含煤地层经多次风化剥蚀形成低凹或缓坡地形。矿区东边界外约100-500m的混支河,河水自南东-北西流向,其流量一般约30m3/s,区内无山塘、水库、河流存在,仅有几条季节性冲沟,多沿地层走向分布,沟水主要由大气降水补给,枯水季节基本无水,雨季随降水量的变化而变化。因此在开采浅部煤炭时,应加强顶板管理,以防地表水的溃入。煤矿所在区域属亚热带温暖湿润气候区,据遵义县气象局最近10年气象资料,平均气温14.6-16℃,日极端最高气温36℃,日极端最低气温-1℃,年平均降雨量900-1100mm,雨季多集中在5-9月,枯季在12月至次年3月,年平均相对湿度78%,年平均日照时数1000-1100小时,全年无霜期250-280天。灾害性天气主要有春旱、夏旱、夏暴雨、倒春寒、冰雹、凝冻等。

二、地质构造及煤层特征

1、地层

矿区出露最老地层为二叠系中统茅口组(P2m),最新地层为第四系(Q),由老到新依次叙述于下:(1)二叠系矿区二叠系地层出露不全,仅出露有二叠系中统(P2)及上统(P3)。 A、中统(P2)矿区二叠系中统(P2)出露不全,仅出露二叠系中统茅口组(P2m)。茅口组(P2m):灰、深灰色,中-厚层状灰岩、燧石灰岩,顶部为灰色中厚层状灰岩,具缝合线构造。产蜓:Verbeekina sp. Sphaerulina sp.、珊瑚及腕足类等动物化石。矿区东部及南部仅有部分出露。组厚约260m。与下伏地层呈整合接触。 B、上统(P3)区内二叠系上统出露地层为龙潭组(P3I)、长兴组(P3C),依次叙述于下: a、龙潭组(P3l)灰、浅灰、深灰、灰黑色,薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩,块状泥岩,中厚层状细砂岩,夹来岩;含煤10-13层,全区可采煤层1层,零星可采煤层2层;产大羽羊齿、束羊齿、栉羊齿等植物化石及腕足类动物化石。本组厚85-105m,平均厚94.72m。与下伏地层茅口组(P2m)呈假整合接触。 b长兴组(P3c)灰、深灰色中-厚层状灰岩,夹燧石灰岩,燧石呈团块状、结核状、透镜状或条带状,硬度大,夹炭质泥岩条带,产腕足类动物化石。本组厚62-76m,平均65m。与下伏地层龙潭组(P3l)呈整合接触。 C、三叠系三叠系在区内出露不全,仅出露三叠系下统夜郎组(T1y),下统茅草铺组(T1m)、中统松子坎组(T2s)及狮子山组(T2sh)、上统二桥组(T3e)出露于区外。夜郎组(T1y):灰绿、灰紫色,薄层状,粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,中厚层状细砂岩,浅灰色薄层状泥质灰岩,灰色中厚层状灰岩。本组厚约555m。与下伏地层呈整合接触。根据岩性由下至上可分三段: ①沙堡湾段(T1y1):灰绿、灰、浅灰色、深灰色块状泥岩、钙质泥岩,薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,夹薄层状泥质灰岩、中厚层状含泥灰岩,底部常为1-2层灰绿色蒙脱石泥岩薄层,产王氏克氏蛤Claraia wangi (patte)等瓣腮类动物化石。本段厚8-12m,平均10m。 ②玉龙山段(T1y2):灰、浅灰色、深灰色,薄~中厚层状含泥灰岩、灰岩夹泥质灰岩薄层,近顶部为一层鲕粒灰岩。本段厚165-270m,平均215m。 ③九级滩段(T1y3):灰、灰紫、紫灰、紫红、灰黄色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,块状泥岩夹粉砂岩薄层,中部夹灰岩、含泥灰岩,上部夹泥质灰岩,产王氏克氏蛤Claraia wangi (patte)等瓣鳃类动物化石。本段厚平均约330m。按岩性分为三亚段:第一亚段(T1y3-1)灰、灰紫、紫灰夹灰黄色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,下部夹生物屑灰岩透镜体。产瓣鳃类动物化石。厚215-240m。第二亚段(T1y3-2)灰、浅灰色中厚层状夹厚层状灰岩,偶夹钙质泥岩及含泥灰岩薄层,局部顶部为鲕粒灰岩。厚30-50m。出露于矿区外。第三亚段(T1y3-3)紫灰、灰紫色夹灰绿色、紫红色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,块状钙质泥岩、泥岩,偶夹含泥灰岩。厚40-60m。茅草铺组(T1m):灰色中厚层状夹厚层状灰岩,底部为泥质灰岩。仅矿区南西部有茅草铺组一段(T1m1)出露,出露厚50m左右。(3)第四系(Q)分布于P3l地层上部、中部低洼处。为灰、深灰、褐灰、黄灰色粉质土、砂质土、砾石等,厚约0-6m。与下伏地层呈不整合接触。矿区内含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l),为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩及煤层组成,全组厚85-105m,平均厚94.72m。

