煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术可行性研究报告目 录工程名称及工程承担单位基本情况 1工程名称 1工程承担单位概况 1工程工作范围及起止时间 1矿井概况 1煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告地理位置及交通 1地形地貌及气候 2地震 3矿井生产概况 4矿井生产规模 4矿井开拓方式 4矿井采煤方法 5矿井其它主要生产系统 5矿井地质 8地层、煤系、煤层、煤质 8地层 8煤系、煤层、煤质 8构造 9褶皱 93.2.2断层 10水文地质 11岩层含水性 11矿井充水通道 12水文地质类型 13立项背景及意义 134.1.国内外技术现状 13示范工程实施的必要性 14示范工程实施的可行性 16煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告现有工作基本情况 16示范工程总体目标 18示范工程实施意义 18目标和任务 18示范工程的技术路线 19采用的技术路线 19工作面基本情况 19设备选型 21工作面安全防护 26生产工艺 28示范工程重点任务与进度安排 29示范工程重点任务 29示范工程进度安排 30主要技术难题及拟采取的措施 31资金预算 31示范工程经费预算编制方法 31示范工程经费预算结果 32示范工程资金筹措 45预期成果及社会经济效益分析 45预期成果及安全分析 45经济效益 46社会效益 47全国推广的效益分析 48煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告组织实施及保障措施 48组织管理 48质量保证措施 50安全保证措施 50煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告工程名称及工程承担单位基本情况工程名称2011xx层（＞45°）综合机械化采煤技术可行性研究工程承担单位概况工程承担单位:四川省xx煤业股份有限公司xx煤矿法 人：联系电话：地 池镇邮 编:工程工作范围及起止时间目前xx（＜45°）煤层已基本采完，且大倾角综采技术已45°120万综合机械化采煤技术进行攻关。工程工作区平面位置在打锣湾背斜西翼，煤层为一单斜构造，属+350m水平首采区321采区的第二个综采工作面3215654工作面采空区，下部为尚未布置的±0m321323工程工作起止时间：2011～2012矿井概况地理位置及交通xxxxxx1煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告30km20km130km，北距达州140km3.5km精煤和动力煤储装系统。矿井北邻龙滩煤矿，南邻高登山煤矿，西与天池煤矿相接，东与花房子相接。矿井走向长约8.6km3.8km，地理坐标为106°52'42"～106°56'15"，北纬30°22'30"～30°27'30"。公路主要侧经过。地方公路纵横交错，四通八达，矿区内外交通方便（图2-。图2-1xx矿区交通位置图地形地貌及气候xx煤矿位于xxN30°E谷纵横，陡坡、断崖、峡谷、绝壁屡见不鲜，地形支离破碎，属高中山侵蚀2煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告1704590700～1000m。区内冲沟密布、山势陡峻，局部陡崖发育，地2560°，坡脚及沟谷两侧坡度较小。本区地处渠江水系和御临河水系分水岭地带，矿区内季节性溪沟由分水岭向东西两侧发育，西侧的二叠系下统石灰岩形成的高山为分水岭，分水岭东为御临河水系的支流，西为渠江水系支流，其中南北边界的孙家湾河与碑家桥芦家岩河为常年性河沟，其它河谷均为间隙性河谷。本区属夏季炎热多雨、冬季寒冷干燥的亚热带温湿气候。据广安市气象15.8～17.140.2℃，最低-1.7℃；年降水840.9～2020.0mm1284.5mm5～106～81275.4mm132.0mm，最长(19172.5mm，最长连续无降水日为2470mm；有霜期主要集122837901.9mm1042mm763mm，潮湿系数平均1.25；一般夏季炎热多暴雨，秋季常阴雨连绵。区内森林覆盖面积较大，主要有松、杉、柏、桉等树木和箭竹等经济林。75花生、芝麻、蚕桑、烟叶、甘蔗等。地震本区处于川东弱震区，断裂活动性与地震活动性均较弱，区域地壳稳定5～20km。据1986263.5198911205.25.4据中国地震动参数区划图（GB1830—2001，本区地震动峰值加速度为0.05g0.35S。3矿井生产概况

