某煤礦采面支護(hù)改革可行性研究報(bào)告

貴州省XX縣XX鎮(zhèn)XX煤礦采面支護(hù)改革可行性研究第21頁(yè)目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 1第一節(jié)項(xiàng)目背景 1第二節(jié)項(xiàng)目概況 12第二章市場(chǎng)需求分析 15第一節(jié)我國(guó)物流市場(chǎng)狀況分析 15第二節(jié)市場(chǎng)需求狀況分析 26第三節(jié)濟(jì)寧地區(qū)物流業(yè)狀況分析 31第三章建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容 38第四章建設(shè)場(chǎng)址與建設(shè)條件 40第一節(jié)建設(shè)場(chǎng)址 40第二節(jié)建設(shè)條件 40第五章總體規(guī)劃建設(shè)方案 44第一節(jié)項(xiàng)目定位及規(guī)劃目標(biāo) 44第二節(jié)總體規(guī)劃方案 44第三節(jié)物流初步技術(shù)方案 50第四節(jié)工程建設(shè)方案 52第五節(jié)公用工程 58第六章節(jié)能方案分析 67第一節(jié)節(jié)能依據(jù) 67第二節(jié)節(jié)能措施 67第七章環(huán)境影響評(píng)價(jià) 73第一節(jié)項(xiàng)目場(chǎng)址環(huán)境現(xiàn)狀 73第二節(jié)項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境的影響 73第三節(jié)環(huán)境保護(hù)治理措施 75第四節(jié)環(huán)境影響評(píng)價(jià) 77第八章勞動(dòng)安全衛(wèi)生消防 78第一節(jié)勞動(dòng)保護(hù)與安全生產(chǎn) 78第二節(jié)消防 80第九章組織管理機(jī)構(gòu) 82第一節(jié)企業(yè)管理體制及組織機(jī)構(gòu)設(shè)置 82第二節(jié)勞動(dòng)定員及培訓(xùn) 82第十章項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度 84第一節(jié)項(xiàng)目組織與管理 84第二節(jié)實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃 84第十一章工程招標(biāo)方案 86第十二章投資估算和資金籌措 90第一節(jié)投資估算 90第二節(jié)資金籌措與使用計(jì)劃 93第十三章經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià) 95第一節(jié)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 95第二節(jié)財(cái)務(wù)分析與評(píng)價(jià) 98第十四章社會(huì)效益評(píng)價(jià) 100第十五章風(fēng)險(xiǎn)分析 102第十六章結(jié)論與建議 106第一節(jié)結(jié)論 106第二節(jié)建議 106前言我國(guó)是世界上采礦最早的國(guó)家之一。明代末年所出的《天公開物》中，已具體地記述了井下礦石開采、支護(hù)和充填的情況。隨著開采業(yè)的不斷發(fā)展以及采礦規(guī)模的不斷擴(kuò)大，經(jīng)常出現(xiàn)頂板冒落、巷道堵塞或地表塌陷等事故，迫使人們不得不重視和研究礦山壓力問(wèn)題。建國(guó)以來(lái)，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著支護(hù)和防冒頂技術(shù)的深入發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的不斷使用，礦井支護(hù)技術(shù)取得了令人矚目的成就，技術(shù)面貌發(fā)生了巨大的變化，獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但是隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對(duì)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)主只追求經(jīng)濟(jì)效益而忽視安全投入和技術(shù)投入的不足，從而帶來(lái)了一系列安全事故。2005年貴州省煤礦各類事故的同比和所占比例情況見(jiàn)表一，在煤礦各事故類的死亡人數(shù)中，頂板事故發(fā)生次數(shù)所占比例很大，約為55.28%。頂板事故死亡人數(shù)仍為最多。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。