采煤工作面悬移支架设计方案.doc

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1、关于平顶山市中祥圣达煤业有限公司安装使用悬移支架方案的请示河南省煤层气开发利用有限公司：根据省煤层气公司的会议精神及相关要求，经过实地考察、收集资料、充分论证，决定圣达煤业安装使用悬移支架，现将其方案呈上。妥否，请批示。附：中祥圣达煤业有限公司二1-22051采煤工作面悬移支架设计方案二0一二年三月十日主题词：安装 悬移支架 方案附件：中祥圣达煤业有限公司二1-22051采煤工作面安装使用悬移支架方案一、矿井概况平顶山市中祥圣达煤业有限公司位于汝州市蟒川镇南部，距汝州市17公里处，交通较为便利。2010年7月1日，根据省委省政府兼并重组工作部署，由河南省煤层气下属子公司：平顶山中祥能源有限公司

2、与河南亿顺通圣达煤业有限公司合股经营（平顶山中祥公司控股51%、河南亿顺通公司拥有49%股权），成立新公司平顶山市中祥圣达煤业有限公司。矿井开拓方式采用两立一斜，井田面积1.47km2，批准开采四2、二1、一1、三煤层，截至2010年底矿井保有地质储量648.7万吨，可采储量245.4万吨。矿井设计生产能力15万吨/年。服务年限11.7年。二、主要生产系统1.提升系统主立井直径4.3m，净断面14.5m2，井深287m，混凝土浇灌支护。地面安装2JK-2.5-1.2/11.5型双磙筒绞车，井筒装备1吨非标罐笼提升，担负全矿井原煤提升任务及升降人员、物料等。2.运输系统二1-22051采煤工作面

3、西翼采区运输巷上仓皮带巷采区煤仓主井地面。物料运输：主井轨道下山西翼采区运输巷二122051回风巷二1-22051工作面。2.通风系统矿井采用中央并列式通风系统，通风方式为抽出式，主、副井进风，风井回风。风井巷道宽度2.5m，净断面4.5 m2，料石砌碹支护，地面安装BDK54-6-No19/2160kw型主扇2台，一台工作，一台备用。反风设施齐全。矿井总实际进风量2650m3/min，目前，矿井有一个采煤工作面，两个掘进工作面，3个机电峒室，总回风量2830m3/min，通风系统满足安全要求。3.矿井供电系统本矿供电电源为三回路供电，二路引自蟒川变电站10KV供电线路（蟒新、蟒胡），经主井1

4、0KV高压入井； 另一路引自朝川6KV供电线路（朝胡）。三路电源向井下供电。井底中央变电所安装三台630KVA变压器专供主水泵，二台315KVA供应采区，一台315KVA局扇专用变压器，低压使用660V向各用电地点供电。地面主扇采用专用双回路供电。矿井总用电负荷2250KVA,供电能力满足用电要求。三、矿井工作面接替情况；矿井现有的二1-22101工作面因临近停采线，准备于4月份进行回收。其接替面二1-22051采面已贯通，构成了全负压通风系统。但因两巷及切眼压力较大，巷道变形均需扩修。二1-22051的接替采面为二1-22091工作面，目前机巷已掘进到位，风巷已掘进60m。矿井生产能力目前为

5、15万t/年，据此排定采面接替情况。四、支架选型二122051工作面位于矿井西翼，开采二1煤层，工作面采长98m，平均煤厚4.8m，可采储量9.8万t，煤层倾角8，设计采高为放顶煤一次采全高，采高2.2米，放2.6米，采放比为1:1.18。1.单体液压支架工作面顶板支护原采用梯形工字钢支护，柱距0.5m，排距1.0m，用竹片，金属网及小棍护顶，爆破落煤，全部垮落法管理顶板。2.悬移支架工作面拟采用ZH2000/16/24ZL悬移支架支护顶板 ，支架宽度0.96m，长度2.6m，沿走向布置，最大控顶距3.4m，最小控顶距2.6m，放顶步距0.8m，支护强度0.62MPa，支护范围1.6-2.4m