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告矿井生产规模197619811260t/a，19872003炭函〔2003〕50990t/a。2005易委员会以川经贸煤炭函〔2005〕593120t/a。20062006140120t/a。2007100.4t，2008102.6t，2009103.0t。矿井开拓方式矿井为阶梯平硐开拓方式，以各平硐划分水平，各水平间采用上山连接。矿井设计为六个水平（+999m+790m+660m+530m+350m±0m）开采，其中+350m+999m务。+350m2008200932113212置，为本示范工程实施地点。根据矿井地形地貌特征及煤层赋存条件和开拓方式，各平硐通过石门穿过煤层后，以龙王洞背斜轴部为界分东西两翼，平硐沿煤层底板茅口灰岩作南北岩石运输大巷。各采区回风汇集到总回风大巷到+999m开采顺序：各水平间开采顺序自上而下开采，东、西两翼同时开采。3212+350m3211450m124m2.65m45～60°，53°。4煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告矿井采煤方法xxZYJ2600/14/32ZYJ2600/15/36MG250/620SGB－730/160SZZ－730/160SSJ1000/160³21t+530m，+350m3T车运至集中煤仓后，通过皮带直接运输至+350平煤层赋存条件，仍采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井其它主要生产系统运输系统MG250/620SGB－730/160SZZ－730/160SSJ1000/160³21t车运输至+530m地面翻笼再通过皮带转至原煤贮存仓，最后通过索道转运至+350m+350m+350m洗选厂，目前正在对皮带运输巷进行改造，预计20112装工作。+530m+790m（尾矿库各水平材料采用蓄电池电机车牵引，斜坡采用绞车提升。人员：上下班人员乘坐定时定点人车进出井。通风系统+350m+530m+660m+790m+999m20105FBDCZ-8-No27/2³3555煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告流式风机2台11台备用，最高静压效率85355KW740r/min6000V46.8A。目前新风机8710m3/min，8320m3/min，88%。排水系统xx3‰，经各水平平硐水沟自然流出井口。瓦斯抽放系统200918.43m3/t，绝对瓦斯涌出量30.26m3/min，属高瓦斯矿井。根据历年统计资料分析，随着开采深度的增加，瓦斯涌出量有增加的趋势。矿井于20032BE3-400-2BY380100m3/min，管路系统中Φ300mm1798m、Φ250mm2500kw的瓦斯发电站，实现了瓦斯利用，变废为宝，保护了环境。供电系统xx35kV35kV6kV7.8km，水绿线路的8.6km。35kVI、II3200KVA35kV35kV6kV，6kV0.9790I、II+530m所I、II+530mxxxx3000kW，0.86kV，通6煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告6kV35kV6kV6.监测监控系统xx煤矿监测监控系统能够通过地面中心站实时观察井下所有人员的数量KJF30KJF80安全保障功能主要包括门禁、超时报警、区域超员报警等功能，从而增加了井下人员的安全性。实施，将带式输送机的各项参数引入地面监控装置，可以从地面对输送机进行控制和监视，有效预防和及时处理各种突发事故，实现控制的自动化、网络化、信息化。2）2007KJ90KJ90NBxx25160矿井、采区、瓦斯和一氧化碳浓度，风向、风量、风速、风压、风门开关等变化情况。工业电视监控系统：增加井下重要地点的视频图像。能显示+350m、等视频画面。提升系统（Φ2、Φ1.6m）：矿井Φ2、Φ1.6m绞车安装智能型操作系统，实现远程监测。（或无线）方式传输到矿井调度中心，其主计算机安装集成软件，集成各系统，显示各系统动态运行参数。2009井下中央变电所供电情况的实时监测和地面远距离停、送电。7矿井地质

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告地层、煤系、煤层、煤质地层xxxx（Pm），2二叠系上统龙潭组、长兴组三叠系下统飞仙关组、嘉3 3 l陵江组（T

j），山麓及洼地分布有第四系残坡积层（Q），地层总厚平均约11400m，二叠系上统龙潭组为主要含煤地层。煤系、煤层、煤质

l），属海陆交互相含煤沉3114.40m1～4K～K0

（分别6为KKK和K），主要可采煤层仅有1K

煤层，在打锣湾背斜及龙0 1 4 6 1K1

K1

下两层。K1

煤层位于龙潭组一段，煤层总厚0.50～4.26m2.49m1.82%，除矿区北部个别点较薄不可采外，其余全区可采，以中厚煤层为主，因构造较发育，致使局部为薄煤层或厚煤层。总体来说，xxK1

煤层较稳定（1-1）。本矿井主要可采煤层属中～高灰、中～高硫、中～中高挥发分、中高～特高热值的焦肥煤，主要作为动力和冶金用煤。表3-1 煤层顶底板情况表顶板名称岩石名称钙质泥岩、砂厚度（m）上为深灰色泥岩，中为泥质灰岩，基本顶岩7.2下为灰黑色硅质薄层灰岩。直接顶钙质泥岩8.6泥岩，含黄铁矿团块。伪顶粘土岩0.2上为一层煤线，下为灰色粘土泥8煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告岩，含植物根叶化石，吸水性强。岩，含植物根叶化石，吸水性强。灰白色泥岩，夹灰白色细砂岩，含直接底炭质泥岩0.7黄铁矿晶粒。泥岩、砂岩及1.0～12.2基本底上为灰色细砂岩，下为黑色页岩。页岩 /6.6构造褶皱矿区范围内发育的主要褶曲有3条（见图3-，分别为龙王洞背斜、打NE～SW对煤层产生了较大的影响。矿区主要的褶皱发育特征分述如下：龙王洞背斜该背斜核部由龙潭组、长兴组、飞仙关组地层组成。为东缓西陡的不对13～37°，13～84°。背斜轴面倾向南东，倾角60～87°，走向37～50°。背斜轴部以9～8°的倾伏角由南西向北东方向逐渐倾伏。龙王洞背斜因受F1打锣湾背斜该背斜位于矿区北侧，组成西部较高山岭。该背斜在浅部略为对称，一10～4015～55°。总的趋势西较东陡，南较北11～22250～1田湾向斜

等断层破坏已不完整。18该向斜位于矿区中部，形成地势较低的槽谷带。该向斜由北东向南西翘1～250～7510～40°，轴面倾向南东，倾角77～87°，向北近于2～357～24°仰角由北东向南西方向翘起。田湾向9煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告斜东翼受F20F2

断层的破坏，已不完整。大坳坪向斜、大坳坪背斜：位于打锣湾背斜西翼5600m200m，从幅度上仅影响到飞仙关组地层。断层7F12

3 4

、FF5 6

F1

200m，其余基本都小100m，造成了煤层的重复、缺失。另外，因受F1

断层的影响，在田湾向斜核部还发育了部分隐伏断层，虽然落差较小，但均对煤层产生了一定的破坏，现将主要断层FFF1 5 6

特征分述如下：1.F1

逆断层该断层位于龙王洞背斜轴部附近，有较多工程点控制。南起井田南边缘，4F5

6500m，断层迹象明显，断层面呈舒缓波状，倾向北西。南部（2-1）走向N30～35°E，以北则为N40～50+800m标高以上为3～6°。向深部急剧变陡6～8°断层落差最大（2-1）700m。该断层破坏了龙王洞背斜与仰天窝背斜之间的连续性，并将本区划分为两个各自独立的构造单元。此断层对井田南东部的煤层有一定破坏，并切割了仰天窝背斜，破坏了其完整性。2.F5

逆断层T

1 3起李子园，北于鼻夹洞消失，南段李子园～清明山因植被覆盖，据1362m，带内岩石挤压破碎，方解石脉发育，该断层于田湾东至文家牌破坏了田湾向斜轴的完整性。3.F6