表一：2005年煤礦事故類別表事故類別起數(shù)同比(%)占起數(shù)%死亡人數(shù)同比(%)占人數(shù)%總計(jì)521-9.90837-10.00頂板288-12.255.28332-13.9939.67瓦斯85-24.1116.31311-7.1637.16機(jī)電運(yùn)輸1025.1519.58103-0.9612.31水害2110.534.0365-23.537.77其它2513.644.8026303.11貴州省XX縣煤炭資源豐富。隨著國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、資源保護(hù)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(shí)施，全縣現(xiàn)有煤炭供需形式正在轉(zhuǎn)變，省內(nèi)外煤炭需求量也不斷加大，市場(chǎng)較為廣闊。本縣煤礦建設(shè)發(fā)展較快，一批有證礦井實(shí)現(xiàn)了改擴(kuò)建，同時(shí)新建礦井也不少。但是許多煤礦的采煤方法、回采工藝和支護(hù)的技術(shù)含量低，其采面多采用木柱和金屬摩擦支柱為主，巷道、采面頂板事故時(shí)有發(fā)生。因此迫切需要進(jìn)行工作面、采面支護(hù)改革，積極創(chuàng)造條件推廣煤礦支護(hù)新技術(shù)，規(guī)范頂板安全管理，以杜絕頂板事故的發(fā)生。XX縣XX煤礦礦井位于XX縣草塘鎮(zhèn)，距XX縣直線距離9km，業(yè)務(wù)隸屬XX縣煤炭工業(yè)局管轄。礦區(qū)井田面積約km2。礦井年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6萬(wàn)t，設(shè)計(jì)主采煤層1層（為D煤層）。煤層傾角15—20，平均18，煤種為肥煤。煤炭保有儲(chǔ)量萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量52.9萬(wàn)t，服務(wù)年限約XX煤礦采用斜井開拓，現(xiàn)礦區(qū)+890m標(biāo)高以上已經(jīng)由原有的系統(tǒng)回采完畢，礦區(qū)下部資源未開采，開采時(shí)需進(jìn)行技術(shù)改造。2004年3月貴州省煤炭管理局設(shè)計(jì)研究所編制的《貴州省XX縣XX煤礦技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)》提出了采用斜井開拓，布置運(yùn)輸上山和回風(fēng)上山，在運(yùn)輸上山、回風(fēng)上山南側(cè)施工XX煤礦現(xiàn)有回采工作面采用木支護(hù)，支護(hù)方式較為落后，安全狀況不好，迫切需要改變回采工作面支護(hù)方式。外注式液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)具有：初撐力大，升阻快的特點(diǎn)，一般初撐力為70—100kN以上，而木支柱僅為5—20kN，而且液壓支柱達(dá)到工作阻力的時(shí)間比木支柱快2—5倍；恒阻承載波動(dòng)小，工作可靠，單體液壓支柱一般為5—10%，木支柱為40—70%，因此，相同地質(zhì)條件下，液壓支柱工作面的頂板下沉量比木支柱工作面減少50—80%，減少了頂板的下沉離層，工作面的端面頂板破碎度減小，有效地控制了頂板；操作簡(jiǎn)便，安全可靠的單體液壓支柱的支柱和回柱效率比木支柱高二倍（木料基本不回收），回柱可遠(yuǎn)距離操作，工傷事故成倍減小。通過(guò)認(rèn)真分析業(yè)主提供的地質(zhì)資料和收集的生產(chǎn)技術(shù)信息，認(rèn)為在XX煤礦回采工作面中采用DZ18-30/100型單體液壓支柱，能夠取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和安全效益，其概算投資為57.21萬(wàn)元。第一章項(xiàng)目建設(shè)的意義和必要性第一節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的意義貴州以“江南煤?！敝Q，全省煤炭資源遠(yuǎn)景儲(chǔ)量2410億噸，保有儲(chǔ)量為498億噸，是江南12個(gè)省區(qū)的總和，居全國(guó)第5位，具有儲(chǔ)量大、煤種全、埋藏淺、分布聚、組合好的特點(diǎn)，煤層中還蘊(yùn)藏著豐富的可供開發(fā)煤層氣。貴州磷、煤、鋁、鐵等礦產(chǎn)資源豐富，以電力為依托發(fā)展優(yōu)勢(shì)原材料產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。然而，隨著新建火電機(jī)組大量投產(chǎn)，貴州煤炭產(chǎn)量的增長(zhǎng)并未使省內(nèi)電煤供應(yīng)緊張局面得到緩解。大量電廠要么停機(jī)待料，要么把摻雜了大量矸石、粉煤灰甚至泥土等的電煤，也一古腦吞下去。去年電煤供應(yīng)最緊張時(shí)，全省火力發(fā)電停機(jī)和減出力機(jī)組甚至超過(guò)200萬(wàn)千瓦，其中貴州金元集團(tuán)公司因缺煤全年少發(fā)電達(dá)47.3億千瓦時(shí)。據(jù)貴州省經(jīng)貿(mào)委提供的消息，今年貴州省電煤需求量約4500萬(wàn)噸。