xx矿采煤机械化论证修改

1、郑煤集团王庄煤矿 机械化可行性论证报告郑煤集团王庄煤矿机械化可行性论证报告编制单位：郑煤集团王庄煤矿编 制 人：总工程师： 总 经 理： 二零一四年九月二十八日郑煤集团王庄煤矿机械化可行性论证报告第一章 矿井概况 第一节 矿井基本概况郑煤集团王庄煤矿位于郑州市西南，新密市城西10公里，行政区隶属新密市牛店镇，经过50多年的开采，浅部煤田开采已经结束。深部煤田由51采区下山西部至52采区下部牛店断层以北区域，由省煤炭工业局以豫煤行【2005】72号文给予批复同意建立独立生产系统，设计生产能力21/年万吨。采用立井单水平上山开拓、中央并列抽出式通风。 王庄煤矿现处于生产阶段,证照齐全，均在有效期内

2、。第二节 矿井的地质条件 王庄煤矿井田面积1.0162km2。根据资源储量核查报告，全矿井二1煤保有资源储量为498.7万吨。经计算全区保有可采储量100.7万吨，目前剩余可采储量31.8万吨。剩余服务年限1.5年。矿井开采深度为350m至450m。其中，走向长度1878.5m，倾向长度958.5m,主采二1煤层，煤层厚度1.53.5m，平均厚度2.5m，煤层倾角1825°。容重1.4m3/t，属低灰、特低硫。采煤工艺：采用走向长壁后退式一次采全高采煤方法，2014年以前采煤工作面支护方式采用DZ22型单体液压支柱配型钢梁，2014年7月起按照上级要求工作面支护方式采用ZH20001

3、8.5/26.5Z整体顶梁组合悬移支架。 王庄煤矿瓦斯等级鉴定结果均为高瓦斯矿井。自燃发火等级为三类自燃煤层，自燃发火期为4-6个月；矿井煤尘不具有爆炸性，煤尘爆炸指数为14.72%；煤层直接顶主要以砂质泥岩为主，厚度一般4.4m，易垮落。老顶为大占砂岩，厚度710.6m，稳定性好；矿井正常涌水量150m3/h，最大涌水量300m3/h，目前涌水量30m3/h。水文地质条件等级划分为中等。第三节 矿井现有安全生产系统1、采区布置情况矿井采煤工作面一个，为12采区的12062采煤工作面，采煤工艺为走向长壁后退式采煤方法，支护方式采用ZH200018.5/26.5Z整体顶梁组合悬移支架。工作面切巷

4、及下付巷均安装SGB420/40TX刮板输送机运煤。集运巷安装有DTL650型胶带输送机运至主井底煤仓。2、运输系统主井口安装DTL650型皮带运输机，将箕斗卸下的煤运送到煤场落地，汽运外销；井下运输系统以皮带运输为主。上仓皮带巷运输机型号DTL650，采区运输巷和采面中间巷皮带型号为DTL650。采面和靠近采面的集中运输巷使用SGB420/40TX型刮板运输机。辅助运输系统主要以轨道和人工相结合进行运输。3、提升系统情况主提升机型号为2JK-2/20,滚筒直径2米。提升箕斗为非标底卸式，每次提升量2.5吨，主提升机防护装置齐全，专为提升原煤。付井口选用2JK-2/20,型单绳缠绕式提升绞车，

5、装备有一对1.0吨和0.75吨非标罐笼，钢丝绳罐道，绞车各种保护齐全，灵敏可靠，运行正常。4、井巷断面情况井田开拓方式为立井单水平上下山开拓。其中：主立井井口标高+298m，井底标高-100m，井筒直径4.5m；副立井井口标高+298m,井底标高-100m。井筒直径4.5m；风井,井口标高-298m,井底标高-79m，井筒直径3.5m 。水平大巷和采区上、下山支护方式为U29型钢，断面均为9。现有采煤工作面无专用轨道巷。5、通风系统矿井采用中央并列式通风，通风方法为机械抽出式，副立井为主进风，主立井为辅助进风井。风立井为专用回风井。风井口地面机房安装FBCDZ15B(2×55KW)型