逆断层该断层呈北西～南东走向，横切打锣湾背斜、田湾向斜和仰天窝背斜。西起谢家屋基，东到xx4389m，走向N40°W，倾向SW，75°；破40m。煤10煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告层沿走向被断层横向错移，对煤层破坏较大。龙打 田 王锣 湾 洞湾 向 背斜2-202-13斜2-202-132-172-102-21CK54F152-142-92-12-222-2CK92930'1-3 11-411-21T1-411FF 1514<7～7°0～75米1-11221-31F7°0～60米F<30°85°F1～11-1212112100～700米223131800600 600400 400200 200±0 ±03-1xx2水文地质岩层含水性二叠系中统茅口组、下统栖霞组(P

m+P2

q)：P1

m含水层是矿坑下伏充2水的主要含水层，地表岩溶发育，以岩溶管道水平径流和岩溶裂隙水为主。随着深度的增加岩溶发育有减弱的趋势，深部局部有溶蚀迹象，龙王洞背斜轴部，有大气降水入渗后沿古岩溶管道运移。该地层为岩溶强含水层，水质类型为重碳酸盐钙型水。

l)：该组地层岩溶不发育，在断层破碎带及裂隙3Pc3伏Pmq=0.005～0.569L/sm，2富水性中等。水质类型为重碳酸盐钙型水。二叠系上统长兴组(P

c)：长兴组(P

c)覆于煤系之上，受构造影响，3 3裂隙发育较普遍，岩溶发育强烈，为强富水性地层。为煤层开采的间接充水Pl3酸盐钙型或重碳酸盐硫酸盐钙型水。11煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告T

f)：该结构层由于受构造、溶蚀作用，岩溶管1道及裂隙带发育，且与上下含水层连通。岩溶以垂直发育为主，深度达数十米或更深，大气降水汇集于溶蚀槽谷及洼地，经垂直岩溶补给地下，再由垂直循环转变为水平运动，形成地下水径流带，一部分通过暗河管道汇集，最后以泉的形式排泄于地表。通过岩溶裂隙带与其他含水层相互补给。该层为富水性强的岩溶含水层。水质类型浅部为HCO3

－－Ca2+型水，深部为HCO－－3Ca2Mg2型水。嘉陵江组（Tj）主要为灰、浅灰色薄至厚层状灰岩、白云质灰岩、白1云岩、岩溶角砾岩。厚526.86～572.18m549.04m。出露于矿区背60.10～20.00L/s，W45（绿）103.5L/s。天池湖为矿区该含水层的一个集中排泄点。Tj1矿井充水通道构造及断层破碎带充水矿区主体构造为宽缓的龙王洞背斜，构造较为简单，但背斜的西翼有膝状构造存在，地应力释放集中，岩层破碎，岩溶裂隙极为发育。另有田湾向斜和打罗湾背斜，由于区域构造应力的强烈挤压和断层的切割，西翼地层倒S层带和地层倒转的部位为主，同时也是岩溶发育部位，因此构造充水和岩溶水相互联系，使得矿井充水复杂化。