6、，爆破落煤，全部垮落法管理顶板。3.悬移支架支护强度分析悬移支架支护强度分析（按二122051采面进行支护设计）按经验公式： P=（48）hYe=（48）2.22.5=2244t/ 式中: h-工作面采高 Ye-顶板岩石平均容重， 2.5 t/ m3取以上计算的最大值，则合理的支护强度为Pn=40t/m2=0.39Mpa 由于ZH2000/16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架配备4根支柱时支护强度为0.62Mpa,大于工作面最大来压强度,所以支架支护强度满足要求。4、支护方式的比较和选择采用单体液压支柱和采用悬移支架回采工艺相比较，单体液压支柱在放炮开帮后不能及时支护顶板，造成大面积空顶，

7、支护不当会造成大面积冒顶，造成人员伤亡和财产损失；单体液压支柱需要人工挂梁、回柱，工人操作劳动强度较悬移支架大，且支、回工序不能连续，打眼、装炮等准备工序不能与其平行作业，挂梁、回柱费时费工，不利于实现多循环;而悬移支架能形成一体，整体支护，稳定性好，支护强度大，有前探梁能及时支护顶板，有效地控制了冒顶及推垮棚事故，保证了工作面安全作业和高产高效。悬移支架为液压控制，实现了支架移设的半自动化及支、回工序的连续化，不需要人工回柱，这不仅大大降低了工人的劳动强度，还减少了循环工序，缩短循环时间，加快了循环进度，提高了生产效率。由于施工安全条件和环境的改善，又能实现半自动化连续作业，预计工作面单产将

8、由单体液压支柱采煤法时的月产1.2-1.3万t/月，使用悬移支架回采工艺的月产可提高到2.5-2.7万t/月，经济效益将大幅提高。通过以上安全技术比较，决定在圣达煤业二1-22051采煤工作面安装使用ZH2000/16/24ZL型整体顶梁组合悬移支架。ZH2000/16/24ZL型整体顶梁组合悬移支架的参数：支架型号：ZH2000/16/24ZL 支护强度(MPa)：0.62支架长度：2600mm 支柱数量：4(根) 支架高度：1600-2400mm 支柱直经：125mm支架中心距：1000mm 卸载压力(MPa)：42 支架行程：800 mm 泵站压力(MPa)：31.5工作阻力（KN）：2

9、000 适用煤厚：4000-10000mm初撑力(KN)：760 适用倾角：40五、安装使用悬移支架的条件、时间及资金计划矿井供电系统，供水系统，提升系统，通风系统，采煤系统均能满足使用悬移支架的要求。但是，现矿井主要进、回风巷及二1-22051机、风巷长期失修，断面不能满足安装悬移支架的运输及生产煤炭的外运，液压泵站不能满足悬移支架正常运行需要，需进行巷道维修、运输系统改造及液压泵站更新。因运输悬移支架沿途运输路线需改造。其工程量、施工时间和资金计划见附表2。附表2 需施工和改造工程工期及资金计划 工程名称起止时间预计需用资金（万元）南下山整修2012.3.1-2012.3.1212西翼采区

10、进风巷扩修2012.3.13-2012.3.3145西翼采区回风巷扩修2012.3.19-2012.3.3130二1-22051机巷整修2012.4.1-2012.4.1550二1-22051风巷扩修2012.4.1-2012.4.1335二1-22051切眼整修2012.4.14-2012.4.3050液压泵站硐室改造及安装2012.4.16-2012.4.2250切眼安装悬移支架2012.5.1-2012.5.2550试运转2012.5.26-2012.5.3110总工期114天合计费用：332ZH2000/16/24ZL型整体顶梁组合悬移支架及配套设备预算造价为：工作面采长98m,悬移支

11、架安装数量108架（10的备用）,每架预计3.5万元/架，需资金378万元；采面运输机及机巷转载机（SGB620/40T型）2部120万元；液压泵站65万元（MRB125/31.5乳化液泵站）；泵箱一套30万元，机巷更换胶带运输机一部50万元(长度200m)；合计：608万元(不含高压管线及开关，电缆等）。序号设备名称型号单位数量单价金额万元备注1悬移支架ZH2000/16/24ZL架1083.53782转载机SGB620/40T部2601203液压泵站MRB125/31.5套165304液压泵箱KXBC-2/127套130305胶带运输机SPJ-800部15050合计608合计总费用：332

