采煤方法及支護技術(shù)改革項目

1、采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告目錄前言2第一章項目建設(shè)的意義和必要性4第一節(jié)項目建設(shè)的意義4第二節(jié)項目建設(shè)的必要性5第三節(jié)項目建設(shè)的可行性6第二章技術(shù)來源工藝特點技術(shù)關(guān)鍵及對煤礦安全及技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用11第一節(jié)技術(shù)來源及工藝特點11第二節(jié)技術(shù)關(guān)鍵及對煤礦安全、技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用15第三章建設(shè)方案地點規(guī)模17第四章設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)20第五章外部配套條件落實情況及原材料供應(yīng)23第一節(jié)外部配套條件落實情況23第二節(jié)煤炭運銷和經(jīng)濟效率24第六章環(huán)境保護安全生產(chǎn)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)26第一節(jié)環(huán)境保護

2、26第二節(jié)安全生產(chǎn)26第七章建設(shè)工期和進(jìn)度安排32第八章組織機構(gòu)及項目實施管理33第九章項目承擔(dān)單位35第十章投資估算資金籌措及流動資金36第十一章項目財務(wù)效益分析與評價37第十二章項目的風(fēng)險分析39第十三章社會綜合效益分析40- 1 -采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告前言某縣某鄉(xiāng)某煤礦是為9 萬噸 /年的技改礦井，根據(jù)國家有關(guān)煤礦方面政策規(guī)定，本礦已經(jīng)驗收并通過，已持有“五證一照”，進(jìn)入生產(chǎn)階段。某縣某鄉(xiāng)某煤礦位于某省某縣城東北，平距約 13km。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 107°5912 108°0003，北緯 25°273425°2815；礦區(qū)

3、面積 1.2244km2，開采標(biāo)高由 +780m 至+675m 標(biāo)高，礦山有 5km 簡易公路與某至茂蘭的鄉(xiāng)道相通，交通較為方便。一、可行性研究報告編制依據(jù)1、黔經(jīng)貿(mào)能源 2004461 號文 “關(guān)于某省煤礦安全專項技改資金管理暫行辦法的通知”；2、黔經(jīng)貿(mào)能源 200619 號“關(guān)于抓好 2007 年省屬煤礦安全專項技改資金項目申報等工作的通知 ”；3、某州工信煤發(fā) 20126 號 “某州工業(yè)和信息化委員會關(guān)于申報煤礦技術(shù)改造補助資金項目的通知” ；4、煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范 ；5、企業(yè)提供的相關(guān)生產(chǎn)及地質(zhì)資料。二、項目提出的理由為適應(yīng)新的產(chǎn)業(yè)政策， 推廣采煤新工藝新設(shè)備， 提高礦井安全裝備

4、，礦井?dāng)M淘汰目前使用工字鋼支護，選用先進(jìn)的錨網(wǎng)支護，加大礦井井巷的支護管理力度。同時根據(jù)煤層傾角只有7°，擬將走向長壁2采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告采煤方法調(diào)整為傾斜長壁采煤方法。隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及對煤炭資源需求的增大， 煤礦開采及建設(shè)速度的加快，也暴露出部分煤礦業(yè)主只安全投入和技術(shù)投入的不足， 從而帶來了一系列安全事故。某省煤炭資源豐富。 隨著國家的產(chǎn)業(yè)政策、 資源保護和環(huán)保政策的日益嚴(yán)格以及西部大開發(fā)的戰(zhàn)略實施， 煤炭供需形式正在轉(zhuǎn)變， 省內(nèi)外煤炭需求量不斷加大，市場較為廣闊。某縣某鄉(xiāng)某煤礦是為 9 萬噸 /年的技改礦井，根據(jù)國家有關(guān)煤礦方面政策規(guī)定，本礦已經(jīng)驗收并通

5、過，已持有“五證一照” ，進(jìn)入生產(chǎn)階段。進(jìn)行支護及采煤方法改革已具備條件。本報告認(rèn)為， 礦井進(jìn)行支護改革， 井下巷道采用錨網(wǎng)支護替代工字鋼支護、工作面采用采用單體液壓支柱是切實搞好礦井頂板安全的有效措施，符合當(dāng)前安全生的需要，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。根據(jù)煤層賦存條件，采用傾斜長壁采煤法，更利于礦井安生產(chǎn)。三、項目技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠家報價并結(jié)合產(chǎn)品市場價格， 估算項目總投資為 56.12 萬元。3采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第一章項目建設(shè)的意義和必要性第一節(jié)項目建設(shè)的意義某以 “江南煤海 ”著稱，全省煤炭資源遠(yuǎn)景儲量 2410 億噸，保有儲量為 498 億噸，是江南 12 個