、龙潭组P、茅口组P）地层均有出3 3 2露，构造复杂，导水断层张性裂隙较多，落水洞、陷落柱发育，成为地表水、地下水进入含水层的直接通道。FFF

等，均切割煤层，且断层5 6 1具富水性和导水性。以上断层切割主要含水层，对煤层开采有一定影响，特别是沿巷道掘进12煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告至断层位置时，应超前探测、留足保安煤柱。龙王洞背斜东翼构造裂隙发育地表水191807/（198974637立方米/（1989219897574.61989217.53～48～10可见大气降水为矿井主要充水因素之一。采空区水矿井涌水量与茅口巷道的延长及采空面积的扩大有密切的关系，其比例1983年平均每天涌水量为151241989年平均每天涌水量达m3，采空面积与巷道长度增加了一倍以上，而涌水量也增加了一倍左右。矿区中部沙坝坪煤矿已停产多年，采空区范围不明，有采空区积水对矿井充水，以后矿井在靠近小煤矿及老窑采空区边界开采时，应留设足够的保安煤柱；矿区浅部xx8.0km2，可能有大量积水，应及时疏导和排放，以免对深部工作面形成突水。生产应按“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原则进行采掘活动，以防止采空区及老窑积水的突然溃入。水文地质类型水文地质类型为Ⅳ型（即水文地质为复杂类型。立项背景及意义4.1国内外技术现状(<45°煤层)综合（＞45°）开采主要采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法、伪倾斜分段密集走向长壁采煤13煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告法和正台阶分段密集采煤法等采煤方法，一般机械化采煤、高档普通机械化采煤的工艺、技术和装备等方面日趋完善。但是，由于急倾斜煤层的地质资源条件复杂和煤层倾角增大，综合机械化开采尚存在许多工艺、技术和设备难题未能解决，急倾斜煤层综合机械化开采技术还处于探索阶段。示范工程实施的必要性xx198112革新。采煤方法采用过炮采、机采、轻型综采、大倾角（＜45°）综采等采煤法。198410t,工效为2t/1984DY-100使采煤工艺向机械化方向迈进了一步。但终因煤层倾角变大，加上其支、回柱的工作量大，单体支柱稳定性差，顶板管理困难，早已未再采用。为解决这一问题，xx1991轻型掩护式液压支架，采用MLS—17035°199719992t/9.2t/628003208.0t，但仍然不能满足用煤需求。45～60°，特别是延伸的+350m502000多万t，为了提高我矿产量，xx1997板运输机等越来越不能适应，特别是液压支架和采煤机，由于原液压支架14煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告为两柱式，未将割煤间与行人间分开，煤层倾角大，片帮、飞矸严重，人员行走、工作极不安全，而且割煤时采煤机下方不能有人员作业，大大增长了循环时间，影响产量。同时工作面倾角大，采面机、风巷的垂直高差大，液压管路的回液比较困难。原采煤机为无锡生产的MGW-375煤机，受煤层倾角影响，牵引、调高系统经常无法正常工作，影响生产。为了保证安全生产和稳定矿井产量，必须对急倾斜煤层综合机械化采煤技术进行攻关。如果不尽快攻克急倾斜煤层综采难关，增加生产总量，势必影响企业可持续发展，从而影响区域经济的发展。攻克急倾斜综采技术难关是提高煤炭资源回收率的需要随着煤层倾角进一步变大，必需对现有大倾角综采技术和设备进行升级改造，若不进行急倾斜煤层综采技术攻关，现有综采根本无法满足，又只有回到原来的柔性掩护支架采煤方法，回采率将降低10%以上，严重浪费煤炭资源。反之，若进行急倾斜煤层综采技术攻关，将液压支架高度和采煤机适应高度进一步增加，煤炭回采率将进一步提高。攻克急倾斜综采技术难关是确保矿井安全生产的需要35～45°45有留底煤开采，产生较多安全隐患，一是移架时支架推起浮煤太多；二是支架接不到顶板，造成顶板断裂下沉，严重威胁操作人员的安全；三是过去没有成熟的端头支架，工作面下出口经常出现底煤推移滑落，造成无法支护；四是由于倾角太大，原有的液压牵引采煤机，不能适应煤层倾角变化，经常出现故障，检修时人员要进入机道，受上方片帮煤、矸下滑飞窜伤人的威胁；五是工作面片帮煤在推移液压支架时向下飞窜伤人的威胁越因此，只有攻克急倾斜煤层综采技术，才能适应煤层倾角增大条件，才能确保安全生产。攻克急倾斜综采技术难关是地方经济协调发展的需要xx15煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告4³300MW燃煤机组已投产发电，2³600MW2007给能力已经严重不足，为防止发电不足影响工农业生产和生活用电，省市领导多次开会研究，采取给矿井下达煤炭产量指标、要求煤矿春节加班生产，征收煤矿电煤供应保证金等措施来努力增加煤炭产量。目前的电煤供不应求，严重影响地方经济发展和民生及社会和谐。广安电厂三期工程投680万txx电厂两台30万Kw机组改造后于2006160t发展急需煤炭供应保障。攻克急倾斜综采技术难关是提高我国急倾斜综采技术水平的需要领头作用。本项目将综采技术进一步用于急倾斜煤层，成功后将使我国急倾斜煤层开采技术上一个新台阶，对开采宝贵的煤炭资源具有重大意义。示范工程实施的可行性1.xx批大倾角综采管理和技术人才，拥有的经验将对该项目的实施提供强有力的保障。2.xx械化采煤技术及管理制度，利用现有技术和管理优势来发展急倾斜煤层综合机械化开采技术，不断完善和改进设备的部分功能和开采工艺，使综采技术适用的煤层倾角逐步加大。3.对急倾斜综采进行试采，具有较好的市场前景、巨大的经济效益和社会效益。上述情况表明：攻克急倾斜煤层综合机械化采煤技术非常必要，而且可行。现有工作基本情况xx19973～45°大倾角综合机械化采煤方16煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告法研究、试验，经过两年的试验于19993.090％以上，与采用刀柱采煤方法相比，使用大倾角综合机械化采煤方法提高煤炭资源回收率3～4％。该技术被国内专家鉴定为“国内领先，国际先进100学习。在大倾角煤层综采技术方面，xx30～45°条件下支架以及采煤3.5～5.5t50万t。为了攻克急倾斜煤层综合机械化采煤技术，xx行研究，通过研究决定采用广能公司自主研制的急倾斜支撑掩护式液压支架（上海MG620/250－QWD广能公司参与改型由中煤集团张家口煤机厂生产的SGB－730/160板输送机等设备，通过精心组织，不断完善和改进设备的部分功能和开采工2011+3503212xx350m45xxxx同开展了“急倾斜煤层综合机械化采煤技术”示范工程可行性研究，探讨了5654）45°的情况下，虽取得了一定经验，术问题除采煤机稳定性问题、输送机稳定性问题、支架稳定性问题外，还要解决工作面防推底、研究上端头液压支架合理使用和可靠性、工作面提高单产综合措施等技术问题，同时受倾角和重力影响，要考虑煤层顶板因片帮空顶后发生大面积冒落等问题。17煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告示范工程总体目标示范工程实施意义目前xx（＜45°）术已经成熟，鉴于倾角大于45°的煤层占大部分，为了达到矿井核定生产120t/a，进一步提高矿井单产水平及工效，现急需攻克急倾斜煤层（＞45°）综合机械化采煤技术。提高煤炭资源回收率。项目实施成功后，将综采技术进一步用于急倾斜煤层中，与柔性掩护10%。保证矿井安全生产。综采有较好的安全保障，有利于安全生产。柔性掩护支架等采煤方法是采用人工打眼放炮、攉煤、摆架、回架，安全空间小，安全威胁大。2³300MW后，煤炭供应已经紧张；广安电厂三期工程完工以后，年耗煤量增至650txx230KW是企业自身发展的需要。随着煤炭经济形势的恢复好转，若煤炭企业能够大幅度增加产量，无疑有利于提高安全补欠的能力，以至彻底解决煤矿安全设施落后、抗灾能力差的问题。综上所述，本项目对提高矿井单进水平及工效，降低工人劳动强度，确保安全生产，提高煤炭资源回收率具有重要意义，而且在改善职工劳动条件及促进地方经济协调发展等方面都具有明显作用。项目的经济效益、社会效益均较明显。目标和任务项目的目标是研究出能适应急倾斜煤层的综合机械化采煤技术并研制321218煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告45°以下的大倾角煤层综采技术更加成熟，使安全、生产环境进一步改善、单产进一步提高。示范工程的技术路线采用的技术路线设计制造出急倾斜煤层综采液压支架，对采煤机和工作面运输机重新选型，实现工作面“三机”配套。机巷、石门运输设备配套研究。达到安全性能好、生产效率高、员工劳动强度低、经济效益好的目的。根据xx的认真总结，对现有综采设备进行升级改造，使之适应倾角提高到45°以上，达到提高煤炭资源回收率并提高煤炭产量的目标。其技术路线如下:设计制造出急倾斜综采液压支架并选择新型采煤机，以解决液压支架高度不够，导致留顶（底）煤开采，浪费煤炭资源和支架无法接顶的问题。在液压支架架前与架间增设挡矸装置，解决飞矸伤人问题。研制出新型端头支架，解决上、下端头支护问题。在液压支架上增设运输机新型防滑装置，解决运输机防滑问题。选择新型采煤机，增加牵引力，降低故障率，增大切割高度。提高乳化泵液压并增大回液管直径，改在机巷安装乳化泵，解决回液压力不够问题。工作面基本情况工作面概况3212+350m3211450m，倾斜长124m，11.4m22.65m45～6053°，58.73t5654032132319