2、地质构造

矿区位于扬子准地台区川滇黔盆地黔北断拱山盆向斜东翼南段,区内地层主要呈北西~南东走向,倾向南西,倾角6-15°.一般8-12°。目前未发现断层和褶曲。

3、煤层特征

含煤岩系的含煤性矿区内含煤地层含煤10-13层,煤层总厚平均6.52m,含煤系数6.88%。但仅含一层可采煤层,编号为13煤层,其余多不可采。主采煤层特征如下: 13煤层:位于龙潭组(P3l)下部,距龙潭组(P31)底界23m左右,厚0.96-1.63m,平均1.34m,结构较简单,局部含0.07-0.13m炭质泥岩夹矸。厚度较稳定,为全区可采煤层。伪顶为0.3m左右深灰色泥质粉砂岩,含黄铁矿细晶,直接顶板为1.60-3.30m的灰色、深灰色薄层状粉砂岩,水平层理发育,含较多炭化植物碎片。煤层平均倾角6-15°,属缓倾斜薄及中厚煤层。主采煤层特征表1-3-1。

1、煤质及煤种

1)煤质物理特征 13煤层颜色为黑、灰黑色,似金属光泽、油脂光泽,结构为中条带夹宽条带状,层状构造,断口为阶梯状为主,参差状、棱角状次之,外生裂隙发育,裂隙面常被黄铁矿薄膜或方解石充填,脆度小,硬度较大。容重为1.42t/m3。宏观煤岩特征:13煤层由光亮型、半亮型煤组成,半暗型及暗淡型煤较少。显微组分:有机组分82.4%,粘土矿石9.8%,石英1.6%,黄铁矿2.0%,方解石1.3%;镜质组为80.60%,半镜质组1.6%,惰性组17.80%。 2)工业性质根据《贵族省遵义县山盆镇金虎煤资源储量核实报告》资料,煤层的工业分析见煤质特征表1-3-2 表1-3-2 可采煤层煤质特征表
3)煤种根据以上分析,根据中国煤炭分类国家标准(GBI5224-2004),金虎煤矿原煤煤种单一,煤层属于无烟煤,具有中灰、特中-高硫、低挥发分、高热值等特征,是煤化程度较高的煤种。该矿井原煤符合电煤用户对煤炭产品质量要求:灰分(Ad)≤32.00%,硫分(St,d)≤2.00%。可用于火力发电、民用煤。

一、落煤方式改革可行性分析

1、技术分析

金虎煤矿现采掘活动集中于13煤层,该煤层位于龙潭组(P3l)下部,伪顶为薄层状泥质粉砂岩,厚0.2m,直接顶板为薄层状粉砂质泥岩,厚1.10-2.00m,间接顶为薄层状粉砂岩,层理发育较为平整,局部裂隙较发育,平均厚2m;伪底为泥岩,厚0.1-0.5m左右,直接底为薄层状粉砂岩,层理发育,平整性脆,裂隙较发育,平均厚5m左右。目前,金虎煤矿设计采用走向长壁后退式采煤法,放炮落煤,单体液压支柱支护。该种采煤法和支护方式在缓倾斜煤层中的广泛使用,对煤层厚度(2m以下)、煤层倾角(45°以下)、地质构造(断层、褶曲)变化的适应性强。但该种落煤方法采煤工艺复杂、落煤和管理工作繁重,安全条件差;同时工作面火工品耗量大,因此该种采煤法和支护方式应进行改革。普采工作面是采用采煤机(破)落煤,采煤机自动装煤的一种采煤工艺,减少了打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的劳动工序,大大减轻了工人的劳动强度,提高劳动生产效率,提高产量,减少了火工品等材料消耗,减少了放炮落煤带来的冒顶、片帮、崩人、点燃瓦斯煤尘、人员窒息等安全隐患,创造良好的经济效益和社会效益。高档普采工作面和普通的炮采工作面在工序中,除破煤和装煤工艺不同,其余工序:运煤、支护、采空区处理等,两种采煤方法基本相同。高档普采工作面由采煤机,可弯曲链板输送机,液压支柱和金属顶梁构成,可使前三工序机械化。由于有液压支柱,因此顶板维护状况良好,支护和控顶虽为手工操作,但劳动强度大为减轻,功率亦较大,年产量可达20~30万t。金虎煤矿13煤层:位于龙潭组(P3l)下部,距龙潭组(P31)底界23m左右,厚0.96-1.63m,平均1.34m,结构较简单,局部含0.07-0.13m炭质泥岩夹矸。厚度较稳定,为全区可采煤层。伪顶为0.3m左右深灰色泥质粉砂岩,含黄铁矿细晶,直接顶板为1.60-3.30m的灰色、深灰色薄层状粉砂岩,水平层理发育,含较多炭化植物碎片。13煤层颜色为黑、灰黑色,似金属光泽、油脂光泽,结构为中条带夹宽条带状,层状构造,断口为阶梯状为主,参差状、棱角状次之,外生裂隙发育,裂隙面常被黄铁矿薄膜或方解石充填,脆度小,硬度较大。容重为1.42t/m3。科总院上海分院研制的MG300-BW滚筒式采煤机综合了国内外薄煤层采煤机使用经验,针对我国具体国情而设计的新型大功率薄煤层采煤机。该机设计新颖、结构先进,在薄煤层领导处于领先水平。该采煤机适用于薄煤层工作面,机型结构设计新颖。采用多台电机横向布置,无链液压牵引,无底托架设计,液压传动箱和行走部为一整体机壳,整机强度高,结构紧凑,事故率低,适应性强,三台电机各自运行,生产效率高,装机功率大,适合我国具体国情设计的大功率新型薄煤层采煤机。高档普采工作面布置图下图:1-3-1 由于采煤机采用机械落煤,减少了放炮环节,取消了工作面打眼放炮、站岗、攉煤等繁重的劳动工序,减少了爆破材料消耗,落煤均匀,避免了瓦斯涌出不均衡而造成的瓦斯积集,减少炮烟污染工作环境,有利于安排接替和均衡生产;同时,使采煤工艺简单化,增加了回采工作面的产量和作业的安全可靠性。根据金虎煤矿煤层赋存特征及煤层顶底板岩性,设计回采工作面采用采煤机落煤进行采煤。采煤机落煤采煤法在山盆镇金虎煤矿回采工作面的设计应用如下: 1、 采煤机组成和结构双滚筒采煤机主要由左、右牵引部、截割部、行走箱、左右牵引活接、左右摇臂活接、底拖架及电控部组成。 1、 采煤工艺采煤工作包括五个部分工序:破煤、装煤、运输、支护、控顶。 (1)破煤 普采工作面的破煤工序由采煤机完成。采煤机骑在输送机上,由输送机机槽支承和导向,煤机靠采煤机上的牵引装置带动采煤机在工作面上运行,安装在煤机滚筒上的截齿截割煤割煤体实现落煤,煤机滚筒割煤尘源的自动跟踪喷雾降尘,移溜器将刮板运输机推进至煤壁。采煤机的工作方式 A、滚筒位置:一端或两端 B、旋转方向:左右工作面、左右螺旋、左面右旋、右面左旋