6、省區(qū)的總和，居全國第 5 位，具有儲量大、煤種全、埋藏淺、分布組合好的特點，煤層中還蘊藏有豐富的可供開發(fā)煤層氣。某磷、煤、鋁等礦產(chǎn)資源豐富，以電力為依托發(fā)展優(yōu)勢原材料產(chǎn)業(yè)具有得天獨厚的優(yōu)勢。然而，隨著新建火電機組大量投產(chǎn)，某煤炭產(chǎn)量的增長未使省內(nèi)電煤供應(yīng)緊張局面得到緩解。2006 年電煤供應(yīng)最緊張時，全省火力發(fā)電停機和減出力機組超過200 萬千瓦，其中某金無集團公司因缺煤全年少發(fā)電達(dá)47.3 億 kWh。據(jù)某省經(jīng)貿(mào)委提供的消息，今年某省電煤需求量約4500 萬噸。在全省煤炭產(chǎn)需銜接會上，有關(guān)部門對省內(nèi)電廠發(fā)電 5500h（機組設(shè)計利用小時數(shù)）以內(nèi)的電煤需求量 3597 萬噸已下達(dá)了指導(dǎo)計劃。此

7、外， 5500h 外的 800 多萬噸發(fā)電用煤基本沒有落實。預(yù)測某省煤炭消費情況見表1-1。4采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告表 1-1某省分行業(yè)煤炭消費現(xiàn)狀及預(yù)測表單位：萬 t1999 年2010 年2015 年煤炭消費量4429.16原煤洗煤焦炭845091503812.14120.56193.951、電力行業(yè)1034.79545060502、建材行業(yè)578.607007503、治金行業(yè)203.1427.69132.535506004、化工行業(yè)227.1192.4155.886507505、城鄉(xiāng)生活用煤1040.89004003006、其他685.610.465.547007007

8、、損失量42某州地區(qū)煤炭資源較差。隨著國家的產(chǎn)業(yè)政策、資源保護和環(huán)保政策的日益嚴(yán)格以及西部大開發(fā)的戰(zhàn)略實施，省內(nèi)外煤炭需求量不斷加大，市場前景較為廣闊。近年來，頂板災(zāi)害事故頻發(fā)，廣東及河南發(fā)生的礦井水災(zāi)造成了大量人員傷亡，因此迫切需要進(jìn)行支護改革及依據(jù)礦井實際進(jìn)行采煤方法改革。為了確保礦井安全生產(chǎn)，2003 年開始，省政府每年撥付2000 萬元引導(dǎo)資金、地方政府配套相應(yīng)資金，專門用于煤礦安全技術(shù)改造。今年某省在深化煤礦安全專項整治工作中，繼續(xù)切實加強安全投入，提高煤礦安全裝備水平，增強礦井抗災(zāi)能力，減少或杜絕礦井災(zāi)害。第二節(jié)項目建設(shè)的必要性1、目前礦井采用的是工字鋼支護，支護方式較為落后，安全

9、狀況5采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告不佳，迫切需要改變支護方式。使用工字鋼進(jìn)行支護為被動支護，只有當(dāng)巷道圍巖產(chǎn)生變形后，才能提供（產(chǎn)生）初撐力，但此時，巷道圍巖已經(jīng)遭到破壞，而支護受自身強度限制， 所能提供的支撐力有限， 同時工字鋼支護具有易腐蝕、不能阻止或防止圍巖風(fēng)化的缺點。因此，在使用工字鋼支護的過程中，難免有頂板事故的發(fā)生。 2005 年某省煤礦各類事故中，頂板事故發(fā)生的比例為 55.28%，因頂板死亡的人數(shù)占 39.6%。說明頂板事故仍然是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。 根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和國家煤礦安全監(jiān)察局安監(jiān)總煤行 (2007)216 號文 “國家安全監(jiān)管總局國家煤礦

10、安監(jiān)局關(guān)于在小煤礦推行專用回風(fēng)井、 壁式采煤方法和支護方式改革的通知 ”，新開工的資源整合礦井的采煤工作面禁止采用木支護，小煤礦應(yīng)當(dāng)積極推行支護方式改革， 采煤工作面應(yīng)采用單體液壓支柱、懸移頂梁液壓支架或綜采液壓支架等穩(wěn)定性和可靠性較高的支護。2、采用傾斜長壁采煤法，俯斜開采，工作面瓦斯全部進(jìn)入采空區(qū)，更利于工作面瓦斯治理，減少瓦斯超限事故的發(fā)生。第三節(jié)項目建設(shè)的可行性一、礦井地理位置某縣某鄉(xiāng)某煤礦位于某省某縣城東北，平距約13km，屬集體企業(yè)，隸屬某縣煤炭工業(yè)局管轄。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 107°59 12 108°0003，北緯 25°2734 25°

11、;2815；礦區(qū)面積 1.2244km2，開采深度由 +780m 至+675m 標(biāo)高，礦山有 5km 簡易公6采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告路與某至茂蘭的鄉(xiāng)道相通，交通較為方便。二、地形地貌礦區(qū)地形四周高，中間低，礦區(qū)位于向斜西翼中部的水公井田，為一個傾向 SE 的單斜地層，傾向100°-130°，傾角 8°-13°。井田內(nèi)為切割侵蝕地形， 中山地貌，地勢起伏較大，井田內(nèi)多溝谷切割，最高標(biāo)高 +915m，最低標(biāo)高 +775m，相對高差 140m。三、地質(zhì)及煤層特征一、地質(zhì)特征及煤層特征1、地質(zhì)構(gòu)造及煤層（ 1）地層礦區(qū)出露地層為石炭系上統(tǒng)黃龍組