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告（l2～41.16m～2.85m2.65m。煤层厚度变化不大，比较稳定。煤岩类型为半暗～半亮型煤，煤种为焦煤，煤层结构为（从顶到底：煤厚0.0～0.05（夹矸0.1～0.210.7～1.00（夹矸0.0～0.65、煤厚0.0～0.22（夹矸0.0～0.09、煤厚0.4～1.60。煤层中0.07m赋存稳定，为煤层标志层。其上部有一层厚度、硬度变化较大的夹矸，岩性为泥岩、砂质泥岩，当厚度﹥0.5m0.50m～0.65m，分布范围也不大。瓦斯情况本矿属高瓦斯矿井。根据通风瓦斯科提供的资料，参照56542

涌出量为0.86m3/min4m3/t。在回采过程中应加强通风、瓦斯管理，防止瓦斯局部积聚。工作面水文地质工作面水文地质条件较简单，顶底板均为隔水层，但回采过程中顶板冒P

2

l456542形成采空区涌水，对回采有一定影响。同时，地面沟谷、岩溶漏斗、裂隙等5692565410m3～25m3/h10m3/h。影响回采的其它因素（6-1）表6-1 影响回采的其它因素情况表其它因素其它因素对回采工作面的影响2.21m3／min，CH420煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告下无影响。下无影响。CO20.86m3/min。正常通风情况下无影响。煤尘爆炸指数产中必须加强防尘管理。无影响。煤层自燃倾向性自燃发火煤层。无影响。地温危害冲击地压危害无影响。工作面巷道布置工作面运输巷由于本工作面煤层倾角较大，机巷为异形断面，采用异形支架配树脂锚3.8m1.8m0.8m。工作面回风巷由于本工作面煤层倾角较大，风巷为异形断面，采用异形支架配树脂锚3.4m1.6m0.8m。工作面开切眼目前还未施工，因倾角大，初步研究采用反井钻机从风巷向下沿煤层顶板施工钻孔，然后自上而下将钻孔扩大至切眼设计断面。切眼为矩形断面，Φ＝18mm、L=2.0m属网支护。设备选型结合现有技术水平，课题组拟定采用急倾斜综合机械化开采技术进行开采，工作面装备根据急倾斜工作面的特点作如下要求：21采煤机

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告选用由广能集团公司、天地（上海）公司共同参与改型研究制造的MG620/25－QWD双滚筒采煤机（见表6-机械强度，降低故障率、减少生产影响。急倾斜综采面使用的采煤机为无链牵引，利用采煤机牵引箱的驱动齿轮和行走箱的行走齿轮配合与安装在运输机上的销排啮合，另一侧利用滚轮在输送机靠煤壁侧的铲煤板上滚动保持机身平衡。采煤机设置有液压制动系统，在保证一个制动器失效的情况下也能满足采煤机的运行和制动，不因制动器出现故障而出现采煤机下滑。以前采用的是采煤机下行割煤，上行收浮煤，主要考虑到采煤机的牵引力和下滑方面能否控制等因素，随着开采经验的积累，目前，对于大倾角和急倾斜综采工作面上、下行割煤都是可行的，但有一个缺点是上行割煤容易出现窜矸。采用了架前挡矸门后，防止窜矸伤人的问题得到解决。输送机工作面运输机选用广能集团公司参与改型，由中煤集团张家口煤机厂生产的SGB－730/160SZZ730/320SSJ－1000－2³160保证采煤机稳定运行的关键。输送机是通过工作面液压支架与输送机的硬性连接进行控制，支架具有对输送机下滑有较大限制能力。通过防滑设施正常使用，保证支架、运输机不下滑。液压支架提高乳化泵站的压力并增加近、回液管的直径，解决管路压力损失、减少泵管震动以及回液系统压力不够等问题。根据3212工作面的具体条xx撑掩护式液压支架，定型为ZJ3600－15/36。25°～55°之间，本支架可适用的倾角60°以下，是目前适应倾角最大的，属急倾斜首创支架。本支架采取了主动防倒、防滑机构，即通过顶梁左右侧护板和底座双侧调架梁在支撑状态下22煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告的理想使用状态。架侧重迭式挡矸门机构是在支架上侧方安装可推拉的活动2～3②架前挡矸机构：在支架前输送机电缆架后安装可升降的挡矸装置，由1375～2175移架、上与下同时移架等作业变得安全，从而解决了工作面多点平行作业下链式挡矸装置,可前后滑移,掩护支架上部，与其下部的架侧重迭式挡板配合使用,可完全掩护支架架内的安全,在顶梁前立柱前留有链式或板式装置，与架前挡矸装置配合使用,可完全掩护支架前方，保障架前安全。3～5今最稳固的基准防倒、防滑设备，包括顶梁防倒（每连续相邻两架两组、底座防滑（每连续相邻两架前后各一组、架尾防滑等,使工作面下部有不倒不滑的基准,全工作面的防倒、防滑非常可靠。④架前旋转保护装置:支架顶梁留有可安装旋转保护装置的旋转心轴座和栓座,能根据需要正装、侧装、反装旋转保护装置,可以有效地实施架前保护。⑤新型防输送机下滑装置:让支架与输送机连接推杆既有足够的适应性，又有足够的强度与刚度，通过支架底座前部内藏式千斤顶调推杆，达到输送机可靠防滑并与支架对正的目的，这种结构为国内外首创。2（机巷端超前2（过去的都只有1个，调架防倒掩护性能更好弹簧采用16（一般为1，使支架防倒和复位能力更强。2.38,23采高范围。