在全省煤炭產(chǎn)需銜接會(huì)上，有關(guān)部門對(duì)省內(nèi)電廠發(fā)電5500小時(shí)（機(jī)組設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)）以內(nèi)的電煤需求量3597萬(wàn)噸已下達(dá)了指導(dǎo)計(jì)劃。此外，5500利用小時(shí)外的800多萬(wàn)噸發(fā)電用煤基本沒(méi)有落實(shí)。預(yù)測(cè)貴州省煤炭消費(fèi)情況見(jiàn)表2—1—1。表2-1-1貴州省分行業(yè)煤炭消費(fèi)現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)表單位：萬(wàn)t煤炭消費(fèi)量1999年2010年2015年4429.1684509150原煤洗煤焦炭3812.14120.56193.951、電力行業(yè)1034.79545060502、建材行業(yè)578.607007503、冶金行業(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、損失量42與此同時(shí)，貴州省地方中小型煤礦仍在大量使用木支護(hù)進(jìn)行工作面支護(hù)，嚴(yán)重制約了中小型煤礦的發(fā)展，安全狀況亦不理想。我國(guó)煤礦自上世紀(jì)九十年代開始推廣采煤工作面使用液壓支柱支護(hù)采場(chǎng)。貴州省XX縣煤炭資源豐富。隨著國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、資源保護(hù)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(shí)施，全縣現(xiàn)有煤炭供需形式正在好轉(zhuǎn)，省內(nèi)外煤炭需求量也不斷加大，市場(chǎng)較為廣闊。但是，煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力較小，回采工藝和回采工作面支護(hù)含量較低，制約了煤礦的發(fā)展。2005年，全省煤礦發(fā)生的事故中，頂板事故占55.28%，頂板事故死亡人數(shù)仍為最多。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。因此迫切需要進(jìn)行地護(hù)改革。第二節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的必要性XX煤礦位于XX縣正西方向，距XX縣直線距離9km；屬XX縣草塘鎮(zhèn)，隸屬XX縣煤炭工業(yè)局管轄。礦區(qū)由拐點(diǎn)XY1234XX煤礦可采煤種為肥煤，已探明地質(zhì)儲(chǔ)量萬(wàn)t（121+333），保有儲(chǔ)量萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量萬(wàn)t。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6萬(wàn)t/a，2004年3月由貴州省煤炭管理局設(shè)計(jì)研究所編制的《貴州省XX縣XX煤礦技術(shù)改造方案設(shè)計(jì)》，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6萬(wàn)t/a。但礦井支護(hù)技術(shù)落后，回采工作面基本采用木支柱，安全狀況不佳，嚴(yán)重制約礦井的生產(chǎn)能力的提高，迫切需要進(jìn)行回采工作面支護(hù)的改革。一、支護(hù)改革的必要性1、科學(xué)支護(hù)的需要根據(jù)回采工作面頂板破壞、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，認(rèn)為采場(chǎng)支架有兩種特定的工作狀態(tài)，即“給定載荷”工作狀態(tài)和“給定變形”工作狀態(tài)?！敖o定載荷”工作狀態(tài)（如圖1所示），假設(shè)開采煤層的直接頂容易跨落、且厚度大，跨落巖石足以充滿采空區(qū)，并支撐住上覆巖層，此時(shí)，上履巖層由煤壁和采空區(qū)矸石支撐達(dá)到自身平衡，采場(chǎng)支架所受載荷僅僅是脫離了上覆巖層的直接頂重量Q。Q值取決于直接頂厚度和在控頂區(qū)懸伸長(zhǎng)度，這是一個(gè)定值，稱為“給定載荷”。直接頂厚度按計(jì)算，M為煤層采高，KP為直接頂巖層的碎脹系數(shù)?！敖o定變形量”（圖2所示），直接頂跨落后不能充填滿采空區(qū)時(shí)，老頂破壞后沉陷，壓于直接頂之上，對(duì)于工作面有直接影響，但老頂?shù)目缏溆质怯邢薜?，前端在煤壁和支架上方，后端受冒落矸石的限制，并由前方未破壞老頂和后方已跨落老頂?shù)乃綌D壓形成平衡。采場(chǎng)頂板下沉的基本狀態(tài)，就是由與“給定變形”相適應(yīng)的可縮性，否則將承受不必要的附加載荷。從現(xiàn)場(chǎng)的開采實(shí)踐上分析，一次周期來(lái)壓步距往往在10m以上，而工作面控頂距在3—5無(wú)論是采場(chǎng)支架“給定荷載”和“給定變形量”工作狀態(tài)，它既要求支架有一定的支撐能力，既能承受直接頂離層巖石的“給定載荷”，并防止頂板來(lái)壓時(shí)工作面切頂；又要要求支架有一定的可縮性，適應(yīng)老頂破壞沉陷時(shí)的“給定變形”，木支柱、剛性支柱、金屬磨擦支柱都不能完全滿足這些要求，單體液壓支柱則是實(shí)現(xiàn)了既有一定的承載能力，有能保證在一定承載能力下有一定可縮性的先進(jìn)的支護(hù)方法。