12、（C2h）、大埔組（ C2d）及下統(tǒng)大塘組羅城段（ C1d3），根據(jù)相鄰礦區(qū)地質(zhì)資料，其礦區(qū)地層由老至新分述如下：黃龍組（ C2h）：下部為淺灰灰白色中厚厚層細(xì)晶灰?guī)r，含燧石結(jié)核，夾數(shù)層白云巖。厚度約 350420m。大埔組（ C2d）：上部為灰白色、灰白色厚層中粗晶白云巖，質(zhì)純，微帶紅色， 層理不清。下部為深灰色中厚層細(xì)晶至中晶白云巖夾少量灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r。厚約230330m。羅城段（ C1d3）：上部為灰、淺灰色薄中厚層狀細(xì)晶灰?guī)r，夾少量泥灰?guī)r、紫色泥巖及鈣質(zhì)粉砂巖等， 頂部夾數(shù)層白云巖或白云灰?guī)r。下部為灰色、 淺灰色中厚厚層狀細(xì)晶灰?guī)r，底部夾少量鈣質(zhì)砂巖或石英砂巖。厚約78125m。寺門

13、段（ C1d2）：上部以泥巖、砂巖為主，夾鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r，夾薄煤 12 層，厚 0.020.20m；中部為淺灰深灰色砂巖、石英砂巖、砂質(zhì)泥巖，夾薄煤 29 層，厚 0.020.37m；下部為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、與灰色砂巖、石英砂巖互層，其中砂巖或石英砂巖含量下7采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告部較上部多，北部較南部多，夾煤層煤線 79 層，可采煤 I 、II 煤位于本層下部， I 煤厚 00.83m，大多在 0.350.60m 之間；II 煤厚 01.6m，一般厚 1m，且向南分叉尖滅。地層厚度自北往南逐漸增厚。厚約 65330m。黃金段（ C1d1 ）：為深灰、灰黑色灰?guī)r及及鈣質(zhì)

14、泥巖組成，頂部夾少量泥質(zhì)砂巖，夾煤線 35 層。厚約 60 100m。（ 2）構(gòu)造茂蘭煤田為一個NNE 向、向 SW 傾向的開闊向斜構(gòu)造。礦山位于向斜西翼中部的水公井田，為一個傾向SE 的單斜地層，傾向100° 130°，傾角 8° 13°。褶皺不發(fā)育，但斷裂構(gòu)造較發(fā)育，較大的斷層如分別位于礦山東西兩側(cè)的F514 、F516 正斷層，均呈 NNE向。 F514 傾向西，傾角56° 76°，長 6.6km，破碎帶寬達(dá)7m，落差數(shù)十米，對煤層破壞性大。F516 傾向南東，傾角 55° 77°，長度大于 10km，落差大

15、于 100m。由于 F514 和 F516 的作用，使該礦山形成一個地塹，地層和煤層向南傾。煤層標(biāo)高自655m775m。另有東西向斷層 F551 ，構(gòu)成礦山北界。礦界內(nèi)次級小斷層以 NNE 向和 NW 向正斷層為主，傾角較陡，落差一般在 10m 之內(nèi)。本礦地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類型。（ 3）煤層礦區(qū)內(nèi)主要煤層產(chǎn)于寺門段（ C1d2 ）下部，共夾煤層煤線 79層， I 、II 煤層位于該層下部，該層厚 65330m，煤層結(jié)構(gòu)特征如下：煤：上距 II 煤 711m，在 107 勘探線以北厚 0.530.7m，個別達(dá) 0.83m 或 0.5m，往南變薄，小于 0.5m 而不可采。頂板一般為細(xì)粉砂巖、底板為粉

16、砂巖。煤：礦山主要可采煤層， 全層可采，最大厚度 1.6m，一般 0.84m 左右。頂板為砂巖或泥質(zhì)砂巖，直接頂常有薄層泥巖；底板為泥巖或8采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告泥巖夾砂巖、泥質(zhì)砂巖。煤層結(jié)構(gòu)四、開采技術(shù)條件1、開采技術(shù)條件1)煤層特征主采煤層煤層傾角平均7°，屬緩傾斜煤層， 賦存較穩(wěn)定， 結(jié)構(gòu)較簡單，煤層厚度0.84m 為薄煤層。2)煤層頂?shù)装宓V區(qū)內(nèi)煤層頂板為砂巖或泥質(zhì)砂巖， 直接頂常有薄層泥巖； 底板為泥巖或泥巖夾砂巖、泥質(zhì)砂巖。頂?shù)装鍡l件一般，底板條件較差。局部砂巖裂隙發(fā)育， 故應(yīng)加強頂板管理和支護以及防止底板遇水產(chǎn)生底鼓。3)瓦斯根據(jù)某省煤炭管理局文件對某州