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告⑧主要构件。采用整顶梁、双侧活动侧护板、掩护梁前连杆销轴外露箱体外，构件采用Q46016Mn⑨适应范围广。除常设的后调装置和弹簧、千斤顶控制的双侧护板及对称调架梁外，还可加各式防护装置，包括排头支架防倒防滑、排尾支架防倒防滑、输送机防滑和架前旋转保护装置，可液控侧护板和调架梁实现主动防45°～60°左右煤层。⑩配备新型横式端头支架，有效解决煤层倾角变化工作面下端头过渡三角区顶板支撑难题。下端头支护应用于下部端头的端头支架3架，定型为ZTHJ11400/15/2（图6-。90°横向布置，且横向前移，故称为横式端头支架。②能适应煤层倾角变化。前进式（纵式）端头支架，支撑大倾角顶板会失稳；横式端头支架顶梁可随煤层倾角变化支撑顶板，且立柱行程大于升降座千斤顶行程，可使顶梁向上摆角适应顶板倾角变化。③能承受大倾角煤层复杂顶板压力和动力。顶梁始终随顶板倾角变化而严实支撑顶板，且立柱随顶梁（亦随煤层顶板）斜撑，支撑状态稳定，有效承受大倾角煤层复杂顶板压力和动压。④升降座代替四连杆，适应调高、承受侧向力。四连杆要求后部空间大，侧向力；由千斤顶控制升降座，能适应巷道变化和调高要求。⑤侧推千斤顶互动，掩护移架空间。横向前移，侧护板要掩护一个移架步距的空间，一般弹簧满足不了要求，故采用侧推千斤顶互动2³340mm。即推侧护板伸、收保持与推移千斤顶同步，才能确保推移架过程中的架间有效掩护，防止矸石进入架间影响正常移架。⑥设伸缩梁和支撑座，解决“三角带”顶板支护。端头支架和工作面支24煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告安全性差，经常影响正规循环。采用伸缩梁和支撑座，可以有效地支护“三角带”顶板。伸缩梁下设支撑千斤顶，能增加伸缩梁伸出后前端的支撑力。⑦双推移千斤顶加侧推装置，确保协调前移。横向移动，只能采用左、右双推移千斤顶才能实现，加侧推装置，能使端头支架、转载机和工作面输送机机头同步协调推进。⑧特设各式附件，增强端头支架适应性能。包括在顶梁上附设的侧下挡矸板、升降挡矸板和架上挡矸板等，使端头支架的防护性能更好。⑨双侧护板和千斤顶外调的安装，便于井下安装使用。中、后架设双侧护板，两架内侧则由千斤顶控制，做相向运动，掩护移架空间；加设导向轴，增强侧护板抗弯变形能力；千斤顶可以调向安装，侧护板固定侧和活动侧可互换，便于井下调向安装使用。⑩通用性好，可以实现完全互换。上端头支护应用于上部端头的支架1架，定型为ZTJ3600/15/2（图6-。①该上端头支架与工作面支架平行布置，宽度比工作面支架略宽，以便能够适应运输机的电机藏入和达到连接底板的能力，增强底板强度。②能适应煤层倾角变化且不下滑。上端头支架顶梁可随煤层倾角变化支撑顶板，为了上端头支架与工作面支架能够很好的调正，设计了可变调架梁装置，该装置可以很好的调整上端头支架与工作面支架的间隙，使得他们之间可以很好的依托，起到一定的防滑作用。③设计了铰接前梁。铰接前梁可以在采煤机离开机头后及时支护顶板。以防上端头部分片帮等现象发生。25煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告顶板顶板人行通道底板图6-1 下端头支护示意图6-2上端头液压支架工作面安全防护由于煤层倾角大，存在支架的架间窜矸、工作面上侧滚矸、煤壁片帮或割煤过程中块煤滚落等安全隐患。26煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告工作面矸石（煤块）安全防护的主要解决方案是设置架前挡矸装置和架间挡矸装置。架前挡矸装置在支架前的每节输送机中部槽上（电缆槽侧）设置一块利用千斤顶升降的挡矸板，将机道与工作面（人员行走和工作空间）隔开，使采煤机割下的煤和煤壁片帮煤不窜入工作面伤人。处理采煤机、输送机和移架时，可将对应的一块或几块挡矸板降下，处理后及时升起。架间挡矸装置在工作面液压支架顶梁的上侧分段布置一个既能上下升降，又能左右开关的挡矸门。此门关闭，能挡住上方下窜的煤矸，使下方工作和行走的人员不受伤害。人员通过时，打开此门，通过后及时关闭。该门用液压伸缩缸作为动力实现升降及左右关闭。工作面下出口安全防护因工作面倾角大，工作面采下的煤（矸）加速下滚下窜，到达工作面下口时速度最快，冲击力最大，难以保证下出口的人员通行、转载机机尾维护等工作人员的安全。经过反复研究，拟在采用三个横式端头支架基础之上，在端头支架上设置挡矸板，确保支架立柱与后侧连杆之间人员通行安全。序号名称型号规格序号名称型号规格单位数量1综采支架ZJ3600/15/36架832MG250/620－QWD台13工作面运输机SGB—730/160台14上端头支架ZTJ3600/15/23台15下端头支架ZTHJ11400/15/23台３27煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告6运输巷桥转机SZZ730/320台17皮带运输机SSJ-1000-2³160台28乳化液泵站PRB7B-200/31.5台29移动变电站KBSGZY-1000/6/1140台1生产工艺落煤采用MG250/620-QWD0.6m41m。采煤机正常割煤时采用前滚筒在上部割顶煤（包括伪顶0～3.0m/min割煤，割穿风、机巷煤帮。当采煤机无法割穿风、机巷煤帮时，采用煤电钻打眼、放炮落煤，人工攉煤。3.4m2.0m3.4m时留底煤开采。工作面实行单向割煤（下行割煤、上行收浮煤。割煤司机在支架及挡矸板的保护下用遥控器操控割煤机，即一名司机操作并负责观察前滚筒割顶煤及顶板情况、割净伪顶，一名司机操作并负责观察后滚筒割底板情况、控制4m/分钟（割矸时≤2.0m分钟8m分钟（4.0m分钟2.装煤MG250/620-QWDSGB-730/160铲煤板装煤。3.