6、防爆轴流式通风机两台，一台工作，一台备用。目前，矿井实际总进风量1216m3/min,总回风1310m3/min，负压410Pa。矿井通风难易程度属于中等，通风阻力与网络匹配。通风能力满足一个采煤工作面，一个备用采煤工作面，两个掘进工作面，一个中央泵房和变电所的用风要求。井下通风系统合理可靠，无无风、微风、循环风冒险作业现象。 6、排水系统主排水泵房为-100水平中央泵房，安装有MD280-65×8型水泵3台，额定流量280m3/h， 一用一备一检修。沿主井敷设200两趟排水管路，一趟工作，一趟备用。设内外水仓，水仓总容量1400m3。水仓容积和排水管路符合规程要求。7、供电系统 采

7、用双回路供电，一路来自王庄变电站三板，另一路来自王庄变电站26板，供电电压6KV。 井下变电所采用两路MYJV42-3×200+1×120高压电缆入井，井下安装变压器总容量1400 KVA。井下电缆选用MY矿用阻燃电缆。井下中央变电所安装KBSG-500/10型矿用变压器2台，其中一台供主排水泵用电，一台供采区用电；安装有KBSG-200/10型矿用变压器2台，供井下局扇“三专”用电；采掘设备选用QBZ系列真空启动器控制。各种安全设施齐全，局扇用电实现“三专两闭锁”，矿井供电系统可靠。第四节 安全避险“六大”系统情况一、压风及压风自救系统:地面安装2台LG-110型和KPS

8、-110型单螺杆式空气压缩机，风压0.7MPa，风量20m³/min，通过100mm主干管从地面铺设到井底车场及采区，再由75mm支管路进入各个采掘工作面。井下各采掘工作面都安装有压风自救装置。二、防尘及供水施救系统:地面建有300m3静压水池。通过100mm主干管从地面铺设到井底车场及采区，再由50mm管路进入各个采掘工作面。各运输转载点安装有喷雾降尘设施。各采掘地点均安装有供水管路。三、安全监控系统:矿井安装有KJ101N安全监控系统，系统地面中心站配备2台监控主机（一用一备），监控系统具有对瓦斯、一氧化碳、风速、温度等环境参数的采集、显示和报警功能；具有对馈电状态、风机开停、风

9、门开关、各种机电设备开停等生产参数的采集、显示、报警、控制功能，监控系统具有双机热备自动切换功能，24小时不间断运行,并配有不小于8小时的在线式不间断电源，于2013年11月13日进行安全性能检测合格；目前监控系统已于郑新公司、集团公司联网，运行正常。井上下安装有10台监控分站，型号KJF；11台瓦斯传感器，型号KJ101N-45B；6台一氧化碳传感器，型号CTH500；6台温度传感器，型号KGW-10；1台负压传感器，型号KGY5；6台风速传感器，型号GFW-15。配备平地监控员3名、监控维护人员3名，确保监控系统稳定运行。四、人员定位系统:矿井安装KJ282井下人员定位系统。系统有考勤、轨

10、迹回放、人员定位、超时报警、紧急呼叫等功能；副井口安装1台读卡分站，井下安装9台读卡分站，遍布井下各主要地点，能时刻掌握出、入井人员人数及井下人员实时分布情况。五、调度通信系统:矿调度室安装有JSY2000-06D数字程控调度交换机/智能IP 系统,实现了全网调度、任意通话、一键到位、数字录音、强插、强接、选呼、群呼等调度功能。井上下各岗位、各工作地点均安装有电话机，满足要求。机房配备有备用电源，能够在电网停电20小时内正常工作；井下各工作地点及井上各科室职能部门都安装有与矿调度室直通电话，线路畅通，便于调度联络。六、矿井紧急避险系统:我矿于2013年8月份已按照集团公司要求完成紧急避险系统，