17、煤礦2005 年度礦井瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井。 礦井絕對瓦斯涌出量為1.48m3/min，相對瓦斯涌出量為 23.68m3/t，絕對二氧化碳涌出量為0.36m3/min ，相對二氧化碳涌出量為 5.76m3/t。根據(jù)煤礦安全規(guī)程（2011）規(guī)定，確定某煤礦為高瓦斯礦井。生產(chǎn)過程中必須加強通風(fēng)管理和瓦斯治理工作，堅持一年一度的礦井瓦斯等級鑒定工作， 防止發(fā)生瓦斯爆炸事故及有毒氣體的危害。隨著開采深度的加大，煤層瓦斯涌出量也相應(yīng)增大，易形成瓦斯積聚，必須嚴(yán)加防范。根椐某省監(jiān)局黔安監(jiān)管辦字2007345 號文關(guān)于加強煤礦建設(shè)項目煤與瓦斯突出防治工作的意見，礦井所屬礦區(qū)某縣屬突出礦區(qū)，該礦所采的II

18、 煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，鑒定結(jié)果為II 煤層+675m（礦井最低開采標(biāo)高）標(biāo)高以上沒有突出危險。本設(shè)計要求礦井在開采過程中應(yīng)加強通風(fēng)及瓦斯檢測記錄，防止局部瓦斯積聚，進(jìn)入深層開采后，必須關(guān)注瓦斯涌出情況，根據(jù)情況9采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告采取措施。礦井在建設(shè)及生產(chǎn)期間必須進(jìn)行瓦斯含量、瓦斯涌出量的測定，并定期進(jìn)行瓦斯等級鑒定。4）煤塵爆炸性根據(jù)某省煤田地質(zhì)局實驗室2004 年 11 月鑒定報告，煤煤塵有爆炸性。本設(shè)計按有煤塵爆炸性進(jìn)行設(shè)計。5）煤層自燃傾向性根據(jù)某省煤田地質(zhì)局實驗室2004 年 11月鑒定報告，煤屬一類，容易自燃煤層。本設(shè)計按有煤層自燃傾向性（一類自燃煤層）

19、進(jìn)行設(shè)計。6）地溫本井田屬地溫正常區(qū)，無熱害影響。五、系統(tǒng)概述礦井設(shè)計采用斜井開拓，分列式通風(fēng)，壁式采煤法，回采工作面為單體液壓支柱支護， 工作面運輸巷和回風(fēng)巷煤層巷道采用金屬工字鋼支護。礦井涌水為機械抽排。設(shè)計布置傾向長壁工作面，后退式回采，沿傾向推進(jìn)，工作面采用 DZ12-25/80 型單體液壓支柱和 HDJA 1000型金屬鉸接頂梁支護。支柱排距為 1m，柱距為 1m，“四、五 ”排控頂，最大控頂距 5.2m，最小控頂距 4.2m，全部跨落法管理頂板。掘進(jìn)工作面采用炮掘工藝，人工裝車，錨網(wǎng)（或錨噴）支護。六、項目建設(shè)可行性根據(jù)以上情況，礦井資源儲量、開采技術(shù)條件及回采工作面支護方式等情況

20、均有一定程度的體現(xiàn)，為利于礦井安全生產(chǎn)，某煤礦采煤方法及改革支護方式項目是可行的。10采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第二章技術(shù)來源工藝特點技術(shù)關(guān)鍵及對煤礦安全及技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用第一節(jié)技術(shù)來源及工藝特點按煤炭工業(yè)小型煤礦設(shè)計規(guī)定 ，近水平薄及中厚煤層，一般采用傾斜長壁式采煤方法， 根據(jù)該礦的煤層賦存條件， 為近水平緩傾斜薄煤層，采用傾斜長壁采煤方法。礦區(qū)內(nèi)開采煤層頂板穩(wěn)定性一般， 井下巷道采用錨網(wǎng)支護、 工作面使用單體液壓支柱進(jìn)行支護。 目前錨網(wǎng)支護使用廣泛， 技術(shù)成熟可靠，可有效改善井下頂板安全狀況及節(jié)約大量支維護費用。二、工藝特點(一) 礦井支護改革主要工藝特點1、回采工作

21、面支護回采工作面的支護工藝經(jīng)歷了重大的技術(shù)革命，從木支柱、摩擦支柱、單體液壓支柱到液壓支架；在煤礦頂板管理技術(shù)上，有傳統(tǒng)的密集支柱、堆柱、叢柱、切頂支柱，發(fā)展到分段密集、切頂；在堅硬頂板工作面采用液壓切頂支柱，在采場端頭支護上采用工字鋼、T 型鋼等支護方法，所有這些支護改革都有利地促進(jìn)了煤礦回采工作面單產(chǎn)的提高，安全狀況的好轉(zhuǎn)。單體液壓支柱有外注式和內(nèi)注式兩種方式，由于內(nèi)注式操作時，初撐力不穩(wěn)定， 目前大多采用外注式單體液壓支柱。單體液壓支柱的選擇需依據(jù)支柱在開采煤層時需要達(dá)到的最大、最小高度和頂板壓力11采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告來確定?；夭晒ぷ髅娴闹ёo工藝形式如下：(1) 最

22、大控頂距時 (圖中單位為 mm)200煤厚300100010001000700(2) 最小控頂距時 (圖中單位為 mm)200煤厚300100010007002、巷道支護(1)巷道的支護方式礦井井下主要大道均采用錨網(wǎng)支護，其支護工藝見下圖12采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告(2) 采面運輸、回風(fēng)巷的支護方式礦井采面運輸、 回風(fēng)巷支護均采用礦用工字鋼支護，其支護工藝見下圖13采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告(二)傾斜長壁采煤法的工藝特點目前我國對近水平傾斜煤層主要采用走向長壁和傾斜長壁兩種采煤方法。走向長壁采煤法應(yīng)用更為普遍，開采技術(shù)也更成熟，其優(yōu)點是對煤層傾角的適應(yīng)范圍寬；工作