技术来源、工艺特点、技术关键及对煤矿安全、技术进步的重要意义和作用
技术来源
采煤机落煤的采煤法是上世纪八十年代以来世界各主要采煤国家,为适应高产高效综采工作面发展和实现矿井集中化生产的需要,积极采用新技术,不断加速更新和改进滚筒采煤机的技术性能和结构,相继研制出一批高性能、高可靠性的采煤机。八十年代后期,借助中国和波兰科技使用的机遇,瞄准电牵引采煤机的发展方向,科总院上海分院首先在国内进行交流电牵引采煤机的攻关研制,经过多年的努力,终于取得成功。这是一台薄煤层强力爬底板交流电牵引采煤机,也是在国际上首次将交流调速技术应用于爬底板采煤机,它的开发研制成功为我国开发交流电牵引采煤机积累了经验。交流电牵引调速装置,为采煤机的液压牵引调速技术的更新换代开辟了一条新的途径。国内装机功率最大的MG400/920-WD型交流电牵引采煤机,1997年12月开始在晋城局凤凰山矿进行了井下工业性试验,三个月试验考核,累计出煤量522432吨,最高日产量达9292吨,取得了较好的效果。2005年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术。2001年大倾角电牵引采煤机和2002年短臂电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术大达到或接近国际先进水平。随着技术的发展和对采煤机的研究,电牵引采煤机装机功率达到1020kW,截割功率2×450kW,牵引功率2×50kW,牵引力700kN,滚筒截深可达1000mm,采高1000~4600mm。机械化采煤的优点是简化了采煤工艺,取消了工作面传统炮采的繁重的劳动工序,降低了材料消耗,实现高产高效,安全可靠性增加。
按照国家煤矿安监局办公室关于征求《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》修改意见的通知煤安监司函办〔2010〕3号,推动小型煤矿加快技术改造步伐,提高机械化水平,提升安全保障能力,实现小型煤矿安全生产状况不断好转。小型煤矿采用先进适用的新技术、新工艺和新装备,大力推进机械化改造,淘汰落后生产方式,提升办矿规模,提高技术装备水平,减人提效,走规模化、现代化发展之路,根据金虎煤矿的煤层条件和顶底岩性,使用MG300-BW型采煤机落煤,取代炮采工艺,改善生产劳动条件,提高效益,创造良好的安全生产条件。
工艺特点
高档普采工作面的工艺:采煤机落煤,机械装煤,单体液压支柱支护工作面,刮板运输机运输,采用全部垮落法(或其它管理法)管理顶板。采煤机骑在刮板运输机上,依靠采煤机上的牵引装置带动采煤机在工作面上运行,通过采煤机上的滚筒旋转,滚筒上的截齿截割煤割煤体实现落煤,滚筒下的装煤板将落煤装入刮板运输机实现自动装煤,摇臂可升降滚筒高度,实现了缓倾斜特厚煤层的一次采全厚开采,对地质条件的适应性较强,适应煤层的厚度变化。煤割煤后随即挂梁打柱,实现及时支护。这种采煤方法与炮采工艺相比,简化了采煤工艺,避免了工作面打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的劳动工序,降低了火工品材料消耗,改善劳动环境,安全可靠性得到增加。为此,近年来在煤矿积极推广,取得明显的经济效果,满足安全生产的需要。机械化采煤的优点是简化了采煤工艺,取消了工作面传统炮采的繁重的劳动工序,降低了材料消耗,实现高产高效,煤流均衡,瓦斯涌出稳定,利于通风管理,安全可靠性增加,有利于安排接替和均衡生产。
技术关键
采煤机工作环境十分恶劣,在运转时受到来自煤、岩石等巨大的冲击载荷,还受到煤尘、水雾等其它方面的污染。尽管采煤机在设计之初已充分考虑了防止水分及其它污染物侵入油液,但在实际工作中,采煤机的油液经常遭受污染,导致采煤机的液压元件和机械零件过早磨损,达不到使用寿命的情况时有发生。而采煤机如因故障停机,则将造成整个煤矿生产系统的瘫痪。因此,需要建立一套完整的故障诊断系统来准确描述采煤机的运行状态,并对故障进行诊断和预报,以增大采煤机的开机率,提高其可靠性,保证工作面的高效高产。同时在煤机使用过程中还应注意以下技术措施
1、工作面劳动组织
