百萬噸工作面綜采設(shè)備配套研究

30#層為東榮三礦主采層，煤層厚度0.5~6.5m。在東九采區(qū)、東八采區(qū)煤層賦存較厚，絕大多數(shù)區(qū)域厚度在3.5m以上。回采設(shè)備先后采用ZZ/6000/25/50重型綜采支架一次采全高和ZFB/2400/16.5/25輕型放頂煤支架放頂煤回采。
東十采區(qū)煤層厚度總體趨勢(shì)是變薄，但厚度變化非常大，為0.87~5.01m。規(guī)劃的綜采塊段煤層厚度0.95~3.8m，其中85%的儲(chǔ)量厚度在1.9~3.5m之間，平均厚度2.68m。原有的重型支架和輕放支架均不能進(jìn)行有效回采。我們考慮選擇其他型號(hào)支架進(jìn)行回采?，F(xiàn)將東榮三礦百萬噸綜采支架選型初步情況，報(bào)告如下：
一、采區(qū)基本情況
1、采區(qū)范圍：
東十采區(qū)位于井田的東北部，南起F32斷層，與東九采區(qū)相鄰，北以F78、F33斷層與東榮四礦交界，東自30層煤露頭，西至30層煤負(fù)800等高線，采區(qū)南北走向長2.3km，東西傾向長3km，面積6.9km。
2、地表：
東十采區(qū)地表標(biāo)高為60m~70m，區(qū)內(nèi)大多被農(nóng)田覆蓋，采區(qū)東部有福山屯，北部有二九一農(nóng)場(chǎng)水得連，采區(qū)中央有一條高壓電塔至南向北通過。
3、煤層賦存情況：
最淺部也為測(cè)區(qū)東部的煤層露頭，標(biāo)高為-195m左右，最深處為測(cè)區(qū)西南部，標(biāo)高為-760m左右。30號(hào)煤層的厚度變化趨勢(shì)為由南至北逐漸變薄，厚度最大在755鉆孔附近，厚度為5.01m，最小在289鉆孔附近，厚度為0.87m，平均厚度為2.39m。傾角為0~16度。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含2?3層夾矸，夾矸厚度0~0.70m。頂板為中粒砂巖，局部發(fā)育砂巖頂，底板為細(xì)砂巖，上距30上煤層13.7~ 27m，平均厚度為21m。
4、儲(chǔ)量分布情況：
全區(qū)共1545萬噸。其中：上山區(qū)756萬噸，下山區(qū)789萬噸；
含水利連煤柱27萬噸，水利連煤柱334萬噸, 福山屯煤柱340萬噸。
5、采區(qū)涌水量預(yù)計(jì)
根據(jù)本采區(qū)的構(gòu)造特點(diǎn)及水文地質(zhì)條件，參考相同水文地質(zhì)條件的東八、東九采區(qū)，生產(chǎn)過程中實(shí)見的水文資料及涌水量觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用類比法預(yù)計(jì)本采區(qū)最大涌水量200m3/h，正常涌水量150m3/h。
二、主要系統(tǒng)
1、通風(fēng)系統(tǒng)：東十采區(qū)形成后,需風(fēng)量1560m3/min。現(xiàn)東十采區(qū)采區(qū)總?cè)腼L(fēng)量1200m3/min,東十采區(qū)總排風(fēng)道正在擴(kuò)面, 現(xiàn)東十采區(qū)總排風(fēng)道在東九總回風(fēng)進(jìn)行增阻調(diào)節(jié), 通過總回風(fēng)窗調(diào)節(jié),有增風(fēng)的空間.
2、排水系統(tǒng)：在-760設(shè)永久排水系統(tǒng)。按正常涌水量150m3/h，最大涌水量200m3/h設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)。
3、供電系統(tǒng)
東十首采面位于東十采區(qū)三片30#煤層，上順槽走向長度730米，下順槽走向長度770米，工作面走向長度200米，東十采區(qū)變電所采用雙回路供電，電纜采用MYJV22-3*120平方mm高壓電纜，共計(jì)2350m*2,其中一回路電纜就能夠擔(dān)負(fù)整個(gè)采區(qū)的用電負(fù)荷，電源來自井底中央變電所。
東十采區(qū)視在功率為3387KW。主采層30層首采工作面采用KBSGZY型移動(dòng)變電站供電，掘進(jìn)工作面配置2個(gè)綜掘工作面，采用KBSGZY型移動(dòng)變電站供電，6個(gè)普掘工作面，供電均來自東十采區(qū)變電所變壓器。
4、壓風(fēng)系統(tǒng)：設(shè)采區(qū)壓風(fēng)硐室，安移動(dòng)式壓風(fēng)機(jī)。
5、 運(yùn)輸系統(tǒng)
1）、主運(yùn)輸系統(tǒng)：主運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸，東十大巷鋪設(shè)
SDJ-150可伸縮膠帶輸送機(jī)三臺(tái)，-490大巷鋪設(shè)SDJ-150可伸縮膠帶輸送機(jī)兩臺(tái)。
2）、輔助運(yùn)輸：輔助運(yùn)輸采用架線式電機(jī)車及礦車運(yùn)輸方式。
3）、上下山提升:
軌道上山采用JKY2/1.5B型防爆式2m液壓絞車提升.斜長1000米。
皮帶上山采用SPJ1000/2*200X型下運(yùn)皮帶機(jī)運(yùn)輸。
三、護(hù)工作阻力校核結(jié)果如下：
由于東十采區(qū)30#層賦存狀態(tài)變化較大，以前所選支架工作阻力對(duì)新支架工作阻力校核參考意義不大，只能通過理論估算進(jìn)行校核。選取校核公式如下：