23、面采、裝、運、支等工序便于14采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告管理；綜采設(shè)備穩(wěn)定性好、優(yōu)勢易于發(fā)揮。因此，被廣泛得以應(yīng)用。走向長壁采煤法優(yōu)點是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)較簡單、 準(zhǔn)備工期短、工程量省。在條件適宜的煤層中應(yīng)優(yōu)先采用傾斜長壁采煤法。但從大同、兗州、雞西、淮南等 24 個礦區(qū)、 100 多個礦井應(yīng)用情況及經(jīng)驗看，傾斜長壁采煤方法僅適宜于煤層傾角小于或等于 12°的煤層中使用；對于傾角大于 12°以上的煤層， 隨著煤層傾角的增大， 綜采設(shè)備穩(wěn)定性變差，尤其是俯斜開采時采煤機割煤效果差，系統(tǒng)故障率高，可靠性下降，開采尚存在一些問題；工作面采、裝、運、支、排水等管理困難。從目

24、前國內(nèi)開采技術(shù)水平及經(jīng)驗看，對于傾角大于 12°的煤層暫不宜推廣應(yīng)用傾斜長壁采煤法。本礦煤層傾角 7°，為近水平煤層， 由于礦井實際開采過程中， 井下涌水量不大， 并且礦井工作面均采用俯斜開采有利于瓦斯管理。 故采用傾斜長壁采煤方法是可靠的，安全上也是可靠的。第二節(jié)技術(shù)關(guān)鍵及對煤礦安全、技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用礦井技術(shù)力量較強， 多數(shù)技術(shù)工人經(jīng)過專門的培訓(xùn)，對機電設(shè)備使用、維護比較熟悉。并有專職的機電設(shè)備技術(shù)人才，對保證使用單體液壓支柱控制頂板、 使用錨網(wǎng)技術(shù)及使用鉆機奠定了基礎(chǔ)。那么對使用單體液壓支柱和錨網(wǎng)技術(shù)本身的技術(shù)關(guān)鍵在于使用者熟練掌握單體液壓支柱和鉆機的的性能、

25、特點，并能遵守煤礦頂板管理及探放水的相關(guān)措施。隨著國家的產(chǎn)業(yè)政策、資源保護、環(huán)保等相關(guān)要求的不斷完善，15采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告以及西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施， 對煤礦生產(chǎn)能力較小且支護等安全投入較低的礦井執(zhí)行淘汰制。特別是在2011 年某省煤礦事故中，頂板事故占 55.28%，為煤礦的主要事故隱患。隨著開采深度的增加，開采強度的增大，礦壓顯現(xiàn)越來越強，瓦斯管理也越來越嚴(yán)。頂板管理和瓦斯管理對于礦井安全生產(chǎn)愈發(fā)重要，推廣使用單體液壓支柱及錨網(wǎng)巷道支護，可大大減少煤礦在生產(chǎn)過程中大量使用金屬木支護而造成巷道維護費增大， 有利用節(jié)能政策的要求， 且也能大大改善采煤工作面安全狀況，推動礦

26、井健康穩(wěn)定發(fā)展。在當(dāng)前形勢下，礦井進(jìn)行采煤方法支護方式改革具有十分重大的作用和意義。16采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第三章建設(shè)方案地點規(guī)模(一)礦井建設(shè)規(guī)模1 礦區(qū)范圍根椐某省煤炭管理局、 某省發(fā)展和改革委員會、 某省經(jīng)濟貿(mào)易委員會、某省國土資源廳、某省安全監(jiān)察局、某省環(huán)保局聯(lián)合下發(fā)的 “關(guān)于畢節(jié)地區(qū)八縣 ( 市) 煤礦整合、調(diào)整布局方案的請示” （黔煤呈 200629 號）和采礦許可證（證號： 5200000721874），礦區(qū)范圍東經(jīng) 107°5912 108°0003，北緯 25°2734 25°2815，由 9 個拐點坐標(biāo)圈定，準(zhǔn)采標(biāo)

27、高為+780+675m，礦區(qū)面積 1.2244km2，范圍拐點坐標(biāo)見表 31拐點號橫坐標(biāo)（ x）縱坐標(biāo)（ Y）128182853649965022818135365001003281720036499975428170003649876052817370364986806281792036498850728179203649928582818065364992859281806536499640開采標(biāo)高： +780 +675m面積： 1.2244km 22 可采儲量可采儲量匯總表煤層 資源/儲累 計 資采出及保有儲設(shè)計利用采 區(qū) 回源 /儲量儲 量 (煤柱損失采可采儲量量(萬噸 )萬率編號量類