12、+608=940万元六、效益分析1.经济效益分析：使用悬移支架后工作面单产可提高到月产2.5-2.7万吨，比使用原单体柱型梁工艺的月产1.2-1.3万t，每月多生产原煤1.4万t左右，每年多出原煤16.8万t，年增加经济效益：W1=16.8（A -T）=16.8(800-661.19)=2332（万元）式中：A原煤售价，800元/tT吨煤成本，661.19元/t使用悬移支架与原单体柱型梁工艺相比每年可节约工时约5400工/年，节支W2=5400100=54（万元）式中：100每工工资，元/工使用悬移支架与原单体柱型梁工艺相比减少了荆笆、小棍、挡帘等材料的使用，每年可节约材料费用W3=153.5

13、=52.5万元（按年产15万t/a,每吨节约3.5元）由以上计算结果得：年增加综合经济效益：2332+54+52.5=2438.5万元。矿井效益分析：圣达煤业按矿井开采储量245.4万t，年产15万t/a,可采期为：245.4151.4=11.7年。则矿井效益为：2438.511.7=28530.45万元。亦即投入940万元安装使用悬移支架，则可产生28530.45万元的经济效益。2.社会效益采用悬移支架和单体液压支架回采工艺相比较，悬移支架能整体支护，稳定性好，支护强度大，有前探梁能及时支护顶板，有效地控制了冒顶及推、垮棚事故，保证了工作面安全高产高效；悬移支架实现了支架移设的半自动化及支、

14、回工序的连续化，不需要人工回柱，大大降低了工人的劳动强度，减少了循环工序，缩短循环时间，加快了循环进度，提高了生产效率，施工条件和劳动环境得到很大改善。悬移支架在小型煤矿具有广泛的推广应用价值。七、保障措施 （一）管理机构和制度1.成立采煤设备升级工作组，指导协调采煤设备升级工作，详见平中祥【2012】4号文。2.大力宣传积极推广安装使用悬移支架的重要性和必要性。3.采取正向激励机制，保证各项工程和工期的完成。4.制定质量验收制度，保证各项工程一次完成，不出现因返工而延误工期的现象。5.各项工程(作）统筹合理安排，人员统一分配，防止出现窝工现象。6.各专业组严格履行职责，定期召开会议，通报工作

15、进展情况，平衡解决存在问题。（二）技术培训计划1.圣达煤业计划培训120人，包括五职矿长，中层生产管理人员，采、掘、机、运、通等基层队管理干部及骨干人员，施工队全员到永泰煤业进行培训。2.邀请平顶山市中祥永泰煤业有限公司员（或采用悬移支架采煤工艺的矿井技术人员）到矿，进行悬移支架的安装、使用及回采工艺安全技能培训。3.培训形式采取请进来进行文化理论学习，走出去参观，实地考察，现场实习（践）操作技能。4.理论培训时间不少于21学时/人，现场实际操作不少于7个班次/人。5.培训效果和目的，达到人人合格，理论考试及格，现场能安全操作。否则不得上岗。（三）安全技术措施 为保证悬移支架的使用安全，应采取

16、以下主要安全技术措施：1.职工必须经过理论和实践培训。 2.提高支架的稳定性，防止倒架。 3.支架移设后必须保证其初撑力不低于1200KN/架，全部移设到位后，二次给压至初撑力不低于2400KN/架。采面上齐压力监测仪表，监测支柱的初撑力和工作阻力。 4.对于底板松软地段，柱下穿柱鞋，防止支柱钻底。5.安装的支架要有符合规定的迎山角（3-5）。6.各部连接要牢固可靠。7.顶板破碎时上金属网。另外，需制定以下单项施工安全技术措施：（1）二121051采面作业规程；（2）二121051扩切眼安全措施；（3）悬移支架运输安全技术措施；（4）二121051工作面安装支架安全技术措施；（5）二12105

17、1初采初放安全技术措施；（6）各单项施工安全技术措施；（7）悬移支架使用操作规程；各项安全技术措施均经三级（省公司、区域公司、煤业公司）会审。表一：2012-2014年采面接替情况单位工作面编号落煤支护走向(米)倾斜(米)采高(米)倾角(度)储量 （万吨）单产（万吨/月）起止日期计划期计划（万吨）合计2012年2013年2014年 合 计72.69.813.813.8采煤队二1-22051炮放悬移1631004.489.81.62012.6.1-2012.12.309.8二1-22091炮放悬移164944.4159.31.62013.1.1-2013.7.179.3二1-22111炮放悬移2291008.915281.62013.7.18-2015.4.304.513.8