整体组合梁支架机放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用

1、整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用鉴定材料海力财富集团有限公司石桥煤矿二0一五年十二月目 录一、鉴定大纲二、工作报告三、技术报告四、效益分析报告整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用鉴 定 大 纲 整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用鉴 定 大 纲一、项目名称：整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用二、任务来源：自选项目完成单位：海力财富集团有限公司石桥煤矿三、鉴定依据：相关技术要求四、鉴定内容1、技术资料是否完整、规范。2、选题是否准确、方法是否得当。3、对应用技术成果的新颖性、先进性、实用性做出评价。4、对取得的社会经济效益、潜在效益做

2、出评价。5、对项目总体水平做出评价。6、提出存在问题和改进意见（需实质性具体技术问题和意见，否则视为不合格鉴定）。五、鉴定程序1、宣布鉴定委员会名单2、由鉴定委员会主任主持，听取课题汇报：（1）工作报告；（2）技术报告；（3）效益分析报告；3、鉴定委员质疑，主研人员答辩。4、鉴定委员会对项目进行评议，形成鉴定意见。5、鉴定会结束。六、鉴定材料1、鉴定大纲及鉴定委托书 2、工作报告 3、技术报告4、效益分析报告 鉴定委员会整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用工 作 报 告海力财富集团有限公司石桥煤矿整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用工 作 报 告一、公司概况海力财富

3、集团有限公司石桥煤矿（以下简称石桥煤矿）位于山东省宁阳县罡城镇八里庙村南部，南距宁阳县城3.5km，北距泰安56 km，南距兖州27km，东距京沪铁路磁窑站43km。矿井2002年投产，设计能力30万t/a，一对立井开拓，2006年矿井核定生产能力为18万t/a。截止到2014年底保有资源储量2920.8万t，基础储量342.5万t，储量259.7万t，矿井证照齐全有效。二、研发背景根据国家安全监管总局 国家煤矿安监局 国家发展改革委 国家能源局<关于推进小型煤矿机械化的指导意见>安监总煤行2010178号、山东省人民政府办公厅关于加快推进煤矿企业兼并重组的实施意见（鲁政办发201

4、258号）精神，加快转变经济发展方式，进一步调整产业结构，大力实施小型煤矿（年生产能力30万吨以下煤矿）安全技术改造，不断提高小型煤矿机械化程度，逐步解决小型煤矿规模小、工艺落后、技术装备条件差、安全保障能力低等突出问题，全面提高小型煤矿生产力水平。根据相关规定，结合石桥煤矿开采现状，重点论证矿井煤层赋存条件对整体顶梁悬移液压支架配合采煤机放顶煤工艺改造的必要性及可行性，验证矿井进行采煤工艺改造设计的安全性和可行性。通过对矿井地质条件、煤层赋存情况、煤层的开采技术条件进行适应性分析，对现有的炮采悬移支架放顶煤工艺进行改造设计，提高矿井的机械化程度，提高矿井工作面生产能力，减轻工人的劳动强度，实

5、现安全、高效开采。三、项目进度安排与实施期限实施进度：（1）2015.12015.5进行项目论证及信息收集（2）2015.52015.7进行工艺优选试验（3）2015.8进行测试和研发总结四、项目实施情况根据公司市场调研，信息收集情况，充分利用公司充足的人力资源，成立了以技术矿长任组长，技术，测量技术人员为骨干的技术攻关项目课题组，主要制定了从案例分析、材料选择、方案对比等工艺设备选型及参数的研制方案，进行了反复实验、筛选、确定，达到了预期效果。方案具有较强的实用性、使用安全可靠的特性。试用工作于2015年8月份正式完成。该项目的成功实施，标志着公司在测量技术上的革新，实现了新的突破，为确保安

6、全生产起到了及其重要的作用。五、项目的实施成效机械化放顶煤开采工艺有多种（比如走向长壁整层放顶，预采顶分层网下放顶煤，倾斜分层放顶煤，水平分段放顶），从3煤层煤厚角度考虑都可采用，但从实际情况来看，走向长壁整层机械化放顶开采工艺比其他机械化放顶开采工艺更能满足3煤层开采的要求。3煤层采用长壁机械化放顶工艺适宜性好，主要有以下突出优势：（1）效率高，成本低。由于长壁机械化放顶开采比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用，材料及电力消耗减少，减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装和搬迁费用，吨煤生产成本降低，开采不受煤层厚度变化限制，可一次采出全厚，生产集中，多个出煤点出煤，工艺

7、先进，煤层开采强度高，生产效率提高，能实现“一矿、一区、一面”高效集约化生产。（2）安全性强。3煤层煤尘具有爆炸性，爆炸指数：Vdaf=36.29%，长壁机械化放顶开采工艺，一次采整层煤，采空区可及时封闭且不再进入，有利于煤层自然发火的防治，能减少煤尘发火引发爆炸事故；长壁机械化放顶工艺开采3煤层，“直接顶”为完整顶板，顶板易管理，顶板事故少，相比分层 “人工假顶”开采顶长壁安全性较强。（3）适应性强。3煤层全区可采，全区厚度1.466.28m，平均4.38m，全区煤层厚度不平均，厚度变化大。长壁机械化放顶开采工艺沿煤层底板割煤，顶煤通过整体顶梁组合液压支架放煤口放出，工作面推进受煤层厚度变化