28、型（萬噸）損失量噸 )(萬噸 )（萬噸）（ %）煤122b133.79.6124.1124.127.888581.96層（ 3）產(chǎn)品方案礦區(qū)內(nèi)所采煤層為低灰、中高硫、特高熱值的無煙煤。本井田煤17采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告層為無煙煤，可用于動力用煤，化工及民用煤。煤矸石可考慮作低溫?zé)拼u。4、礦床開采（ 1）開采順序礦井只開采一層煤，此項無。（ 2）采煤方法的確定煤層平均厚 0.84m，傾角平均 7°，采用傾斜長壁采煤方法，工作面長度 90m，年推進(jìn)度 841m。工作面支護及頂板管理工作面用 DZ12-25/80 型單體液壓支柱和HDJA1000 型金屬鉸接頂梁支護。支

29、柱排距為1m，柱距為 1m，“四、五”排控頂，最大控頂距 5.2m，最小控頂距 4.2m，全部陷落法管理頂板。采煤工作面機械配置及運輸方式采煤工作面采用炮采落煤， 刮板運輸機運煤， 工作面運輸巷采用刮板運輸機運輸。回采工作面主要設(shè)備配備詳見表3-4；18采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告表 3-4回采工作面主要設(shè)備配備表1（3）建設(shè)方案、地點和規(guī)模本礦井年生產(chǎn)能力為 9 萬 t/ 年，本次建設(shè)方案為采煤方法與支護改革可行性研究，建設(shè)地點位于某縣某鄉(xiāng)某煤礦井下。19采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第四章設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)一、支護設(shè)備選型(一) 回采工作面所需液壓支柱計算1、

30、支護選型及支護密度計算工作面選用 DZ12-25/80 型單體液壓支柱和HDJA 1000 型金屬鉸接頂梁聯(lián)合支護。DZ12-25/80 型單體液壓支柱主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定阻力： 250kN ；支撐高度： 7651200m ；伸縮行程： 435mm；單跟單體液壓支柱的工作阻力：P 支=F·n=250×0.9=225（kN）式中： n支柱時間利用系數(shù)，取0.9；F- 單體液壓支柱額定工作阻力，kN 。支護密度驗算如下：支護的強度： p=46m（kN/m2 ）=6×0.84 ×2.2 ×9.82根據(jù)本礦的頂板條件按6 倍采高考慮。頂板巖石容重 2

31、.2t/m3。工作面長 90m，因此采場最大面積S90×5.24682，所設(shè)支柱數(shù) n=(90/1.0)5×450 根，則支護密度為450/4680.96 根/2，取1 根/2，DZ12-25/80 型單體液壓支柱每柱的額定承載能力為250KN ，考慮相關(guān)因素的影響，使支撐能力減小，承載能力考慮0.95 的系數(shù)，20采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告則每根支柱的承載能力為250×0.95237.5kN。支柱實際提供的支護強度為 1×110110kN/2，因此所設(shè)計工作面的支護密度能滿足支護采場頂板的要求。開采過程中根據(jù)頂板情況， 若頂板壓力較大則將

32、支柱柱距調(diào)整為0.8m。當(dāng)回采工作面存在偽頂時，應(yīng)參考以上計算，從新考慮支柱的選擇。2、基本支護：根據(jù)目前該礦的煤層賦存情況和開采技術(shù)水平，本報告考慮工作面支護將采用DZ12-25/80 型單體液壓支柱和HDJA-1000 型金屬鉸接頂梁聯(lián)合形成支架對頂板進(jìn)行支護，工作面采用“四、五 ”控頂，全部垮落法管理頂板。排距1.0m，柱距 1.0m，最大控頂距 5.2m，最小控頂距 4.2m，放頂步距 1.0m。3、特殊支護：在放頂線采用單體液壓支柱打成叢柱 （一窩三柱）、戧柱切頂。在煤壁線采用單體液壓支柱打成貼幫柱進(jìn)行支護，貼幫柱柱距 1.6m。預(yù)計需用單體液壓支柱80 根。4、上、下安全出口的支護

33、在上、下安全出口20 米范圍內(nèi)采用單體液壓支柱打成雙排托梁進(jìn)行支護。預(yù)計需用單體液壓支柱80 根根據(jù)以上計算， 本報告對某煤礦單個采煤工作面所需單體液壓支柱為： 620 +80+80=780 根，考慮 10%為備用，則礦井總需單體液壓支柱為 858 根。根椐單體液壓所需根數(shù)確定HDJA-1000 鉸接頂梁數(shù)為 620 根。21采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告(二) 錨網(wǎng)支護工程量計算預(yù)計巷道錨網(wǎng)工程量為2328 米。(四) 支護相關(guān)設(shè)備1、回采工作面采用單體液壓支柱支護的相關(guān)設(shè)備。單體液壓支柱： DZ12-25/80，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)前面已經(jīng)介紹，這里不再重復(fù)。乳化液泵： RB80/200

34、，一臺工作一臺備用。乳化液泵站的技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力： 20MPa；公稱流量： 20L/min ；電機功率： 30kw；轉(zhuǎn)速： 1470r/min；配套液壓箱 xRxTA （質(zhì)量 1200kg）。2、其它巷道支護所需設(shè)備錨網(wǎng)巷道，選用 MQT-85 氣動錨桿鉆機三臺、 混凝土噴射機三臺，以及 16mm錨桿和金屬網(wǎng) 5 噸。22采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第五章外部配套條件落實情況及原材料供應(yīng)第一節(jié)外部配套條件落實情況本礦為生產(chǎn)礦井，外部條件具備。1、交通運輸條件某縣某鄉(xiāng)某煤礦位于某省某縣城東北，平距約13km，屬集體企業(yè)，隸屬某縣煤炭工業(yè)局管轄。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng)107