运煤工作面采用SGB-730／160PLM1000SZZ－730/160SSJ-10003212SSJ-100028煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告3213213T+350m4.工作面支护工作面使用ZJ3600/15/363ZTHJ11400/15/233#、2#、1#13m应及时回撤多余支架及工作面运输机中部槽。支架最大控顶距4940mm，最小4340mm0～10mDZ25～40/100L=2.0～3.0m、Φ≥160mm1.0m10～20m1.0m。机巷超前支护段顶板：自工作面煤壁起0～10m双排超前支柱采用戴帽点柱沿走向进行支护，柱距1.0m，高帮采用单体液压支柱打在巷道内原有的钢梁上进行支护，柱距不大1.0m10～20m1.0m。示范工程重点任务与进度安排示范工程重点任务①开采方案研究。根据xx大倾角综采技术的认真总结，确定xx②“三机”配套研究。确定急倾斜综采开采方案的采煤机、工作面运输机、综采支架的主要技术参数。③综采设备研制。重新设计制造工作面液压支架和端头支架。主要由广能集团嘉华机械公司开发急倾斜综采全套设备，并形成自主知识产权。④急倾斜综采开采工艺研究。本项目在国内首家采用急倾斜综采方法开采急倾斜煤层，需组织专业技术人员和生产骨干对开采工艺进行系统研究。29煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告示范工程进度安排具体项目进度安排如下：1.20098～2010123212进工作，形成回采条件（见表7-。2.20095架及端头支架的配套方案设计。3.200974.2010125.2010126.201117.201128.201149.2011510.201212表7-1 示范工程实施工作面巷道工程量统计表序号性质硬度长度倾角（m）(°)掘进方式支护形式断面(㎡)13212岩6～150 27炮掘裸支7.9山1023212风巷 半煤4～61415 0综掘金支9.933212机巷 半煤4～61505 0综掘金支11.243212开切眼 半煤4～6125 53炮掘锚支45321南轨道上山/岩6～8472 27炮掘裸支7.7/1上下车场363212回风石门 岩6～120 0炮掘锚支8.530煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告1010主要技术难题及拟采取的措施工作面倾角大，运输机下滑，机头紧贴桥转下侧，导致无法正常接煤。若遇工作面运输机下滑严重，导致下出口无法正常接煤，对工作面1#～60#1050支架结成一整体，防止支架下滑，从而防止工作面运输机下滑，另外坚持从下向上移溜、从上向下拉架，防止工作面运输机下滑。工作面风巷受采动压力影响，导致破碎顶板及风巷高帮易发生冒顶、片帮现象。工作面风巷未采用架料支护段高帮较高，若受采动压力影响发生高帮片帮显现，将给生产带来极大安全隐患，对风巷未架料段高帮采用单体液压支11#1.03落给生产带来的不安全因素。资金预算示范工程经费预算编制方法估算范围设备及工器具购置、安装工程的全部工程费用、工程建设其他费用、预备费。估算依据可研报告提出的建安工程量和技术特征、主要设备清册等。第183估算方法主要建安工程、设备购置投资采用概算指标和设备价格逐项估算；次要31煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告建安工程、设备购置投资采用类似项目经验数据按系统估算：其他费用根据煤炭工程建设其他费用指标，并结合本项目实际进行估算，预备费参照〔煤炭建设工程造价编制与管理办法〕规定计算。示范工程经费预算结果5416.90万元，吨煤投资135.67元，其中：矿建工程投资1888.46万元，设备及工器具购置2604.69万元，安装工程236.08万元，工程建设其他用179.28294.51万元,铺底流动资金213.90结果见下表。328-1估算价值顺估算价值顺序生产环节或费用名称矿建工土建工安装工设备及工器具购置其他费程程程用一新掘采区工程13212645.5323212927.883321211.784321264.68532125.336321233.25二采区设备236.082604.69三合计1888.46236.082604.69四工程建设其他费用179.28小计1888.46236.082604.69179.28五工程预备费294.51合计1888.46236.082604.69473.78投资规模33煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告吨煤投资（元/吨）49.246.1667.9212.35占总投资比重（%）36.304.5450.069.11六铺底流动资金建设项目总投资井巷工程估算表统一基价基价估算价值地统一基价基价估算价值地序号单位工程名称及简要说明单位数量费辅助费编号单价编号单价直接费辅助费综合取费直接合计定额费—新掘采区工、程11、3212机巷 0m150.55270 3调煤/8/棚1锚杆架设00根112.886917调58341602743487241187339102894174718357723458148865851215408739130234600600距22kg/mkm1.5056498调28997793864363958153580553035145计2、321210m141.55810 8调煤/8/9.9/金支600距22kg/mkm1.415649828997793864102954673366449863136计3213、上下车场硬/27/13/裸61242263350677921128015579019827018513237777733035345342941888976638107765897357196调1调15530m26.004调6124258857556484119226816241218451215632516743365654409509245169946623797836108-3