根據(jù)XX煤礦老系統(tǒng)及各巷道布置的層位及圍巖的穩(wěn)定狀況，礦井應(yīng)合理選擇支架類型，利用合理的施工工藝，選用合理的斷面形狀。礦井回采工作面支護(hù)現(xiàn)以木支護(hù)為主。使用木支護(hù)，一般只能支護(hù)5—6個(gè)月就基本損壞，如遇水、損壞時(shí)間更短，需要更換維修，既浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力，影響環(huán)境，又造成安全隱患。隨著礦井服務(wù)年限的延長(zhǎng)，維修量逐年增加，且隨著開采深度的增加，巷道圍巖壓力越來(lái)越大，木支護(hù)巷道斷面越來(lái)越小，嚴(yán)重影響礦井通風(fēng)和運(yùn)輸，制約了礦井產(chǎn)量，安全工作也受到制約與威脅。2、安全生產(chǎn)的需要使用木材進(jìn)行采面支護(hù)為被動(dòng)支護(hù)，只有當(dāng)巷道圍巖產(chǎn)生變形后，才能提供支撐力。但此時(shí)，巷道圍巖已經(jīng)遭到破壞。而木支架受自身強(qiáng)度限制，所能提供的支撐力有限，同時(shí)木支護(hù)不能防火，容易腐朽，不能阻止和防止圍巖風(fēng)化，因此，木支護(hù)巷道頂板事故較為頻繁，傷亡事故常有發(fā)生。2005年貴州省煤礦各類事故種，頂板事故發(fā)生次數(shù)所占比例很大，約為55.28%。頂板事故死亡人數(shù)仍為最多，占39.67%。頂板仍是煤礦安全生產(chǎn)的主要隱患。單體液壓支柱支護(hù)與傳統(tǒng)的被動(dòng)支護(hù)迥然不同，主動(dòng)對(duì)采面進(jìn)行支護(hù)，最大限度提高了圍巖的自支撐能力，同時(shí)隱蔽工程少，可及時(shí)對(duì)變形采面進(jìn)行維護(hù)，減少了事故的發(fā)生。為此，近年來(lái)在煤礦積極推廣下，取得明顯的支護(hù)效果。3、環(huán)境保護(hù)的需要根據(jù)貴州省六盤水市政府統(tǒng)計(jì)，采用木支護(hù)，煤礦每生產(chǎn)1萬(wàn)t煤炭將消耗80—90m3坑木，2000年—2004年消耗坑木10萬(wàn)m3第三節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的可行性一、礦井地理位置XX煤礦位于XX縣東北方向，距XX縣直線距離11km，距草塘鎮(zhèn)約8km，屬XX縣草塘鎮(zhèn)，業(yè)務(wù)隸屬XX縣煤炭工業(yè)局管轄。礦山有簡(jiǎn)易公路相通，交通較為方便（見(jiàn)交通位置示意圖1-3-1）。礦區(qū)由拐點(diǎn)XY1234二、地形地貌本區(qū)大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽(yáng)復(fù)雜構(gòu)造變形東南部，地形切割較為強(qiáng)烈，為剝蝕、侵蝕溝谷山地地貌。最高海拔標(biāo)高+m，最低海拔標(biāo)高+m，最大高差m，全區(qū)地形主要為斜坡、沖溝、陡巖。三、地質(zhì)構(gòu)造及煤層特征1、地層礦區(qū)區(qū)域地形有震旦系、二疊系、三疊系及零星分布的白堊系、老第三系和第四系，其中的寒武系和三疊系分布最廣，次為二疊系。由于黔中的隆起，缺失了志留系—石炭系及侏羅系。出露的地層自下而上為下二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組、上二疊統(tǒng)吳家坪組，下三迭纃夜郞組和茅草鋪組。由老至新分述如下：1）棲霞組和茅口組（P1q+m）：下部為深灰色中至厚層泥晶灰?guī)r、燧石灰?guī)r；上部為灰至淺灰色厚層及塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r。厚度大于150m。2）吳家坪組（P2w）根據(jù)巖性可將該組巖層劃分為五段第一段（P2w1）為含煤段。巖性為灰、灰白色泥巖與砂質(zhì)泥巖互層，時(shí)夾黑色灰質(zhì)泥巖。含煤1層，厚16～32m。第二段（P2w2）：灰至灰色中至厚層燧石結(jié)核灰?guī)r，底部為層厚4～10m的深灰色中厚層生物灰?guī)r，本段厚56～90m。第三～五段（P2w3～P2w5）：灰至深灰色中至厚層灰色中厚層泥晶灰?guī)r，底部互層，底部為粉晶灰?guī)r，厚134～159m。3）長(zhǎng)興組和大隆組（P2c+d）：下部為深灰色中厚層泥晶灰?guī)r，底部為一層頁(yè)巖；中部為深灰色中至厚層狀燧石灰結(jié)核灰?guī)r；上部為深灰色薄至中厚硅質(zhì)巖，偶夾頁(yè)巖，厚40～68m4）夜郞組（T1y）：根據(jù)巖性分為兩段。第一段（T1y1）：灰綠色、紫紅色頁(yè)巖，偶夾薄層灰?guī)r。厚50～60m。第二段（T1y2）：灰色薄至中厚層粉晶灰?guī)r，厚80～200m。