采煤机落煤工作面,每天可以三班出煤。每班的工作内容大致相同,配备的工种和人数也大致相同。与炮采工作面相比,减少了一些工序和工作,人数相对要少。根据金虎煤矿煤层厚度和工作面长度,每班工作面配备 15-20 人。
2、故障处理
1)采煤机常见故障
(1)液压系统故障
采煤机液压系统是故障率最高的部分。在煤矿井下,工作环境很差,不宜将液压系统拆开检查,拆开易使系统污染。液压系统是最容易被污染而发生故障的,如液压泵出现故障常常是油中浸入了杂质,引起泵的磨损和泄漏,造成系统流量不足,压力降低,温度升高。液压马达与泵有相类似的情况。系统的控制阀类受污染会发生动作失灵、阀受到卡阻、移动不到位,引起系统压力、流量发生不正常的变化。还有液压系统的密封问题引起系统的泄漏和外界杂物的侵入,导致系统发生故障。
(2)机械系统故障
机械系统故障主要有:联接松动,引起载荷分布发生变化,使某些部件受载恶化,发生断裂或损伤;齿轮传动系统和联接处发生故障,如磨损、疲劳破坏或过载损坏等。这些故障往往都不同程度产生发热,引起温度升高。其它像安装、制造和使用等方面的原因都会引起机械系统出现故障,或零部件缺陷导致发生故障等等。
(3)轴承故障
采煤机牵引行走链轮负荷大,载荷不均,其支承轴承很容易发生磨损或滚动体碎裂等。这种支承轴承的严重损坏可能会影响到链轮轴、链轮及与其相啮合的其它零件,进而导致其它零件的损伤。采煤机摇臂部位各传动轴承受力很大,由于摇臂频繁升降,润滑状况较差,也极易发生轴承损伤故障。这些是采煤机在正常工作中经常发生的轴承故障。当然引起轴承故障的原因不仅仅是轴承过载,如润滑系统发生污染,润滑不良;轴承安装不正;载荷较大时与轴承相配合的轴、支承座发生变形等,均会导致轴承发生故障。还有设计、制造等方面的问题和轴承本身的缺陷等,都对轴承的使用和寿命有影响。
(4)故障诊断方法
对采煤机机械故障进行诊断的方法有多种,如振动诊断法、油液分析法、噪声诊断法、温度监测诊断法等。温度监测诊断法是使用最广泛的一种监测手段,它能正确、快速和灵敏地反映设备的工况状态。如系统中摩擦副零件一旦发生异常,磨损速率会大大增加,油样分析与磨损判定还需有一个过程,但温度确是最直接的反应。以定点在线温度监测诊断,可以准确定位,直观快速反映监测处状态。
对于采煤机,选择温度检测作为在线监测比较实用。对于机械传动系统,以轴承温度和传动箱油温及油位作为在线连续监测,并记录温度的历史变化,以便分析其变化趋势。同时辅之以定期的油样分析,这样既可以及时发现故障,又能预测故障的状态和发展趋势。
对于采煤机液压系统,可检测系统各部分的温度、压力和流量。按液压系统各部分的功能,元件的位置分布设置温度和压力的在线监测点,这样可建立诊断故障的温度监测场和压力监测场。有了这样两个监测场,可以根据温度、压力的场分布查寻故障,快速、准确地诊断确定液压系统的故障源,判定故障原因。同时采用油样分析来定期检查系统污染情况,以便在还未引起严重故障前,便能采取措施清除污染,保证系统安全、正常地工作。
3、防止输送机下滑的措施
煤层倾角>12°,必须装防滑、锚固装置;防止煤、矸等进入底槽,以减小底链运行阻力;工作面调成伪斜,当煤层倾角8~10°时,工作面平与巷成92~93°,使推移输送机的上移量与下移量相抵。;严格把握移输送机顺序,从工作面下端移输送机。;推移输送机时,用支柱顶住机头,拉紧机尾。煤层>18°时,要设防滑千斤顶。
4、煤层倾角大于15°时,采煤机必须设防滑装置。一般采用带有离合器的JH-8型回柱绞车改装成稳车,作用机组的防滑装置,并在上行割煤时由稳车钢丝绳向上带采煤机缆线,下行割煤时,打开离合器,缆线随机组下行自动下放。稳车钢丝绳的直径为12.5mm或15 .5mm。
5、防止跑底、飘刀问题。
底板起伏不平,或者底板浮煤过多,易造成采煤机跑底、飘刀,造成留底煤和啃顶板。在机组开始使用的一段时间内,经常发生跑底问题,为了解决此类问题,公司组织技术人员现场跟班,一是要求机道浮煤必须清理干净,二是采用垫机和近距离用单体支柱压锚链,迫使机组滚筒位置下降,解决了现场存在跑底问题。
6、采煤工作面过断层的技术措施
a)适当调整工作面方向;
b)按断层性质确定采用挑顶和下切或同时采用两种方法;
c)当岩石f<4时,采煤机直接割岩;
d)过断层时要预先减小采高;
e)当断层地段需下切或侧斜时,应使顶底板形成平缓侧斜变化;
f)在断层附近采取加强支护等措施。