11、并通过集团公司验收批复。目前，矿井避难硐室建在副井底，安设有CO、CO2、CH4、温度等监测监控设备，能够实时监测灾变情况下副井底避难硐室内的生存环境各项参数，安装有20套120组压风、供水施救装置，可满足灾变情况下120人同时紧急避灾呼吸、饮水需要，室内外安装有通讯系统，可保证井上下语音通讯顺畅，安装有视频监控探头，可保证井上直接对副井底紧急避险硐室人员等情况的视频监控，安装有人员定位传感器，可通过矿井人员定位系统实时了解掌握进入副井底紧急避险硐室的人数等，副井底紧急避难硐室存有满足120人96小时生活消费的饮用纯净水（1.5L/d·人）720L、方便面20箱可满足人员避灾待援期间

12、食用，副井底紧急避难硐室两端入口各构筑一组防爆密闭门，密闭性能良好，另外配备自动苏生器、灭火器、压缩氧自救器、一体式矿灯、担架、急救箱等紧急避灾自救互救器材、设备等，可满足矿井紧急情况下人员紧急避灾需要。可在矿井灾害情况下紧急时，为无法及时撤离的避险人员提供的一个安全避险密闭空间，对外能够抵御高温烟气，隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、水，去除有毒有害气体，创造生存基本条件，并为应急救援创造条件、赢得时间。第二章 机械化可行性论证及装备配备第一节 概论为充分论证矿井机械化可行性，从技术可行、经济效益可观等全角度、全方位进行科学分析、论证确定矿井采煤方法，既要保证不断提高矿井技术装备，又要从

13、科学性、可行性方面符合矿井实际情况及安全生产现状和安全发展需要，务必做到充分、科学、准确。本次论证从当前国家要求推广的综合机械化采煤工艺（综采）和悬移支架炮采工艺两种采煤方法进行分析论证。 第二节 技术可行性分析论证一、矿井生产能力1、矿井生产能力矿井设计生产能力21万t/a，若改成综合机械化采煤工艺（综采），工作面搬家频繁，矿井安全生产失去连续性、稳定性，存在超能力、超强度生产可能，违反国家相关规定。具体见下表。序号工作面名称工作面参数可采期（月）搬家时间（月）备注上副巷长度（m）下副巷长度（m）切巷长度（m）倾角（°）可采储量煤厚综采全矿井回采结束采用悬移支架炮采工艺搬家时间总的

14、需要12个月，矿井开采结束总时间12个月；矿井若采用综合机械化采煤工艺搬家总的需要14个月，矿井开采结束总时间14个月.悬移支架11206211510585192.972.52.50.6122煤柱面（1）38838870207.22.060.62.543煤柱面（2）909060202.1531.80.90.83.5剩余工作面总个数2剩余可采储量14.6可采期限12个月14个月二、工作面搬家费用比较采用悬移支架炮采工艺工作面总人数96人，每班32人，采用综合机械化采煤工艺工作面总人数78人，每班26人，搬家时全部人员参与，悬移支架炮采工艺工作面人数能够满足搬家需要。如果采用综合机械化采煤工艺每班

15、还需增加6人左右，搬家时每人每班按150元计算，具体费用比较如下表：工作面名称综合机械化采煤工艺搬家费用悬移支架炮采工艺搬家人数搬家时间（月）搬家费用（万元）备注搬家人数搬家时间（月）搬家费用（万元）备注班天班天120623296286.432960.625.92煤柱面（1）32964172.832960.625.92煤柱面（2）32963.5151.232960.938.88合计9.5410.42.190.64三、地质条件适宜性对比综合机械化采煤工艺适宜于煤层赋存较稳定，顶底板起伏不大，倾角不宜超过15°，走向长度较长（1000m以上），煤层厚度较大（一般应不低于3.5m以上）的原

16、始煤层。悬移支架炮采工艺适宜性比较强，可适应于各种条件。矿井目前除煤柱面（2）工作面为煤层厚度3.5m的原始煤层外，其余工作面几乎均为薄煤层，煤层厚度较小（2m2.4m之间），局部地质情况变化较大、走向、倾向长度较短，综合机械化采煤工艺难以发挥其性能。四、运输条件论证 1、主井提升矿井目前主井提升系统采用2JK-2/20型双滚筒提升绞车，配2.5t非标双箕斗双码提升，钢丝绳罐道.若采用悬移支架炮采工艺，则主提升系统即可满足需要，无需再升级改造。若采用综合机械化采煤工艺主提升系统改造情况如下表：升级改造项目规格型号升级改造费用（万元）工期(天)备注现状更新提升机2JK-2/20型双滚筒提升绞车2