Q=Q1+Q2=9.8[(l+l0)bH1+1.5LbH2]/1000
Q---支架載荷，Kn
Q1---支架支護(hù)面積上跨落帶巖層重量，Kn
Q2---部分老頂裂隙帶巖層重量，Kn
H1---跨落帶巖層總厚度，約2～4倍采高，取4倍采高14m
H2---老頂巖層厚度，根據(jù)以往選型經(jīng)驗(yàn)取3.4m
l---支架頂梁長度，查表分別取3.2m、3.75m、3.7m
l0---支架最大梁端距，取0.75m
b----支架支護(hù)寬度，取1.5m
L----老頂周期來壓步距，取7.0m
---頂板巖石密度，取2.5T/m2
可以分別得出三種支架的估算支護(hù)阻力如下：
ZY3200/16/36工作阻力為3430Kn>3200Kn；
ZZ3600/16/35工作阻力為3700Kn>3600Kn；
ZZ4000/17/35工作阻力為3676Kn<4000Kn；
ZY4200/17/38工作阻力為3676Kn<4200Kn；
經(jīng)初步估算ZY4200/17/38型支架符合頂板壓力要求，且符合大噸位、高初承力、高可靠性的高產(chǎn)高效原則，該支架為兩柱掩護(hù)式，梁端控制采用插板式結(jié)構(gòu)，比較適合我礦斷層密度較高的地質(zhì)環(huán)境。所以我礦的支架選型初步建議為ZY4200/17/38型四柱支撐掩護(hù)式支架。
根據(jù)我礦的回采配套經(jīng)驗(yàn)，我們建議采用，SGZ764/500(鑄)型工作面運(yùn)輸機(jī)，確保工作面運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
由于30#層煤質(zhì)較硬，煤壁片幫嚴(yán)重、塊度較大，現(xiàn)在只有MG-581、MG-591采煤機(jī)較好的適應(yīng)這樣得采場(chǎng)條件。但是MG-591采煤機(jī)采高的上限為3.2m，不能與支架和采場(chǎng)條件相適應(yīng)，為滿足回采需要，我們建議采煤機(jī)選型，應(yīng)該選取MG300/700-WD型采煤機(jī)，該機(jī)型采高范圍1.9m～3.8m、基本滿足高產(chǎn)高效型生產(chǎn)模式的需要。
由于東十采區(qū)巷道揭露面積小，地質(zhì)情況有待于進(jìn)一步查清；鑒于其它采區(qū)的掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們目前沒有找到一條進(jìn)行快速掘進(jìn)的方法，以目前狀況看東十采區(qū)接續(xù)無法承擔(dān)高強(qiáng)度的回采；設(shè)備配套的合理性有待于東十采區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步的驗(yàn)證。鑒于以上狀況，我們本著積極穩(wěn)妥的原則建議采取ZY4200/17/38支架、SGZ764/500(鑄)型工作面運(yùn)輸機(jī)、MG300/700-WD采煤機(jī)的配套方案，力爭達(dá)到東十采區(qū)年產(chǎn)100萬噸的水平。
四、根據(jù)初步設(shè)備配套情況我們進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析如下：
（一）、投資
1、兩套200m長工作面的回采備用支架共計(jì)280部，
合計(jì)4060萬元；
2、三臺(tái)MG300/700-WD采煤機(jī)390×3=1170萬元；
3、兩臺(tái)SGZ764/500(鑄)型工作面運(yùn)輸機(jī)2×427=854萬元；
投資總計(jì)：6084萬元。
（二）生產(chǎn)能力
生產(chǎn)能力100萬噸，噸煤投資60.84元；
（三）適合綜采的可采儲(chǔ)量
根據(jù)煤層等厚線圖重新核準(zhǔn)1.9~3.5m的地質(zhì)儲(chǔ)量為1210萬噸，但水利連高壓線煤柱壓煤量為334萬噸，福山屯煤柱340萬噸。對(duì)水利連高壓線稍采取措施即可解決。但對(duì)于福山屯煤柱可能困難些。福山屯主要由磚廠和15隊(duì)（含三分廠廠部）兩部分組成。磚廠人員58戶，161人。15隊(duì)98戶，347人。主要構(gòu)筑物有水塔、三分場(chǎng)部三層樓、磚窯?，F(xiàn)煤柱為保護(hù)整個(gè)村屯而設(shè)計(jì)，實(shí)際開采時(shí)采取何種方式，是否重點(diǎn)保護(hù)水塔、三分場(chǎng)部三層樓、磚窯而加大開采量，或采用大面積協(xié)調(diào)采，解放煤量，現(xiàn)末作三下開采設(shè)計(jì)。考慮煤柱損失30%計(jì)算：可采儲(chǔ)量為1210-340×（1-30%）=962萬噸。
（四）服務(wù)年限
適合綜采塊段煤厚1.9~3.5m，儲(chǔ)量1210萬噸。
服務(wù)年限為962×80%/100=7.7年。
回采煤量968萬噸（80%回采率），噸煤折舊6.28元，經(jīng)濟(jì)上是合理的，也是可行的。
此次配套研究是在立足于我礦東十采區(qū)的具體情況、借鑒我公司其他礦的主要配套經(jīng)驗(yàn)的前提下，收集國內(nèi)主要的煤礦機(jī)械配套廠家的技術(shù)資料進(jìn)行的仔細(xì)分析后得出的，根據(jù)該配套意見完成的東十采區(qū)設(shè)備配套，06年度采區(qū)產(chǎn)量完成123萬噸，證明該配套方案是成功的也是合理的。