井巷工程估算表35煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告单位工程名

统一基价

基价估算价值 区直序称及简要说号 明上山车场硬/倾角裸

单数量位1027.0m 0

直接定额费直接定额费辅助费编单价编单号号价2调

直接辅助综合定额费取费费

接157474332715747433274251988301679681462208603364076铺轨600轨 0.47

647

2914779386137571823112816709456702424914702424914012171201642441843250469370613092430743327364544905992251283122360974064调计3212回风 1015.04、材料上山 m 0647291477938667026472914779386670242

5474调距22kg/m

km0.15 437205796358553102

144936调计调计5石门321210m3650.12 调硬/0/支600距22kg/mkm0.126498调2899779612386423479546372855422871159计3803450393728468011497326997522699752334067408265485102856593137930921332394028734514100井巷工程估算表8-3统一基价基价估算价值统一基价基价估算价值地区差序号单位工程名称及简要说明单位数量费辅助费直编号直接费辅助费综合取费合计单价编号单价接定额费6费63212、眼10m12.55440 7调中硬/倾角55/4/1锚网喷锚杆架设100根2.506933调6891调7356183916016244070金属网铺设t3.285083166535447221010计 1995033925599289428484 4 9 7 1小计 111251571378916486406388 705 749 84364015967732711995033925599289428480544497138煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告机电设备及安装工程估算表8-4一、采区1MG250/620-QWD台1350000035000002机SZZ730/320台1150000015000003架ZJ3600－15/36架83150000124500004支架ZTHJ11400/15/23架32000006000005SGB－730/160台135000003500000单价安装工程合单价安装工程合安装安序号设备及型号规格单位数量指标编号设备定额外材料设备计其中工资定额料计200020002000200000001800180000000025002500000045004500000045004500000030002100000500050000045000450006上端头支架ZTJ3600/15/23台17输机SSJ—1000-2³160台18站PRB7B—200/31.5套19电站KBSGZY—1000/6/1140套1高压真10空馈电7开关PJG9L-6台隔爆干11式变压1器KBSG-315/6台隔爆干12式变压器KBSG-200/6台1动器

QBZ-120 台 5

3500

17500新增电 MYJV22-10 m350

200

07000缆 -3³95 0计

00245770002500 0040运杂费运杂费6%8%1474560004安装费 0301小计35000.62.6060.014896450%%0%35385260475606456850003858-5序号一

工程建设其他费用概算表指标编号 工程和费用名称 计算依据建设单位管理费建设单位开办费、经费及临时设1其他费用指标一-1 施费（92）价费字工程监理费2479其他费用指标一-3 工程招标管理费其他费用指标二-4 底编制、合同签证及合同

5‰41煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告预算审查费其他费用指标二-5 竣工清理及竣工验收费工业广场及居住区占地面积矿井巷道长度其他费用指标二-6 工程质量监督检测费

4/m2³工业广场及居住区占1.0/m*矿井巷道长度二估列三四12348-6

可行性研究费研究试验费勘察设计费工程勘察设计费预算编制费调整概算费

14.3％[2007]90）4.2％～6.3％工程建设其他费用概算表序号序号指标编号工程和费用名称计算依据五1环境评价水土保持评价劳动安全卫生评价费国家计委、国家环保总局（计价格号文）项目所在地标准煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告234六其他费用指标十七一八其他费用指标十五-2其他费用指标十五-3其他费用指标十五-4

场地准备及临时设施费场地准备费临时设施费联合试运转费用生产准备费生产人员培训费生产单位提前进矿人员费办公及生活家具购置费

1350/人*在籍生产人员数2100/人*全厂在籍人数530/人*全厂在籍人数

生产工器具及生产家具购置720/人*在籍生产人员数费安全生产评价费绿化费（归入环保投资中计算）九十三九十三十估列维修费巷道维修费工业广场外部公路维修费利用永久建筑工程维修补助费43煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告十财务费用一

0.3%合计

0.3%448.35416.903416.902000预期成果及社会经济效益分析预期成果及安全分析工作面日产量2.65m0.6m。W=L³S³h³r³c=124³0.6³2.65³1.44³0.97=275t式中：W——工作面正规循环生产能力，275t；L——工作面平均长度，124m；S——工作面循环进尺，0.6m；h——工作面平均采高，2.65m；r——煤的密度，1.44t/m3；c——工作面采出率，97%。一天两个班生产，按四个正规循环作业计算，则日量A=275³4=1101t。工作面月产量A=nAkn 1=30³1101³85%=28075t式中：n30At；nk0.85。1安全分析：采用急倾斜煤层综合机械化采煤技术，可有效解决顶板支护和防飞矸系统的技术难题，可以杜绝冒顶和飞矸伤人事故，安全状况得到极大改善。45经济效益

煤矿急倾斜煤层综合机械化采煤技术项目可行性研究报告新增产值3212xx8000～10000t10000t28075t，月产增加18075t。综采与掩护支架采煤相比较，产量增加18075t/面²月，共计321735t（17.8。321297％；利用掩护支架采煤，资源回收率最大为85％58.7t56.94t，比掩护7t。新增收入3212330元/吨计算，按每年增加原煤产量38.3912669元/年。189.58/t，173.32/t。其中：/吨/吨/吨/吨修理费:1.85/吨/吨其他支出：14.24/吨10.50/吨提取的安全费用：50/吨26055%、折旧年限以综采服务年限104.53/吨。摊销费:1.23/吨46新增利润从以上分析中看出,项目增产通过计算年税前利润是3975万298177.73盈利能力。项目利用先进技术装备工作面，完成后每年增加煤炭产量38.3512669投资回收期短，经济效益很好。全部投资财务内部收益率税后11.04%25.83%,均大于相应的行业基准收益率10。3.28（所得税前为投资回收期短。计算期内全部投资财务净现值10，所得税后为931519其投资利润率此可见，该项目具有一定的财务盈利能力。详细见附表不确定性分析本项