8、影响很小。石桥煤矿井田范围内存在较多的断层，长壁机械化放顶工艺特别是选用整体顶梁悬移液压支架，比选用综放支架过断层更加容易。总体来看，长壁机械化放顶工艺适应性强。3煤层赋存条件与机械化放顶煤开采的适用条件基本符合，适合采用机械化放顶煤工艺，加上3煤层采用长壁机械化放顶开采工艺从技术角度的优势，3煤层选用长壁机械化放顶工艺合理可行。与此同时，3煤层采用长壁机械化放顶工艺开采也存在以下缺点：煤炭损失多，回收率偏低，存在一定的安全问题。但只要在生产中采取合理有效的措施，合理选择工艺参数，合理安排开采工艺过程，加强现场管理及检测，这些问题都可以处理，在不影响工艺的整体性能的前提下达到安全高产高效开采3

9、煤层。六、项目结论项目从开展到实验到完成实施共投入资金5.3万元，通过该项目的实施，提到了测量精度，排出了安全隐患，确保了安全生产。七、主要研制人员情况科研小组每位成员，均从事现场实际工作1015年以上，创新意识强，个人素质较高，善于攻坚克难，多年来在科技公关方面取得了优异的成绩，在煤炭现场质量管理工作中，积累了丰富的经验，为提高煤炭质量，增加经济效益，推广应用新的采煤工艺，促进公司的快速发展，做出了较大的贡献。姓名学历职称主要贡献咸友谊本科高级工程师项目主持鲍桂林本科工程师项目方案设计宁贵富本科工程师项目方案设计胡海涛本科工程师方案实施 检验整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用

10、技 术 报 告海力财富集团有限公司石桥煤矿整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用技 术 报 告 一、研制目的及意义根据国家安全监管总局 国家煤矿安监局 国家发展改革委 国家能源局<关于推进小型煤矿机械化的指导意见>安监总煤行2010178号、山东省人民政府办公厅关于加快推进煤矿企业兼并重组的实施意见（鲁政办发201258号）精神，加快转变经济发展方式，进一步调整产业结构，大力实施小型煤矿（年生产能力30万吨以下煤矿）安全技术改造，不断提高小型煤矿机械化程度，逐步解决小型煤矿规模小、工艺落后、技术装备条件差、安全保障能力低等突出问题，全面提高小型煤矿生产力水平。根据相关规

11、定，结合石桥煤矿开采现状，重点论证矿井煤层赋存条件对整体顶梁悬移液压支架配合采煤机放顶煤工艺改造的必要性及可行性，验证矿井进行采煤工艺改造设计的安全性和可行性。通过对矿井地质条件、煤层赋存情况、煤层的开采技术条件进行适应性分析，对现有的炮采悬移支架放顶煤工艺进行改造设计，提高矿井的机械化程度，提高矿井工作面生产能力，减轻工人的劳动强度，实现安全、高效开采。二、技术方案在煤矿井下生产中，最重要的环节是煤炭的开采工作。开采工艺方法选择的合理与否将影响整个矿井的安全生产、资源高效采出、各项技术指标及经济社会效益，为了保证安全高产高效、高回收率、经济社会效益最大化开采3煤层，有必要对3煤层开采工艺进行

12、选择研究，选出最适宜3煤层的开采工艺。1）采煤工艺方案开采工艺的选择必须要符合生产安全、经济合理、高产高效、技术可靠先进、回收率高及损失率低等基本原则。在这些原则当中，生产安全是保障，经济合理高产高效是核心，技术可靠先进是要求，回采率高及损失率低是衡量标准。按照这些原则以及3煤层赋存特征及开采条件，同时借鉴宁阳地区以及国内其他矿区厚煤层高效高产开采的实践经验，提出以下选择方案：分层开采机械化开采工艺；机械化放顶煤开采工艺。（1）分层开采工艺分层开采工艺是在20世纪80年代以前开采厚及特厚煤层的主要工艺技术。它是将厚及特厚煤层沿平行于煤层面分为若干个 2.0m3.0m 左右的分层，逐层开采，如图

13、2-3-1所示。从上往下开采时，下分层开采在上分层开采后垮落顶板条件下进行，上分层应该铺设人工假顶以便形成再生顶板，保证下分层安全回采。实践应用中，在分层间铺设金属网作为下一分层开采的“假顶”应用最为广泛，下分层在“假顶”保护下回采，为下行分层开采。部分特殊条件的矿井则采用上行充填开采（如水砂充填、风力充填等，称为上行分层开采）以保护地面。按照机械化程度的不同可分为综采分两层开采工艺及上分层高档普采下分层综采开采工艺两种。（2）机械化放顶煤开采工艺机械化放顶煤开采工艺是在厚煤层中，沿煤层（或分段）底部布置一个采高 2m3m的长壁工作面，用机械化采煤工艺进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动