17、JK-2.5型双滚筒提升绞车5230钢丝绳直径20mm直径26mm153井架162mm×5mm无缝钢管焊接而成，高度20m162mm×5mm无缝钢管焊接而成，高度30m3235电控系统TKD-PLC-01ZDK-251615箕斗2.5t非标3t非标1218卸载系统1512装载系统2045供电系统4025钢丝绳罐道2015绞车强检、准运证335钢丝绳强检220合计费用222万元 2、副井提升矿井目前副井提升系统采用2JK-2.0/20型双滚筒提升绞车，配0.75t非标罐笼（准乘8人），钢丝绳罐道，作为提升材料和人员上、下井等辅助提升，若采用悬移支架炮采工艺，则副提升系统即可满

18、足需要，无需再升级改造。若采用综合机械化采煤工艺主提升系统改造情况如下表：升级改造项目规格型号升级改造费用（万元）工期(天)备注现状更新提升机2JK-2.0×1.25型双滚筒提升绞车2JK-2.5×1.5型双滚筒提升绞车5230钢丝绳直径22mm直径26mm153电控系统TKD-PLC-01ZDK-251615罐笼0.75t非标2t非标1215供电系统4025钢丝绳罐道2015绞车强检、准运证335钢丝绳强检220合计费用160万元 3、井下运输目前矿井井下运煤系统主要采用机械运输，设备布置情况：工作面安装一部SGB-420/40TX型刮板运输机，工作面运输顺槽安装两部SG

19、B-420/30B型刮板运输机，皮带运输巷安装四部DTL-650型胶带运输机，主井底上仓斜巷安装一部DTL-650型胶带运输机，经上述设备运至主井井底煤仓，再经主井箕斗提升至地面。运输能力约24wt/a。若采用综合机械化采煤工艺需对井下运输系统进行升级改造，若采用悬移支架炮采工艺，则井下运输系统即可满足需要，无需再升级改造。若采用综合机械化采煤工艺井下运输系统改造情况如下表：升级改造项目规格型号升级改造费用（万元）工期(天)备注现状更新工作面刮板运输机SGB-420/40TX型刮板运输机SGD-730/70型刮板运输机2025运输顺槽刮板运输机SGB-420/30B型刮板运输机SGD-730/

20、70型刮板运输机2020皮带运输巷TDL-650型胶带运输机5部SPJ-1200型胶带运输机5部20090合计费用240万元 4、井下辅助运输 矿井目前采取人工运送各种物料及设备，若采用综合机械化采煤工艺需重新设计、施工、安装井下辅助运输系统，若采用悬移支架炮采工艺，则井下运输系统即可满足需要，无需再升级改造。若采用综合机械化采煤工艺井下运输系统改造情况如下表：升级改造项目规格型号工程量m升级改造费用（万元）工期(天)备注现状更新副井底运输斜巷扩修9m2U29型钢支护12m2U29型钢支护70 45.524皮带运输巷9m2U29型钢支护12m2U29型钢支护40020090煤柱面下付巷9m2U

21、29型钢支护12m2U29型钢支护40020090行人进风斜巷7m2U29型钢支护12m2U29型钢支护5022.530副井底绕巷9m2U29型钢支护12m2U29型钢支护3019.520副井底轨道改造采用18kg矿用轨道采用24kg矿用轨道1010皮带运输巷轨道铺设采用18kg矿用轨道采用24kg矿用轨道4045合计费用537.5万元 5、供电系统王庄矿采用双回路供电，一路来自王庄变电站三板，另一路来自王庄变电站26板，供电电压6KV。地面变电所有S9-800/6变压器一台，S9-1000/6变压器一台，经地面变电所、副井到井下变电所，采用660v电压供电。矿井主扇、主副井绞车、空压机、监测

