东荣三矿综采设备配套选型研究

来源:用户上传      作者: 韩国平

　　一、采区基本情况
　　
　　1、采区范围。东十采区位于井田的东北部，南起F32断层，与东九采区相邻，北以F78、F33断层与东荣四矿交界，东自30层煤露头，西至30层煤负800等高线，采区南北走向长2.3km，东西倾向长3km，面积6.9km。2、地表。东十采区地表标高为60m~70m，区内大多被农田覆盖，采区东部有福山屯，北部有二九一农场水得连，采区中央有一条高压电塔至南向北通过。3、煤层赋存情况。最浅部也为测区东部的煤层露头，标高为-195m左右，最深处为测区西南部，标高为-760m左右。30号煤层的厚度变化趋势为由南至北逐渐变薄，厚度最大在755钻孔附近，厚度为5.01m，最小在289钻孔附近，厚度为0.87m，平均厚度为2.39m。倾角为0~16度。煤层结构复杂，含夹矸，夹矸厚度0~0.70m。顶板为中粒砂岩，局部发育砂岩顶，底板为细砂岩，上距30上煤层13.7~27m，平均厚度为21m。4、储量分布情况。全区共1545万吨。其中上山区756万吨，下山区按煤厚分为：煤厚0.87~1.7m，储量105万吨；煤厚1.7~1.9m，储量171万吨；煤厚1.9~3.5m，储量1210万吨；煤厚3.5~5.01m，储量69万吨。含水利连煤柱27万吨，水利连煤柱334万吨，福山屯煤柱340万吨。5、采区涌水量预计。根据本采区的构造特点及水文地质条件，参考相同水文地质条件的东八、东九采区，生产过程中实见的水文资料及涌水量观测数据，采用类比法预计本采区最大涌水量200M3/h，正常涌水量150M3/h。
　　
　　二、主要系统
　　
　　1、通风系统。东十采区形成后，需风量1560立方米/分。现东十采区采区总入风量1200立方米/分，东十采区总排风道正在扩面，现东十采区总排风道在东九总回风进行增阻调节，通过总回风窗调节，有增风的空间。2、排水系统。在-760设永久排水系统。按正常涌水量150M3/H，最大涌水量200M3/H设计排水系统。3、供电系统。东十采区变电所采用双回路供电，电缆采用MYJV22―3*120平方mm高压电缆，共计2350m*2，其中一回路电缆就能够担负整个采区的用电负荷，电源来自井底中央变电所。4、压风系统。设采区压风硐室，安移动式压风机。5、运输系统。
　　
　　三、三机配套研究
　　
　　经过查询综采支架序列表和咨询北京煤炭机械厂研发中心，共查得满足以上回采要求的支架4种，考虑到回撤、安装的方便和最佳性价比的选型原则，四种支架通过理论估算进行支护工作阻力校核公式如下：Q=Q1+Q2=9.8[（l+l0）bH1○+1.5LbH2○]/1000。Q――支架载荷，Kn；Q1――支架支护面积上跨落带岩层重量，Kn；Q2――部分老顶裂隙带岩层重量，Kn；H1――跨落带岩层总厚度，约2～4倍采高，取4倍采高14m；H2――老顶岩层厚度，根据以往选型经验取3.4m；l――支架顶梁长度，查表分别取3.2m、3.75m、3.7m；l0――支架最大梁端距，取0.75m；b――支架支护宽度，取1.5m；L――老顶周期来压步距，取7.0m；○――顶板岩石密度，取2.5T/m2。分别得出三种支架的估算支护阻力如下：ZY3200/16/36工作阻力为3430Kn>3200Kn；ZZ3600/16/35工作阻力为3700Kn>3600Kn；ZZ4000/17/35工作阻力为3676Kn<4000Kn；ZY4200/17/38工作阻力为3676Kn<4200Kn。
　　经初步估算ZY4200/17/38型支架符合顶板压力要求，且符合大吨位、高初承力、高可靠性的高产高效原则，该支架为两柱掩护式，梁端控制采用插板式结构，比较适合断层密度较高的地质环境。所以支架研究结果为ZZ4200/17/38型四柱支撑掩护式支架。
　　根据回采配套经验，研究采用SGZ764/630（铸）型工作面运输机，确保工作面运输设备运行的可靠性。由于30#层煤质较硬，煤壁片帮严重、块度较大，为满足回采需要，建议采煤机选型选取MG300/700―WD型采煤机，该机型采高范围1.9m～3.8m、基本满足高产高效型生产模式的需要。
　　另外，本着积极稳妥的原则，建议采取ZY4200/17/38支架、SGZ764/630（铸）型工作面运输机、MG300/700-WD采煤机的配套方案，力争达到东十采区年产100万吨的水平。
　　
　　四、根据初步设备配套情况进行的经济技术分析
　　
　　1、投资。（1）两套200m长工作面的回采备用支架共计280部，合计4060万元；（2）三台MG300/700-WD采煤机390×3=1170万元；（3）两台SGZ764/630(铸)型工作面运输机2×527=1054万元；投资总计：6284万元。（二）生产能力。生产能力100万吨，吨煤投资62.84元。2、适合综采的可采储量。根据煤层等厚线图重新核准1.9~3.5m的地质储量为1210万吨，但水利连高压线煤柱压煤量为334万吨，福山屯煤柱340万吨。对水利连高压线稍采取措施即可解决。对于福山屯煤柱可能困难些。福山屯主要由砖厂和15队（含三分厂厂部）两部分组成。砖厂人员58户，161人。15队98户，347人。主要构筑物有水塔、三分场部三层楼、砖窑。现煤柱为保护整个村屯而设计，实际开采时采取何种方式，是否重点保护水塔、三分场部三层楼、砖窑而加大开采量，或采用大面积协调采，解放煤量，现未作三下开采设计。考虑煤柱损失30%计算，可采储量为962万吨。3、服务年限。适合综采块段煤厚1.9~3.5m，储量1210万吨。服务年限为7.7年。回采煤量968万吨（80%回采率），吨煤折旧6.38元，经济上是合理的。
　　
　　五、现场应用情况
　　
　　集团公司根据此研究结果，进行了三机定货，并首采装备在东十采区三片工作面。该工作面2006年1月份投产，1~3月共计生产原煤31.4642万吨、3月份月产达到了14.0242万吨、工作面能力达到165万吨/年的能力；工作面在回采过程中通过落差2.0m以上断层3道，表现了较好的适应复杂地质构造的能力；回采高度由2.8m推进到3.6m，在局部1.9m的压薄区域也表现出良好的回采特性。
　　（作者单位：双鸭山矿业集团东荣三矿）

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-437438.htm