35、6;5912 108°0003，北緯 25°2734 25°2815；礦區(qū)面積 1.2244km2，開采深度由 +780m 至+675m 標(biāo)高，礦山有 5km 簡易公路與某至茂蘭的鄉(xiāng)道相通，交通較為方便。 。（見交通位置圖 2-1）。2、電源條件礦井專用電源一回路引自茂蘭10kv 變電所，二回路引自某10kv變電站，形成雙回路供電，以確保供電安全。3、水源條件該礦生活用水和地面生產(chǎn)、消防用水可取自附近泉水，水質(zhì)、水量能滿足礦井用水要求。 井下生產(chǎn)、消防用水可用經(jīng)沉淀處理達(dá)標(biāo)后的井下水或礦井附近的泉水。4、其他建設(shè)條件（ 1）建材供應(yīng)條件礦井所需的磚、 石、水泥及木

36、材等材料可在當(dāng)?shù)刭忂M(jìn)，所需鋼材需外地調(diào)入。綜上所述，該礦公路交通較方便，水源、電源條件可靠，礦井的23采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告外部建設(shè)條件優(yōu)越。（2）環(huán)境條件由于地處云貴高原山區(qū)農(nóng)村，礦井工業(yè)場地相對狹窄，就近無環(huán)境特殊敏感點，礦井開采后地表會產(chǎn)生連續(xù)變形。另外，工程投產(chǎn)后的主要廢水為井下污水及地面生產(chǎn)、 生活污水；廢氣主要為燃煤鍋爐煙氣及生產(chǎn)性粉塵； 固體廢棄物主要為礦井及選煤廠矸石； 噪聲主要為礦井的設(shè)備噪聲， 這些污染屬一般性污染， 在設(shè)計中均考慮采取一定的治理措施加以防治， 所以，本工程建設(shè)及今后的生產(chǎn)不會給環(huán)境帶來大的污染。第二節(jié)煤炭運銷和經(jīng)濟效率本井田煤層為無煙煤，

37、可用于動力用煤，化工及民用煤。煤矸石可考慮作低溫?zé)拼u。目前主要用戶為當(dāng)?shù)孛裼妹杭安糠蛛姀S。 市場前景廣闊， 根據(jù)目前的市場價格，原煤銷售價約為 250 元/t（含稅價）。1、經(jīng)濟效率年銷售收入： 9 萬 t ×250 元=2250 萬元；年生產(chǎn)成本： 9 萬 t ×105 元=945 萬元；年稅費總額： 9 萬 t ×45 元=405 萬元；年利潤總額： 22 50-945-405=900萬元。2 評價礦井井型 9 萬 t/a，目前為生產(chǎn)礦井， 預(yù)計工程改造期需要追加投24采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告資 56.12 萬元。礦井年銷售收入： 2250

38、萬元，年利潤 900 萬元，投資回收期約2個月（不含準(zhǔn)備期），安全、經(jīng)濟，效益顯著。25采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告第六章環(huán)境保護安全生產(chǎn)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)環(huán)境保護根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計：采用炮采、木支柱的工作面，坑木消耗為 8090m3/萬 t。而單體液壓支柱一般可使用78 年，每生產(chǎn) 1 萬 t 原煤可節(jié)約坑木40m3。采用錨網(wǎng)支護巷道每米比采用工字鋼支護巷道節(jié)約 600 元，且支護不需要回收。第二節(jié)安全生產(chǎn)(一)采煤工作面頂板災(zāi)害安全防范措施1、回采工作面回采前必須編制作業(yè)規(guī)程，情況發(fā)生變化時，必須及時修改作業(yè)規(guī)程或補充安全措施。2、采煤工作面必須保持至少兩個安全出口，一個通到回風(fēng)

39、巷道，一個通到進(jìn)風(fēng)巷道。開采三角煤、斷層帶、殘留煤柱或地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜的煤層，不能保持2 個安全出口時，必須制定安全措施，并報縣級以上煤炭管理部門審批后，方能按批準(zhǔn)后的意見實施。3、采煤工作面所有安全出口與巷道連接處20m 范圍內(nèi)，必須用單體液壓支柱打成雙排托梁進(jìn)行支護；在此范圍內(nèi)的巷道高度不得低于 1.6m；安全出口必須設(shè)專人維護，發(fā)生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時，必須及時更換、清挖。4、采煤工作面的傘檐不得超過作業(yè)的規(guī)定，不得任意丟失頂煤和底煤，工作面浮煤必須清理干凈，支架必須成排成行，保持直線。26采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告5、采煤工作面必須經(jīng)常存有一定數(shù)量的支護材料，本設(shè)