22、监控、井下供电均实现了双回路分列供电，井下局部通风实现了“三专加两专”供电。供电系统安全科可靠。 井下变电所采用两路MYJV42-3×200+1×120高压电缆入井，井下安装变压器总容量1400 KVA。井下电缆选用MY矿用阻燃电缆。井下中央变电所安装KBSG-500/10型矿用变压器2台，其中一台供主排水泵用电，一台供采区用电；安装有KBSG-200/10型矿用变压器2台，供井下局扇“三专”用电；采掘设备选用QBZ系列真空启动器控制。若实现综采采煤工艺，需对矿井供电系统进行改造，具体改造情况如下表：序号项目规格型号工程量数量工期（天）投资金额（万元）备注1供电线路LJW-

23、130型外包铝线4000m301502变压器KA-1000两台53003地面变电所20100更换变电及配电、开关控制柜等4井下变电所50100更换变电及配电、开关控制柜等5入井电缆MYJV42-3×200+1×120两趟1200m101306井下供电线路301507综采工作面供电30200合计总工期（月）5.8合计总投资（万元）1130 6、工作面支护装备投入分析对比论证工作面支护装备按综合机械化采煤工艺与悬移支架炮采工艺两种不同方式进行对比论证分析如下表：综合机械化采煤工艺悬移支架炮采工艺支架型号支架数量投资金额支架型号支架数量投资金额ZF200/17/24(A)7050

24、0万元ZH2000/18.5/26.5Z85200万元另外采用综合机械化采煤工艺需更换现有乳化泵及管路，大约需投资80万元左右，购买目前国内小型采煤机需投资400万元左右。 7、机械化采煤专业队伍建设  矿井要实行机械化采煤，必须加强队伍建设，学习新方法新技术，以适应矿井建设的需要，即便采取走出去、请进来等措施，完成机械化采煤专业队伍建设预计时间大约需要一年左右的时间。  8、矿井通风能力分析论证矿井通风方式为中央并列式，主(4.5、=389) 、副井（4.5、=398）为进风井，风井(3.5、=358)回风。通风方法为全负压机械抽出式，风井口地面机房安装FBCDZ15B(

25、2×55KW)型防爆轴流式通风机两台，一台工作，一台备用。目前，矿井实际总进风量1216m3/min,总回风1310m3/min，负压410Pa。采用综合机械化采煤工艺，矿井通风能力明显不足，需要更换主通风机、扩修地面风硐及回风巷道等，具体改造情况见下表：序号改造项目工程量数量投资费用（万元）工期（天）备注项目名称现状改造后1主通风机FBCDZ15B(2×55KW)FBDK28（2×180kw）2台260302地面风硐扩修6m2砌碹12m2砌碹20m13303东翼回风巷扩修9m2U29型钢12m2U29型钢150m75504西翼回风巷扩修9m2U29型钢12m2U

26、29型钢150m75507局部通风机更换及线路改造FBDNo6/2×11KWFBDNo6/2×25KW41003合计总工期（月）按平行作业预计需5.4个月合计总投资（万元）523第三节 经济效益分析论证根据矿井目前现状及目前国内煤炭市场形势，综合分析对比如下表：按照采用ZH2000/18.5/26.5Z悬移支架炮煤工艺分析表矿井开采出煤量目前售价目前单位成本吨煤收益矿井至闭坑收益31.8wt300元/吨257.36元/吨(全部成本)42.64元/吨1355.952万元目前单位成本计算见下表成本要素费用（元/t）占总称本比重（）直接材料239.0直接工资11545.6电力26

27、10.8折旧费1.50.02安全生产费用3514维简费8.53.3可持续发展资金0.000矿山环境治理保证金51.9地面塌陷赔偿金2.10.01其他支出1.650.01修理费1.20.008管理费用32.2113.3财务费用0.000营业税金及附加5.22.1销售费用10.003总成本257.36100若实现综合机械化，需要再投资情况如下表：投资项目投资金额（万元）备注工作面搬家费用增加410.4综合机械化采煤搬家费用减去悬移支架炮采工艺搬家费用主提升系统改造222含供电、井架等项目副井提升系统改造160含供电、井架等项目井下运输系统240含巷道扩修、设备更换等井下辅助运输系统改造537.5含