第一章 设备选型及主要技术经济指标

采煤工作面装有采煤机、可弯曲链板输送机,液压支柱和金属顶梁的高档普通机械化采煤,简称高档普采。根据金虎煤矿煤层赋存特征及煤层顶底板岩性,选用科总院上海分院研制的MG300-BW滚筒式采煤机,选用SGB-620/40T可弯曲刮板输送机,DWL6-300/100(D)外注式单体液压支柱(安全专篇),配备HDJA-800型铰接顶梁。 MG300-BW滚筒式采煤机主要技术参 1、适用煤层 采高 0.85-1.6m 倾角 ≤30° 煤质硬度 f≤3 2、截深:0.8m 3、滚筒直径:Φ850 4、调高方式:液压调高 5、生产能力 最大理论生产能力 528t/h 经济生产能力249t/h 6、截割部 滚筒转速:75.62rpm 滚筒直径:Φ850 7、调高方式:液压调高 8、牵引部 牵引方式:液压无级调速、摆线齿轮、销排无链牵引 9、最大牵引力:20t 10、牵引速度:0-5.5m/min 11、电动机 牵引电机 SGB-620/40T可弯曲刮板输送机主要技术参数名   称 : SGB620/40T 出厂长度 : 100米输 送 量: 150吨/时 链 速: 0.86米/秒 电动机 型 号 : DSB-40 功 率 : 2 ×40千瓦 转 速 : 1470转/分 电 压 : 380/660伏 DW16-300/100(D)外注式单体液压支柱主要技术参数最大高度(mm):1600 最小高度(mm):1005 伸缩行程(mm):595 额定工作阻力(KN):300 额定工作液压(Mpa):38.2 油缸直径(mm):100 泵站压力(Mpa):-15~20 初撑载荷(KN): 118~157 使用工作液:含M10乳化剂1%~2%乳化液特殊支护材料十字铰接梁、长钢梁。

第二章 外部配套条件落实情况及原材料供应

第一节 外部配套条件落实情况

本矿为整合矿井,所需外部条件具备。 1、金虎煤矿主采煤层原煤煤质特征:表5-1-1
2、交通条件遵义县山盆镇煤矿位于贵州省遵义县山盆镇,行政区属遵义县山盆镇管辖。距遵义县城69km,直线距离约40km,距遵义火电厂87km,距遵义县鸭溪火电厂87km,直线距离约35km,交通十分方便。 3、水源、电源本矿生活用水和生产用水为来自矿区东边界约100-500m的混支河,其流量一般约30m3/s。矿井供电一回路引至山盆区域变电站10kv线路,供电距离7km,另一回路由山盆丁村水电站10kv线路供电,供电距离5km。

第一节 煤炭运销和经济效益情况

矿井所生产的原煤主要销往遵义地区,电厂或民用煤,市场前景好,效益可观。根据对市场的调查,遵义地区原煤目前售价为:240元/吨(含税费)。

1、技术经济分析

(1) 年销售收入:9万吨×240元/吨=2160万元,(2) 年生产成本:9万吨×95元/吨=885万元,(3) 年税费总额:9万吨×31.4元/吨=282.6万元,(4) 净利润总额:2160-885-282.6=1192.4万元。

2、评价

矿井井型9万吨/a,工期7个月,矿井达到设计产量时需追加投资292.3万元,吨煤投资32.5元。矿井年销售收入2160万元,年净利润总额1192.4万元。投资回收期约2.94个月(不含建设期),综上所述,矿井建设工期短、经济、社会效益显著。

第一章 环境保护、安全生产、生产技术标准

第一节 环境保护

根据统计资料分析,采用炮采工艺,炮采时炸药、电管用量万吨耗分别为13646Kg/万t、23548发/万t左右,以产生的氮氧化合物和其它有毒有害气体为消耗炸药量的25倍量计算,煤矿每生产1万t煤炭将产生32.5万kg氮氧化合物和其它有毒有害气体,每年产生292.5万kg氮氧化合物和其它有毒有害气体,说明炸药消耗对大气产生严重的污染,对大气环境严重破坏,导致大气、降雨、土壤酸性加剧,环境问题更趋于恶化,采用采煤机落,没有氮氧化合物和其它有毒有害气体产生,对环境保护效果十分明显。