5）茅草鋪組（T1m）：淺灰、紫灰色厚層粉晶灰?guī)r，縫合線發(fā)育，上部夾少量白云質(zhì)灰?guī)r。厚度大于130m6）第四系（Q）黃色、黃褐色浮土及坡積物，厚0～10m。2、地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)位于XX向斜東翼，礦區(qū)范圍總體屬單斜巖層，傾向南西，傾角15～20度，平均傾角18度，屬構(gòu)造簡(jiǎn)單的礦區(qū)。3、煤層1）含煤性：二疊系上統(tǒng)吳家坪組，自下而上分為三段，僅第一段含煤，本礦區(qū)內(nèi)僅含一層煤。即D煤層，該煤層平均厚度1.50m，含煤段平均厚度25m，含煤系數(shù)為3.9%。2）含煤層的穩(wěn)定性根據(jù)煤礦采礦工程的觀察結(jié)果，煤層厚度平均在1.50m，煤層連續(xù)性總體偏好，厚度稍有變化，部分地段變薄或增厚，屬較穩(wěn)定煤層，為全區(qū)可采煤層。煤層特征表煤層編號(hào)煤層平均厚度(m)煤層結(jié)構(gòu)煤層傾角（°）密度（t/m3）穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性頂板底板D1～1.801.50簡(jiǎn)單181.44較穩(wěn)定深灰色中厚層灰?guī)r灰白色粘土巖四、支護(hù)改革可行性分析1、技術(shù)分析XX煤礦采掘活動(dòng)集中于D煤層，煤層平均厚度1.50米該煤層位于二迭系上統(tǒng)吳家坪組，巖性為砂質(zhì)粘土巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r，厚約為15～20米。根據(jù)其巖石及煤層頂?shù)装逄匦?，使用單體液壓支柱支護(hù)能夠滿足采場(chǎng)的支護(hù)要求。選型計(jì)算結(jié)果如下：XX煤礦D106采煤工作面，采高1.50，工作面斜長(zhǎng)60m，采用二班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備二采一準(zhǔn)的循環(huán)作業(yè)方式，采用3—4排控頂，排距、柱距分別為1.0m、0.8m2、支護(hù)選型及支護(hù)密度計(jì)算工作面選用DZ18-30/100型單體液壓支柱和HDJA-1000型鉸接頂梁配合使用。支柱的額定阻力300kN，最大支撐高度1800mm，最小支撐高度1110mm，伸縮行程690mm，額定工作液壓38.2Mpa，初撐力118～157kN，泵站壓力15～20Mpa，油缸直徑100mm，底座面積109cm2，支柱有液時(shí)質(zhì)量每根單體支柱的工作阻力為P支=F·n=300×0.9=270kN式中：n——支柱時(shí)間利用系數(shù)，取0.9；F——單體液壓支柱額定工作阻力，kN；單位面積頂板壓力W為：式中：k——采高系數(shù)，一般為6～8倍采高，取8倍采高計(jì)算；——頂板巖石容重，24.5kN/m3；M——最大采高1.8m3、工作面支護(hù)密度確定：①最大控頂距為L(zhǎng)max=4.2m，工作面斜長(zhǎng)L=60m，最大控頂面積Smax=Lmax·L=4.2×60=最大控頂時(shí)支柱的數(shù)目根最大控頂支柱密度式中：a——工作面柱距；Nmax——最大控頂距時(shí)支柱數(shù)；Bmax——最大控頂距時(shí)控頂面積；L——工作面斜長(zhǎng)；Smax——最大控頂距時(shí)控頂面積；Lmax——工作面最大控頂距；Dmax——采場(chǎng)最大控頂支柱密度；②最小控頂距時(shí)，Lmin=3.2m，工作面斜長(zhǎng)Smin=Lmin·L=3.2×60=192最小控頂距時(shí)，支柱數(shù)目最小控頂距時(shí)，支柱密度③支柱載荷計(jì)算最大控頂距時(shí)，支柱載荷量最小控頂距時(shí)，支柱載荷量④比較P大=263.3kN/根P小=257.5kN/根，P支=270kN/根即P支＞P大＞P小根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果表明：每根單體支柱的額定工作阻力，大于實(shí)際支柱的載荷力，因此在采煤工作面采用單體液壓支柱比較可行。第二章技術(shù)來(lái)源、工藝特點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵及對(duì)煤礦安全、技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用1、支護(hù)工藝特點(diǎn)(1)回采工作面的支護(hù)工藝回采工作面的支護(hù)工藝經(jīng)歷了重大的技術(shù)改革，經(jīng)歷了木支柱、磨擦支柱、單體液壓支柱和液壓支架階段，在頂板管理技術(shù)上，由傳統(tǒng)的密集支柱、堆柱、叢柱等切頂支柱，發(fā)展到分段密集、切頂，在堅(jiān)硬頂板工作面采用液壓切頂支柱，在采場(chǎng)端頭支護(hù)上采用11#工字鋼梁、T型鋼梁等支護(hù)方法，這些支護(hù)技術(shù)改革有利地促進(jìn)了回采工作面單產(chǎn)的提高，安全狀況同時(shí)有了較大改觀。單體液壓支柱有外注式DZ和內(nèi)注式NDZ，由于內(nèi)注式操作時(shí)初撐力不穩(wěn)定和不便于檢修，目前普遍采用外注式單體液壓支柱。