40、計使用單體液壓支柱，必須備有坑木，其數(shù)量、規(guī)格存放地點和管理方法必須在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。采煤工作面嚴(yán)禁使用折損的坑木、 損壞的金屬頂梁和失效的單體液壓支柱。在同一工作面中不得使用不同類型和不同性能的支柱， 嚴(yán)禁金木混支；在地質(zhì)條件復(fù)雜的采煤工作面中必須使用不同類型的支柱時，必須分段使用，嚴(yán)禁金木混支，并必須制定安全措施。6、單體液壓支柱入井前必須逐根進(jìn)行壓力試驗。 單體液壓支柱、金屬鉸接頂梁， 在采煤工作面結(jié)束后或使用時間超過 8 個月后，必須進(jìn)行檢修。檢修好的支柱還必須進(jìn)行壓力試驗， 合格后方能入井使用。7、采煤工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護，嚴(yán)禁空頂作業(yè)，所有支架必須架設(shè)牢固，并有防倒措

41、施；支柱必須垂直于頂、底板打設(shè)，嚴(yán)禁打在浮煤浮矸上；使用單體液壓支柱時，初撐力不得小于90kN，嚴(yán)禁在控頂區(qū)域內(nèi)提前摘柱，碰倒或損壞、失效的支柱必須立即恢復(fù)或更換。8、在開工前，班組長必須對工作面安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無危險后，方準(zhǔn)人員進(jìn)入工作面；采煤工作面放炮后，必須及時掛梁，及時恢復(fù)好被放炮沖倒的支柱，并打好臨時護身頂柱，人員必須在護身頂柱下攉煤， 攉完煤及時打好支柱和貼幫柱，嚴(yán)格按設(shè)計或作業(yè)規(guī)程規(guī)定及時支護，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。9、當(dāng)頂板條件變化時，必須及時修改作業(yè)規(guī)程，制定有針對性的支護措施。27采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告10、在回柱卸載時必須使用回柱器卸載，卸載后的支柱必

42、須使用回柱絞車?yán)觯?當(dāng)回柱絞車運行時， 人員不得站在繩道內(nèi)及容易發(fā)生崩繩、崩柱的地方，以免斷繩、斷鉤傷人。指揮回柱絞車的停開必須使用清晰可靠的點鈴信號，信號不清不明時，嚴(yán)禁啟動回柱絞車。回柱放頂時，必須站在頂板完整、支護完好的地方進(jìn)行，回柱前必須事先清退路，以保證退路暢通。11、回柱時，放頂人員必須站在頂板完整、支柱完好、無崩繩、崩柱、甩鉤、斷繩抽人等危險的安全地點工作，回柱放頂前必須事先清理好退路，確保退路暢通；回柱放頂時，必須指定有經(jīng)驗的人員觀察頂板。12、在回柱放頂前必須先打好放頂線的特殊支護，禁止先回后打，回下的支柱必須堆碼整齊，保證退路暢通。13、支柱打設(shè)必須迎山有勁，支柱打設(shè)必須

43、成排成行，保證排、柱距不超寬，確保有足夠的支護密度， 打柱時必須在金屬頂梁上用小板將頂背實，確保不發(fā)生漏頂。14、加強采煤工作面的工程質(zhì)量的檢查和驗收，不合格的支柱必須推倒重來，支柱或支架必須符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定。15、初次來壓、周期來壓期間的安全措施 在初次來壓、周期來壓期間必須加強支護，確保有足夠的支護強度和支護密度。在放頂線第一、二排加打叢柱（一窩三柱）、戧柱，每隔一根基本支柱打一叢柱和戧柱，以加強支護。 在初次放頂期間，必須由礦技術(shù)負(fù)責(zé)人組織人員編制初次放28采煤方法及支護技術(shù)改革項目可行性研究報告頂措施，初次放頂措施編制好后， 必須報縣級煤炭主管部門批準(zhǔn)后實施。 在初次放頂期間，必須派

44、專人跟班，以檢查初次放頂措施的現(xiàn)場落實兌現(xiàn)情況，如發(fā)現(xiàn)煤壁片幫、頂板掉碴、頂板下沉量增大等來壓預(yù)兆時，必須及時將工作面所有人員撤至安全地點， 只有待頂板垮落穩(wěn)定，經(jīng)安全員檢查無危險后，工作人員方可進(jìn)入工作面作業(yè)。 在初次來壓或周期來壓期間頂板懸露面積超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時，必須進(jìn)行強制放頂，并制定專門強制放頂措施，并報有關(guān)主管部門審批后嚴(yán)格執(zhí)行。 在初次來壓、周期來壓期間，現(xiàn)場跟班人員，必須作好原始記錄，并將頂板懸露面積等情況向礦長報告。 如發(fā)現(xiàn)問題必須及時向礦長報告，采取措施進(jìn)行處理。16、采面收尾時的安全措施 回采工作面進(jìn)推進(jìn)到規(guī)定的停采線時，就該收尾了，這時，首先撤出采面的機械設(shè)備，維護好采面的支柱。 回采到停采線時要留出支護良好的最小控頂距空間，保證行人和運料安全。 用木垛將上出口維護好，在出口范圍內(nèi)不得堆放物料，以保證退路暢通。 回柱順序由采空區(qū)向煤壁，由下向上，回柱工必須由熟悉頂板性質(zhì)、責(zé)任心強的工人擔(dān)任， 回柱時必須有專人在現(xiàn)場觀察頂板動向，