第二节 安全生产

一、采煤机的安全技术措施 1、采煤机司机经培训考试合格并持有合格证后方可操作。 2、正、副司机均需熟悉本工作面作业规程。 3、司机接班后,要对采煤机和工作面情况全面了解,检查煤层顶底板变化情况和支护情况,输送机中部槽是否错位,挡煤板是否脱销、缺少连接螺丝和严重变形现象。 4、采煤机的检查。(1)各部件是否齐全、完整,各部螺丝是否齐全、紧固。(2)截齿是否齐全、锐利、固定牢靠。(3)各操作系统手把、按钮、阀门等是否完好灵活,位置正确。(4)各部润滑油是否油量充足和变质。(5)牵引链是否松紧适当、固定可靠,有无挤链,拧链和断链现象,联接环是否连接可靠。(6)冷却和喷雾系统是否畅通,水量、水压是否符合要求,管路有无损坏。 5、开机:(1)把电机换向器手把转到工作位置,合上“急停”按钮。(2)利用“信号”按钮给输送机司机发开车信号。(3)打开水闸门,给采煤机供水,并检查机组滚筒附近不应有工作人员,否则,不得开机。(4)按“主启”按钮启动电动机,观察滚筒转动方向及各部声音是否正常,确认无误后,转动调速手把,牵引采煤机(截割部离合手把如事先不在工作位置,应先点动电机,待电机将要停止运输时再合上离合器)。(5)翻转挡煤板,应调高滚筒使挡煤板自由转到滚筒下面,然后下降摇臂,使挡煤板微接触底浮煤,缓慢牵引采煤机,使挡煤板借助浮煤的托力转动到滚筒后面。 6、停机:正常情况下,用“主停”按钮停止割煤机,停机时应先将调速手把转到零位,然后按“主停”按钮,停机10-15分钟后再关闭水门停止供水,如停机时间长应将“急停”按钮拉下来,电机换向器手把应打到停电位置。截割部离合手把亦应转到分的位置(采煤机司机离开工作面时同样)。 7、注意事项:(1)采煤机的牵引速度应由小到大慢慢调整,不准快速转动调速手把和盲目开快车。(2)不准用采煤机割石头。(3)不准将大块矸石、煤块、木料等拉入托架下面。(4)截割部油温不宜超过800C,牵引部油温,不得高于600C和低于150C。(5)不同牌号的油禁止混用。(6)非紧急情况不准用电机换向器停止采煤机。(7)无水不得开机。(8)检查滚筒和换截齿时必须断开电源和打开离合器。二、单体液压支柱支、回柱的安全技术措施 1、支柱:(1)支柱时要两人配合作业。一人将支柱对号入座,支在实底上,并抓好支柱手把,扳动注液枪手把升柱,注液枪插入阀嘴前,应先用注液枪冲洗阀嘴。另一人要查看顶板,扶好顶梁,防止顶梁掉下砸人。柱子升紧前,要把顶梁调正,使之垂直于煤壁,并保障接顶。(2)支柱时,应将三用阀嘴朝向老空区。(3)注液枪用完后,应挂在支柱手把上,禁止将注液枪抛在底板上,禁止用注液枪砸三用阀,要防止注液枪管缠绕打结或被煤岩埋住。(4)禁止使用漏液或失效的支柱,禁止用不正当的方式处理漏液的三用阀。(5)支柱工用手抓支柱时,应使掌心向上,防止升柱过程中顶板掉落小块矸石砸伤手背。(6)支柱必须达到规定的初撑力。才能停止注液。 2、回柱:(1)回柱前要检查周围顶板,支架是否完好,如有断梁、缺柱以及其它不安全因素时,必须处理后方可回柱。] (2)回柱要两人配合,一人回柱,一人观察顶板。回柱时必须在支架完好的安全地点进行工作,要清理好退路,打好护身支柱,并告知在附近工作的其它人员。(3)当顶板来压和遇到其它险情时,要停止回柱,待处理后再回撤。允许分段回柱时,分段工作间距不得小于规定。(4)大面积悬顶和顶板压力过大时,不得人工回柱,应用绞车远距离回柱,或用其他安全方式回撤。(5)回柱要严格执行八大要领:一问(问顶);二松(松悬矸);三清(清后路);四支(支好作业规程规定的特殊支柱);五喊(喊附近人员注意);六回(回支柱、顶梁);七运(运出支柱、顶梁);八竖(回出的支柱顶梁竖放)。(6)单体液压支柱卸载时,必须使用卸载手把或专用工具远距离卸载,卸载时,必须由小到大逐步卸载,待顶板稳定,支柱脱离顶梁后,方可快速卸载。(7)单体液压支柱不准用绞车回撤,如出现死柱,可用卧底挑顶方法回出,并严禁放炮回出。(8)回出的单体液压支柱,要补升到切顶线排或立放在第二与第三排支柱之间,对支柱要轻搬轻放,严禁乱抛,碰砸以免损坏支柱。 3、端头支护工(1)工作面端头支护采用11#工字钢梁四对八梁,交替迈步使用。打好切顶支柱,切顶支柱用单体液压支柱和绞接顶梁配合支护,并打好斜撑支柱。(2)长钢梁必须保持一梁三柱,排距、柱距、长钢梁间距符合作业规程规定,支柱迎山有力。