1、單體液壓支柱規(guī)格的選擇支柱規(guī)格的選擇，主要依據(jù)支柱在開采煤層使用時(shí)需要達(dá)到的最大高度和最小高度。1）支柱的最大高度Hmax=Mmax－b+c+I+d式中：Mmax——工作面最大采高，m；b——頂梁厚度，m；I——為了避免支柱在完全抽出狀態(tài)下工作，預(yù)留的活柱富裕行程，一般為100mm。d——如果在直接頂與煤層中存在隨采隨落的偽頂，支柱的高度還應(yīng)考慮偽頂厚度c，本礦頂板為灰?guī)r，可不考慮偽頂影響，由于本礦煤層底板較硬，單體鉆底量可以考慮為0.1m即為：Hmax=Mmax+c－b+I+d=1.8+0－0.1+0+0.1=1.82）支柱的最小高度應(yīng)適用于放頂前支柱高度，為了便于回收液壓支柱，使支柱不致壓死，按普通采煤管理辦法的規(guī)定，應(yīng)留有100mmHmin=Mmin－s－b－a+c+d=1.33－0.1－0.1－0.1+0+0.1=1式中：Mmin——工作面最小采高，m；s——頂板在最大控頂處平均最大下沉量，m：a——支柱卸載高度（一般≥0.1），m：頂板在最大控頂處平均下沉量，應(yīng)根據(jù)同一煤層開采的實(shí)測(cè)資料確定。也可以采用估算方法，即：式中：——0.02～0.03；R——最大控頂距；2、單體液壓支柱在工作面的布置單體液壓支柱工作面支護(hù)方式和鉸接頂梁的布置形式有齊梁齊柱、錯(cuò)梁齊柱和錯(cuò)梁錯(cuò)柱等，但一般要求梁長(zhǎng)要和循環(huán)進(jìn)度、放頂步距等長(zhǎng)，目前回采工作面普遍采用的布置方式是齊梁齊柱和錯(cuò)梁齊柱兩種，見(jiàn)圖3。圖3工作面支架布置形式3、回采工作面端頭支護(hù)經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，根據(jù)工作面開采條件，采用多種支護(hù)方式，如使用工字鋼梁、型鋼梁、鉸接頂梁焊接、十字頂梁和滑移頂梁等組成大棚，來(lái)控制工作面端頭大面積懸露頂板，有效地解決了回采工作面端頭支護(hù)問(wèn)題，基本形式如圖4所示。圖4工作面端頭支護(hù)4、生產(chǎn)工藝選擇根據(jù)XX煤礦工作面的實(shí)際情況，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部跨落法管理頂板，放炮落煤。采用DZ18—30/100型外注式單體液壓支柱與HDJA-1000型金屬鉸接頂梁配合控制頂板，支架布置形式為齊梁齊柱，“三、四”排管理，最大控頂距4.2m，最小控頂距3.2m，放頂步距1.0m，作業(yè)方式為“三八第三章建設(shè)方案、地點(diǎn)、規(guī)模依據(jù)貴州省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證，證號(hào)：，礦區(qū)范圍由個(gè)拐點(diǎn)圈定（見(jiàn)下表）。面積約km2。井田走向長(zhǎng)約m，傾向約m。拐點(diǎn)XY1開采深度：+1150～+850設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6萬(wàn)t/a。可采煤層傾角15～20，采用炮采工藝，傾斜長(zhǎng)壁采煤法，采用木支柱支護(hù)采場(chǎng)，詳見(jiàn)采礦方法圖。該礦“六證”齊全，安全管理較強(qiáng)。因此，在該礦作為支護(hù)改造的一個(gè)試點(diǎn)礦井。故投資裝備單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)采場(chǎng)。第四章設(shè)備選型及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)XX煤礦回采工作面選用DZ18—30/100型單體液壓支柱配合鉸接頂梁使用，乳化液泵站選用XRB2B80/200乳化泵，兩泵一箱。支柱參數(shù)：支柱的額定阻力300kN，最大支撐高度1800mm，最小支撐高度1110mm，伸縮行程690mm，額定工作液壓38.2Mpa，初撐力118～157kN，泵站壓力15～20Mpa，油缸直徑100mm，底座面積109cm2乳化液泵站技術(shù)參數(shù)：公稱壓力20Mpa，公稱流量80L/min，電機(jī)功率37kw，轉(zhuǎn)速1470r/min，外形尺寸1928×760×935mm(長(zhǎng)×寬×高)，配套液箱型號(hào)XRXTA(B、C)，質(zhì)量1200第五章外部配套條件落實(shí)情況及原材料供應(yīng)第一節(jié)外部配套條件落實(shí)情況本礦為生產(chǎn)礦井，所需外部條件具備。1、XX煤礦主采煤層原煤煤質(zhì)特征表5—1—1煤層各項(xiàng)指標(biāo)水分M（%）灰分Ad（%）揮發(fā)分Vadf（%）全硫Std（%）發(fā)熱量(MJ/kg)牌號(hào)D0.8～1.413.4～22.330.2～38.451.0～1.729.58肥煤2、交通條件XX煤礦距326省道約1km3、水源、電源本礦生活用水和生產(chǎn)用水可取致附件泉水及處理后的井下水。礦井供電一回路引自草塘鎮(zhèn)10kv變電所，另一回路引自kv變電所。