14、方法使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（或上方）放出，并予以回收的一种采煤工艺。它最显著的特点就是有前后两个采出煤炭的工作场所（前面一个包括破、装、运、支、处全部工序的普通长壁采煤工作面，后面一个破、放、运等的顶煤回收系统）。放顶煤开采工艺有多种，对3煤层可采用走向长壁整层机械化放顶开采工艺。三、采煤工艺方案技术比较1分层机械化采煤工艺的特点（1）优点：技术成熟，采煤设备配套，类型齐全，性能完好，操作方便，管理简单，可选出适用各种条件的采煤设备；支架及配套的采煤机设备体积小、轻便，回采工作面搬家方便；采高一般为2.03.5m，回采工作面煤壁增压区小，煤壁稳定，生产环节良好；回采工作面采出率

15、高，可达到9397%以上，能达到国家规定要求；煤炭含矸率低，相对放顶煤开采煤尘浓度低；和机械化放顶煤工艺比较，顶板易管理，工作面巷道维护难度小。（2）缺点工作面单产低，单产提高困难；开采投入高，上、下分层开采，人工铺网劳动强度大，铺网费用高，煤巷掘进工程量大，掘进率高，回采工作面搬家倒面次数多，搬家费用高；区段分层周期长，多次启闭，引起自燃发火频繁；需要等再生顶板的生成，加剧接续紧张的矛盾；由于下分层开采需要留内错式隔离煤柱，使得带区采出率降低。2机械化放顶煤采煤工艺特点（1）优点单产高，工作面具有多个出煤点，而且在工作面内可实行分段平行作业，易实现高产；效率高，由于放顶煤工作面的一次采出厚度

16、大，生产集中，放煤工艺劳动量小，以及出煤点多等原因，其生产效率和经济效益大幅提高；成本低，放顶煤采煤法比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用，此外，其它材料、电力消耗、工资费等也都相应减少；巷道掘进量小，掘进率和巷道维护费用减少，便于采掘接替；减少了搬家倒面次数，节省了采煤工作面的安装和搬迁费用；对煤层厚度变化及地质构造的适应性强。（2）缺点煤损多，工作面采出率低（比分层开采低10%左右）；煤层易自燃发火；工作面煤尘大。综上分析在厚煤层中，采用放顶煤开采较分层开采具有明显的优越性：煤层掘进量小，掘进费用低，缓和了采掘关系；减少了搬家倒面次数，节省了采面设备搬迁、安装的工作量及费

17、用；较分层开采减少了铺网工序、材料、工资及巷道维护等费用；对急倾斜厚煤层，较普通开采的工作面产量提高13倍；提高了煤炭的块煤率，增加了煤炭的售价；减少了设备的运行费，特别是采煤机，相对减少了吨煤设备折旧费或租赁费；有利于矿井的集中控制，实现减面、减人，提高工效的目标；提高劳动生产率，降低成本，比一般回采工效提高25倍。但放顶煤开采也存在一些急待解决的问题，主要有煤尘大、回采率低，自然发火问题尚未得到很好解决。根据以上分析对比，认为石桥煤矿3上煤层采用机械化放顶煤采煤工艺是可行的。四、项目的创新点采用放顶煤开采较分层开采具有明显的优越性：煤层掘进量小，掘进费用低，缓和了采掘关系；减少了搬家倒面次

18、数，节省了采面设备搬迁、安装的工作量及费用；较分层开采减少了铺网工序、材料、工资及巷道维护等费用；对急倾斜厚煤层，较普通开采的工作面产量提高13倍；提高了煤炭的块煤率，增加了煤炭的售价；减少了设备的运行费，特别是采煤机，相对减少了吨煤设备折旧费或租赁费；有利于矿井的集中控制，实现减面、减人，提高工效的目标；提高劳动生产率，降低成本，比一般回采工效提高25倍。五、存在的问题和改进措施放顶煤开采也存在一些急待解决的问题，主要有煤尘大、回采率低，自然发火问题未得到很好解决。六、结论石桥煤矿机械化放顶煤采煤工艺可行性研究是在矿井现场资料与理论分析的基础上进行分析论证的，通过分析认为石桥煤矿3煤层采用整

19、体顶梁悬移液压支架配合采煤机放顶煤工艺开采是可行的。整体组合梁支架机采放顶煤工艺在石桥煤矿的研究及应用效 益 分 析 报 告海力财富集团有限公司石桥煤矿效 益 分 析 报 告一、经济效益2015年7月生产原煤0.9456万吨，2015年9月生产原煤2.6178万吨。经济效益：（261789456）×0.03万元=501.66万元2015年8-12月计划产煤7.5万吨，实际产煤12.5万吨（12.5-7.5）×300=1500万元4、综合经济效益：对整体顶梁悬移液压支架配合采煤机放顶煤工艺改造后，仅两年同月对比可多增收1500万元，节省巷道维修费用8.2万元，工作面搬家费用15万元，共计15008.2+15=1523.2万元。二、社会环境效益重点论证矿井煤层