28、巷道扩修、设备购买安装等矿井供电系统改造1130含供电线路、供电设备升级改造等支护装备费用增加300综采支架费用减去悬移支架费用采煤机械化专业队伍建设120含培训、购买书籍等费用矿井通风系统改造523含通风设备更换、局部通风供电设备更滑、通风巷道扩修等合计新增加总投资3642.9万元 投资后成本计算见下表：成本要素费用（元/t）占总称本比重（）直接材料7320.4直接工资14556.34电力3610.8折旧费1.50.004安全生产费用359.8维简费8.52.3可持续发展资金0.000矿山环境治理保证金51.3地面塌陷赔偿金2.10.005其他支出1.650.005修理费1.20.005管理

29、费用42.2111.8财务费用0.000营业税金及附加5.21.4销售费用10.002总成本357.36100采用综合机械化采煤工艺后经济效益对比表：矿井开采出煤量目前售价单位成本吨煤收益矿井至闭坑收益31.8wt300元/吨357.36元/吨(全部成本)-57.36元/吨-1824.05万元第三章 矿井采煤工艺论证根据矿井地质、煤层赋存、安全生产各大系统等实际情况，结合国家目前相关要求，从经济效益、安全管理、技术条件等各个方面综合考虑，我矿选择其工作原理与综采支架相同、具备综采支架的操作容易简单、自动化程度高、稳定性较好、移架速度快、支护性能稳定、安全可靠、重量轻、强度高、切顶能力强、结构简

30、单、操作灵活方便、安装拆卸工作量小、对地质条件适应性强、经济适用等优点的悬移支架炮采工艺是比较合理可行的。 一、技术方面我矿现开采的二1煤层，煤层较稳定，煤层平均厚2.5米。由于工作面走向长度短。且受地质构造影响，上、下付巷坡度变化大。如果采用综采支架支护顶板，矿建工程改造量较大。因此在经济技术指标上是不合理的。经论证后，认为该工作面使用整体顶梁组合悬移支架支护顶板能够给矿井的安全生产带来明显的经济效益。故选择综采不合适。 二、经济方面综采工艺开采强度大、推进速度快、产量高、普通材料消耗低、整体效益高，但设备前期投入费用高、管理难度大；整体顶梁组合悬移支架炮采工艺设备前期投入费用底、管理难度小

31、。在当前我国中小型煤矿经济环境下，在全员工效、直接效益、制造成本和产出比等方面，采用整体顶梁组合悬移支架炮采工艺比采用综采工艺高得多，并且整体顶梁组合悬移支架要比综采支架在安装拆卸搬家方面功效高的多，对矿井年产量和经济效益指标起很重要的作用。三、安全方面整体顶梁组合悬移支架是介于综采支架和单体液压柱之间的中间型支架。其工作原理与综采支架相同，具备综采支架的操作容易简单、自动化程度高、稳定性较好、移架速度快、支护性能稳定、安全可靠。同时，它具有重量轻、强度高、切顶能力强、结构简单，操作灵活方便，安装拆卸工作量小、对地质条件适应性强、经济适用等优点。目前在保证安全同等条件下,矿井选用整体顶梁组合悬

32、移支架炮采工艺是比较合理的。第四章 论证结论经过上述技术、经济分析，我矿现开采的二1煤层，煤层较稳定，煤层平均厚2.2米。由于矿井煤层赋存较薄，底板起伏不平煤层倾角比较大（18°25°），矿井主要进回风巷、运输巷、工作面上下副巷等地点均采用9m2U29型钢支护，如果采用综采支架支护顶板，巷道断面不足，矿建工程改造量较大；煤层倾角大综采支架运输困难，防倒措施难度大，安装使用安全系数在很大程度上降低；受矿井井田范围较小、工作面走向较短、可采储量少等条件限制，造成工作面搬家频繁，工作面搬家费用大大提高，不但制约和影响矿井生产能力正常发挥，而且大大增加了安全生产成本和安全管理环节及难度，安全生产的连续性、稳定性受到严重制约。若综合机械化采煤工艺造成矿井目前的提升、运输、供电、通风等系统不能与之匹配，需要大约投入3642.9万元对系统进行改造，即便是考虑目前项目平行作业、加强管理推进改造进度等措施，改造工期至少也需要1.5年时间，期间又