第二節(jié)煤炭運(yùn)銷和經(jīng)濟(jì)效益情況礦井所生產(chǎn)的原煤主要銷往遵義地區(qū)，本地水泥廠、磷廠或民用煤，市場(chǎng)前景好，效益可觀。根據(jù)對(duì)市場(chǎng)的調(diào)查，原煤目前售價(jià)為：200元/噸（含稅費(fèi)）。1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（1）年銷售收入：6萬(wàn)噸×200元/噸=1200萬(wàn)元；（2）年生產(chǎn)成本：6萬(wàn)噸×115元/噸=690萬(wàn)元；（3）年稅費(fèi)總額：6萬(wàn)噸×45元/噸=270萬(wàn)元；（4）利潤(rùn)總額：1200－690-270=240萬(wàn)元。2、評(píng)價(jià)礦井井型6萬(wàn)噸/a，工期8個(gè)月，礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)需追加投資57.21萬(wàn)元，噸煤投資9.54元。礦井年銷售收入1200萬(wàn)元，年利潤(rùn)總額240萬(wàn)元。投資回收期約3個(gè)月(不含建設(shè)期，使用單體支柱后每朋多生產(chǎn)300噸的利潤(rùn))，綜上所述，礦井建設(shè)工期短、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。第六章環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)環(huán)境保護(hù)根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，采用炮采工藝單體液壓支柱支護(hù)采場(chǎng)，萬(wàn)噸坑木消耗將降低80m3/萬(wàn)t左右，單體液壓支柱一般可使用7～8年，以年產(chǎn)6萬(wàn)t計(jì)，可節(jié)約第二節(jié)安全生產(chǎn)一、支護(hù)1、要及時(shí)支護(hù)，支柱必須嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定的柱距、排距及迎山角度進(jìn)行。2、支柱時(shí)要隨時(shí)注意附近行人的安全，嚴(yán)禁將注液槍口對(duì)準(zhǔn)任何人員，升柱時(shí)不得將手放在頂梁邊緣。3、支柱時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度，遇有松動(dòng)的浮煤、矸，要及時(shí)找掉摘除后，方可進(jìn)行支護(hù)工作。4、支柱不得打在浮煤、矸上，遇底板松軟時(shí)要穿柱鞋，支柱必須立于實(shí)底，且迎山有勁，吃勁有力。5、遇有特殊地質(zhì)變化如斷層、褶皺，頂板不平整等情況時(shí)，另補(bǔ)充專門措施。6、工作面有拉咎或頂板有裂縫時(shí)，不得對(duì)準(zhǔn)拉咎裂縫打支柱，必須沿拉咎或裂縫兩端架設(shè)支架或打戴帽點(diǎn)柱。7、支柱時(shí)必須保護(hù)好電纜及乳化管路，嚴(yán)禁將支柱支在這些線、管上。8、遇有需改動(dòng)的柱子，必須嚴(yán)格執(zhí)行“先支后回”的原則。9、支柱時(shí)，必須使絞接頂梁與頂板吻合，防止支柱偏心承載，倒柱傷人。10、支柱時(shí)，要隨時(shí)注意支設(shè)的單體柱的三用閥、柱筒有無(wú)漏液現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)必須立即更換，以防止卸壓倒柱發(fā)生事故，新投入的支柱要反復(fù)注液、卸壓，以便將柱腔內(nèi)的空氣排空。11、支柱時(shí)要兩人配合作業(yè)，一人將支柱對(duì)號(hào)入座，支在實(shí)底或柱鞋上，并抓好支柱手把，扳動(dòng)注液槍手把升柱（注液槍插入閥嘴前，應(yīng)先用注液槍沖洗閥嘴），另一人查看頂板，扶好頂梁和水平銷，防止水平銷從頂梁卸口掉下傷人。柱子升緊前，要將頂梁調(diào)正，使之垂直于煤壁并剎好頂。12、支柱時(shí)要將單體柱三用閥嘴朝向工作面下部，支柱不得打在兩頂梁絞接處，支柱初撐力不得小于60kN。13、注液槍用完后應(yīng)掛在支柱手把上，禁止將注液槍拋在底板上或用注液槍砸三用閥，要防止注液槍的高壓管纏繞打結(jié)或被煤矸埋住。14、嚴(yán)禁使用漏液或失效的支柱，禁止用不正當(dāng)手段處理漏液的三用閥。15、支柱工用手抓扶支柱手把時(shí)，應(yīng)手心向上，以防升柱過(guò)程中頂板掉下的小塊煤、矸砸傷手背。16、工作面?zhèn)溆脝误w必須打在切頂線處作全承壓支護(hù)，且嚴(yán)禁出現(xiàn)單梁?jiǎn)沃F(xiàn)象。17、在工作面頂板破碎、壓力大的地段，要及時(shí)支打貼幫柱，貼幫柱的支設(shè)間距為1.2m二、回柱放頂（1）回柱前必須仔細(xì)檢查工作面的安全狀況：煤層頂板是否穩(wěn)定、壓力是否有變化，周圍支架是否完整可靠、退路是否安全暢通，如有隱患，必須先進(jìn)行處理，然后才能進(jìn)行回柱工作。（2）回柱放頂按照從下往上的順序進(jìn)行，放頂步距1m（3）回柱放頂時(shí)，必須保證退路支護(hù)完好、安全暢通，且附近不得堆積任何雜物。