(3)每对长钢梁两梁间的交错长度,必须符合作业规程规定。(4)长钢梁必须垂直煤壁,架设平整,紧贴顶板。(5)必须先移端头支护,后移机头机尾。(6)上下缺口放炮后,当顶板破碎、断层、压力大时,必须先支设临时支柱,处理好安全后才能出煤,移端头支护。(7)当长钢梁出现变形、损坏时,必须及时更换合格的长钢梁三、通风、瓦斯管理的安全技术措施 1、所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2%,其体积超过0.5m3的现象或巷道风流中瓦斯浓度超过《煤矿安全规程》的规定值。 2、矿井必须从采掘工作、生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚,瓦斯积聚时必须及时处理。通风异常与瓦斯涌出异常是造成瓦斯积聚的根本原因。因此,防止瓦斯积聚的根本措施是避免这些异常的发生,或者一旦出现异常,必须及时采取措施,在未造成事故或灾害之前,使其恢复正常;如果经处理仍不能恢复正常,应将其控制在局部地点,使异常局部化,并在异常区采取措施杜绝一切可能产生的火源或撤人,以策安全。 3、当发生瓦斯积聚时,必须按照《煤矿安全规程》中的有关规定严格执行处理措施。 4、矿井必须从采掘生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚;当发生瓦斯积聚时,必须及时处理。 5、.矿井必须有因停电和检修主要通风机停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后,所有受到停风影响的地点,都必须经过通风、瓦斯检查人员检查,证实无危险后,方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的巷道内,都必须检查瓦斯,只有瓦斯浓度符合本规程规定时,方可开启。 6、临时停工的地点,不得停风;否则必须切断电源,设置栅栏,揭示警标,禁止人员进入,并向矿调度室报告。停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3.0%或其他有害气体浓度超过本规程的规定不能立即处理时,必须在24h内封闭完毕。 7、恢复已封闭的停工区或采掘工作接近这些地点时,必须事先排除其中积聚的瓦斯。排除瓦斯工作必须制定安全技术措施。 8、严禁在停风或瓦斯超限的区域内作业。 9、局部通风机因故停止运转,在恢复通风前,必须首先检查瓦斯,只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%,方可人工开启局部通风机,恢复正常通风。 10、停风区中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%,最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0%时,必须采取安全措施,控制风流排放瓦斯。 11、停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0%时,必须制订安全排瓦斯措施,报矿技术负责人批准。 12、在排放瓦斯过程中,排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过1.5%,且采区回风系统内必须停电撤人,其他地点的停电撤人范围应在措施中明确规定。只有恢复通风的巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%和二氧化碳浓度低于1.5%时,方可人工恢复局部通风机供风巷道内电气设备的供电和采区回风系统内的供电。五、安全注意事项 1、打缺口时,应先移长钢梁临时支护或打临时支柱。检查支护情况,确认无顶板冒顶、煤壁片帮等危险后,方可作业,否则不准作业。 2、放炮后,严格执行敲帮问顶制度,有伞檐必须及时处理。 3、攉煤时,人员严禁骑跨溜子作业。应面向机尾作业,防止大块煤伤人及锚链弹击伤人。 4、工作面溜子机尾的压柱必须打牢,不得少于2根支柱。 5、大块煤矸必须先破碎后装运。 6、缺口内的浮煤必须清理干净。 7、攉煤工必须在支架支护下工作,严禁空顶作业。根据具体情况支设临时支柱,并认真处理伞檐和松动的煤壁,然后才能工作。不准骑跨溜子、牵引绳或锚链攉煤,以防止伤人。