（4）工作面基本支護(hù)和特殊支護(hù)未得到完善時(shí)，必須先完善后方可進(jìn)行回柱放頂工作。（5）回柱放頂時(shí)如串矸嚴(yán)重，必須提前掛好擋矸簾。（6）回柱放頂時(shí)如遇“死柱”，必須采用臥底的方法回出，不準(zhǔn)用回柱絞車硬回，嚴(yán)禁用炮炸。（7）支柱卸載時(shí)，必須使用卸載手把或?qū)Ｓ霉ぞ撸仨氂尚〉酱笾鸩叫遁d，待頂板穩(wěn)定、支柱脫離頂梁后，方可快速卸載。（8）回柱放頂前，嚴(yán)禁與回柱無(wú)關(guān)的任何人員停留在附近?；爻龅膯误w柱要補(bǔ)升到切頂線頂板上，并留出材料道，回出的頂梁要豎放在材料道內(nèi)。（9）回柱過(guò)程中，對(duì)支柱要輕放，嚴(yán)禁亂拋、碰砸，以免損壞。（10）回柱放頂時(shí)，如遇頂板冒矸嚴(yán)重，回撤支柱、頂梁困難時(shí)，使用回柱器回撤。（11）當(dāng)工作面有兩處以上在同時(shí)回柱時(shí)，兩處間隔距離不得小于15m（12）當(dāng)回柱放頂與工作面支護(hù)平行作業(yè)時(shí)，兩工序間隔距離不得小于20m（13）如有材料、工具等掉入采空區(qū)，人員只能站在支護(hù)完好的地段用長(zhǎng)柄工具將其拖出，嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入無(wú)支護(hù)區(qū)空頂作業(yè)。（14）使用回柱絞車回收上下巷柱子時(shí)，必須先檢查各部件是否完好，壓、戧柱是否吃勁有力，信號(hào)是否準(zhǔn)確靈敏，鋼絲繩是否符合安全規(guī)定，否則不準(zhǔn)使用絞車。（15）回收上下巷棚子時(shí)，必須由里往外逐架進(jìn)行。且必須與工作面切頂線保持一致。3、特殊支護(hù)（1）上下巷超前支護(hù)采用單體液壓支柱配合絞接頂梁進(jìn)行，靠工作面煤壁側(cè)為20m，另一側(cè)為1（2）機(jī)頭機(jī)尾采用四對(duì)八梁支護(hù)頂板，兩巷的棚子也采用一組長(zhǎng)鋼梁交錯(cuò)邁步前移支護(hù)工作面一側(cè)的棚梁端，支護(hù)兩巷的長(zhǎng)鋼梁組內(nèi)間距200mm，與工作面第一組大梁間距不大于500mm，四組八梁組內(nèi)間距200mm，組間距600（3）移大梁時(shí)要有足夠的人力配合，并設(shè)專人觀山，升柱時(shí)，要提醒托梁人員，謹(jǐn)防夾手、碰頭。（4）初次放頂期間，采用戧棚加強(qiáng)切頂線處的支護(hù)強(qiáng)度，初次放頂結(jié)束后，則采用戧柱加強(qiáng)切頂線處的支護(hù)。二、安全注意事項(xiàng)1、所有施工人員，包括初次放頂跟班人員，都必須認(rèn)真貫徹學(xué)習(xí)該作業(yè)規(guī)程及初次放頂措施。傳達(dá)、學(xué)習(xí)、簽字方可入井工作。2、入井前，穿好工作服，戴好安全帽，領(lǐng)燈時(shí)，要仔細(xì)檢查所領(lǐng)礦燈的亮度和完好情況，禁止攜帶煙火和可燃物下井，不允許喝酒和穿化纖衣服下井。3、在下班途中，注意沿途安全，在軌道上山必須嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人、行人不行車”制度。嚴(yán)禁蹬車。4、進(jìn)入施工地段，帶班人員要對(duì)工作面進(jìn)行全面檢查，條件差的地段，要安排有經(jīng)驗(yàn)的老工人，并對(duì)該地段的質(zhì)量等管理負(fù)責(zé)。5、打眼時(shí)，必須保證煤電鉆綜合保護(hù)靈敏可靠。嚴(yán)禁甩掉煤電鉆綜合保護(hù)作業(yè)。6、放炮期間必須嚴(yán)格按照“一炮三檢查”執(zhí)行，把人員撤到安全地點(diǎn)。并做好警界，執(zhí)行好“三人連鎖放炮制度”。7、放炮結(jié)束后，要及時(shí)打柱支護(hù)，打柱必須按技術(shù)要求架設(shè)。8、支柱不允許打在浮煤浮矸上，要注意頂板，找掉懸浮矸石。9、支柱時(shí)，上下段要看好，柱子要打成一條線，兩人相互配合作業(yè)，一個(gè)將柱對(duì)號(hào)入座，支柱升柱，一人扶梁。10、回柱放頂前，必須詳細(xì)檢查工作點(diǎn)的安全情況，看好退路，并確保退路暢通，加固支架。11、回柱放頂必須從下往上、從里往外的順序進(jìn)行，一個(gè)回柱，一人觀山。當(dāng)壓力大時(shí)，要先加固放頂?shù)囟沃е?，然后再回柱放頂?2、回下的支柱，要堆碼好，壞的要及時(shí)回收上井進(jìn)行檢修。13、當(dāng)回柱后，頂板不垮落，采取強(qiáng)制放頂時(shí)，打眼人員站在支護(hù)完好地點(diǎn)進(jìn)行，對(duì)懸浮矸石找掉，然后再進(jìn)行打眼工作。14、打眼退釬，要緊握鉆桿，以防鉆桿滑落傷人，打眼工打眼時(shí)禁戴手套作業(yè)。15、如放炮后頂板不垮落，或垮落效果不好，可進(jìn)行第二次放頂，方法同第一次一樣。16、回柱放頂前如竄矸嚴(yán)重，要設(shè)擋矸簾，擋矸簾用竹笆或背板，擋矸簾設(shè)在第四排，回柱放頂時(shí)，禁止與放頂無(wú)關(guān)的人員在放頂區(qū)段逗留。17、如有材料掉入老塘，要用長(zhǎng)柄工具鉤