第三节 采面生产技术标准

高档普采采煤法采煤工作主要包括三个部分:落煤、支护、回柱放顶,以及在下部两巷维护、设备管理等工作。一、顶板管理 1、工作布控人顶板范围,顶底板揿近量按采高≤100cm/m,工作面顶板不出现台阶下沉; 2、机道梁端至煤壁顶板冒落高度不200mm,总体不大于300mm; 3、不准随意留顶煤开采。二、工作面支护 1、新设支柱初撑力不小于90KN; 2、工作面支柱要打成直线,其偏差不超过±100mm(局部变化地区可回柱)。柱距偏差不大于±100mm,排距偏差不超过±100mm; 3、底板松软时支柱要穿柱鞋,钻底<100mm;三、安全出口和端头支架 1、工作面上下机头处正确使用好4对8根长钢梁或双锲调角定位顶梁(不少于架)支护,支柱初撑力不小于90KN; 2、工作面上、下出口的两巷,超前支护必须用单体液压支柱和铰接梁(或长钢梁),距煤壁10m范围内打双排柱,10-20m范围内打单排柱; 3、上、下顺槽5睚工作面煤壁20m范围内支架完整无缺,高度不低于1.6。四、回柱放顶 1、控顶距离符合作业规程要求,回风、运输顺槽与工作面放顶线放齐(机头处可根据作业规程放宽1排); 2、用全部陷落法管理顶板的工作面,采空区冒落高度普遍不小于1.5倍采高,局部悬顶和冒落高度不充分(<2×5m2),用丛柱加强支护,超过的要进行放顶; 3、切顶线支柱数量齐全,无空载和失效支柱,挡矸有效。特殊支护(戗柱、戗棚)作业规程要求。放顶时按组配足水平锲(每组不濒于个); 4、无空载支柱。五、煤壁机道 1、煤壁平直,与顶底板垂直,伞檐:伞檐长度1m时,其最大突出部分,薄煤层不150mm,中厚以上煤层不200mm,伞檐长度1m以下时,伞檐最大突出部分,薄煤层不200mm,中厚以上煤层不250mm; 2、靠煤壁点柱按作业规程要求架设及时、齐全; 3、机道内顶梁水平锲数量齐全(每梁一个)用小链与梁联挂。六、两巷与文明生产 1、巷道净高不低于1.8m; 2、支柱完整,无断梁折柱,无空帮空顶,无浮碴、杂物; 3、材料、设备码放整齐并有标志牌; 4、管线吊挂整齐,行人侧宽度不小于0.7m。七、机电设备 1、乳化液泵站和液压系统完好,不漏液,压力≥18MPa,乳化液浓度不低于2%-3%; 2、工作面运输机头与顺槽运输机搭接合理,底链不拉回头煤,顺槽刮板运输机挡煤板和刮板、螺栓齐全完整。机采工作面运输机铲煤板齐全; 3、顺槽胶带输送机机架、托滚齐全完好,胶带不跑偏。电缆悬挂、管子铺设符合规定,开关要上架,煤电钻电缆要盘好,闲置设备和材料放在安全20m以外的安全地点。电气设备上方有淋水,要有放水措施; 4、采煤机完好 ,不漏油,不缺齿。八、安全管理 1、工作面和顺槽运输机机头机尾有压(戗)柱。小绞车有牢固压(戗)柱或地锚,行人通过的顺槽运输机机尾处要加盖板。 2、支柱高度与采高相符不得超过使用; 3、在用支柱完好、不漏液、不自动卸载,无外观缺损。达不到此要求的支柱不超过3根。 4、支柱迎山有力,不出现连续3根以上支柱迎山角或退山角过大,倾角>15°的工作面支柱,必须必须有防倒措施,采煤机和刮板机设防装置; 5、铰接顶梁工作面铰接率>90%。回收时将下拐点以外的护架平放在运输辅巷中,在放平段的尾部,由地沟向煤层顶底板两帮扩巷,到钢梁两端露出为止,这时钢梁失去两侧煤台的支承,应及时打上点柱支承悬露出来的护架,下部的回收巷道高度不小于 1.2m 。回收工作自最后一根钢梁开始,卸掉螺栓、夹板,将钢梁由小眼运走,钢丝绳也由小眼拉出。后方悬露出的假顶应及时架设点柱维护,当达到一定控顶距时回柱放顶。 九、工作面劳动组织采煤机落煤的高档普采工作面,每天可以三班出煤。每班的工作内容大致相同,配备的工种和人数也大致相同。根据金虎煤矿的煤层厚度和工作面长度,工作面配备 15-20人。

第二章 建设工期和进度安排

山盆镇煤矿为生产矿井,2009年底建成,2010年3月通过验收,回采工作面采煤机方式改革项目计划2010年4月,列入矿井年度计划,同时也计划安排有关人员到相关单位学习。方案成熟后,立即组织进购设备,投入生产。

第三章 组织机构及项目实施管理

项目由遵义县山盆镇煤矿负责组织和实施,遵义县工业经济局负责管理。

第四章 项目承担单位及协作单位慨况

项目承担单位为遵义县山盆镇金虎煤矿。尚未联系有协作单位,采煤机落煤工艺作为金虎煤矿新上项目,尚缺乏技术和经验,必须找有具有采煤机落煤工艺技术和经验的协作单位,如六盘水各矿业集团公司、林东矿务局及其下属具有采煤机落煤工艺技术和经验的煤矿,给以协作和帮助。

第五章 技术经济分析与评价

第一节 投资估算及资金筹措

一、投资估算

1、估算原则及依据

原则上执行煤炭现行造价标准和现行价格,根据有关文件规定,按照矿井支护可行性研究设计内容、主要工程量和设备数量进行估算。 设备及工器具购置估算费用为252.3万元, 安装工程、培训及其它费用估算为40.0万元,总计为292.3万元。

一、投资方式

山盆镇煤矿矿井现有采煤工作面落煤工艺改革需投资292.3万元。除申请省专项补助和遵义县政府补助部分外,其余由企业自筹解决。

二、建设项目分析说明及综合技术经济评价

通过以上对项目的技术经济分析,各项技术经济评价指标较理想,投资效益较好,项目的抗风险能力较强。

本项目的实施,无论对企业还是对投资商均具有较好的经济效益,投资效果良好。同时本项目的实施,有利于促进煤矿安全的发展,提高煤矿的科技水平,经济效益和社会效益亦十分明显。因此,研究评价认为,该建设项目的建设在经济上是完全可行的。

第一节 技术经济指标

矿井技术经济指标详见主要技术经济指标表10-2-1。

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