某煤业公司矿井“顶板管理”安全技术改造可行性研究报告

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1、目 录一、 基本情况-2二、 XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造的必要性-2三、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造的可行性-4四、XX煤业公司矿井回采面顶板支护设备现状-4五、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造方案-6六、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全改造投资估算-6七、XX煤业公司“顶板灾害治理”安全技术改造筹资方案-6八、编制说明-8XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造可行性研究报告一、基本情况11XX煤业公司地处内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克旗境内，原为中央财政直属的94家煤炭企业之一，1998年下放到内蒙古自治区管理。2000年XX矿务局改制为

2、XX煤业有限责任公司，隶属于内蒙古呼伦贝尔煤业集团公司管理。企业规模为国有大型二档，资产总额近10亿元。12XX矿区是我国少有的典型软岩矿区之一。全矿区内岩层松软，破碎、强度低。岩石普氏系数F在1左右，（煤层为1-2），个别岩层如30#煤层顶板岩石普氏系数F仅为0.1，而且岩石具有很强的膨胀性，XX矿区岩石的物理力学性能及矿物成分见附表1、附表2。1.3XX矿区软岩的软化临界深度经“中国岩石力学与工程学会软岩工程专业委员会”专家组测定为300M。目前公司所属各生产矿井的开采度深度均超过了这一临界深度。第二煤矿的开采深度已达450米，远远超过了临界值。因而高应力、大地压的松软岩层给矿井采、掘面顶

3、板的安全管理和作业人员的安全生产带来难以应对的后果，严重地威胁着矿工的生命安全。二、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造的必要性21XX矿区的大地压、高应力软岩给生产矿井回采工作面顶板管理带来的严重危害是：综采工作面随机组割煤后，暴露的顶板必须立即得到支护，当割煤与移架时间相隔20-30分钟后仍得不到支护时，暴露的顶板即发生大面积架前冒顶，有时其顶板冒落高度达10-15M。22XX煤业公司各生产矿井综采工作面支护设备的现状是仍在使用二十世纪80-90年代初的QY、JY型液压支架，其中最好一部支架是92年的ZFS4000放顶煤支架，而且各综采工作面均未配备端头支架。这些支架的缺陷是初撑力

4、小，工作阻力低，无护帮板，无前探梁，割煤后不能及时支护暴露的顶板和煤壁。此类支架架型和我公司各生产矿井回采面的顶板类别不匹配，从而导致回采工作面的事故多发区的煤壁区、端头区顶板在采煤机割煤后不能及时得到支护，使二处顶板处于失控状态，由此而造成我公司矿井顶板管理上安全隐患大，事故率高，伤亡人数多。23XX煤业公司顶板管理工程测试技术落后，设备缺乏。多年来，由于企业效益差，安全欠账多，无力引进先进的用于顶板及围岩监控、监测设备及仪表，因而严重地制约了顶板安全管理上的科技进步与发展。如顶板位移监测仪器、锚杆受力监测仪等均为零。而锚杆施工质量检测仪器，全公司三个矿仅有一台2Y-50/100型锚杆拉拔机

5、。检测仪器，仪表的缺乏，严重地制约了对顶板管理的安全监控与监管，阻碍了新的支护型式的推广和应用。因此，XX煤业公司生产矿井顶板管理安全技术改造工作从“三个代表”重要思想出发，以保障矿井作业人员的生命安全入手，势在必行。2.4掘进工艺落后,不能及时支护裸露的巷道顶板。XX煤业公司的各生产矿井，掘进巷道顶板灾害的突出特点是随掘进出货后顶板下沉量大，并且间隔时间短（经井下掘进现场实测，循环0.8米，2小时内顶板下沉为0-5mm ，2小时后顶板下沉0-15mm）。而现在各矿采用的80年代的S-100综掘机组配合临时钢支架，支架后再打锚杆的落后工艺。虽然在安全杜绝了顶板事故的发生，但是严重地制约了煤巷掘

6、进速度，致使该公司的单进在400M 左右。为此应用“掘锚”机新技术取消临时支架，杜绝顶板事故的安全改造是十分必要的。三、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造的可行性31XX煤业公司是原煤炭系统的94家中央直属企业之一，曾是我国煤炭战线上的一面红旗。多次获得“质量标准化”、“现代化”矿务局称号。所属生产矿井均为“高产高效矿井”，对综采工艺的应用和管理有着一整套的先进经验。具备进行顶板管理安全技改的管理基础。32煤业公司有一支素质高、技术力量强、管理方法先进的职工队伍。特别是“科教兴煤、科技兴安”工作中，多次获得原煤炭部的奖励，并荣获“科技进步矿务局”称号。全公司现有工程类专业人员663人

7、，具有中高级职称的人员258人，具备一定的科技攻关和现场管理能力。四、XX煤业公司矿井回采面顶板支护设备现状41XX煤业公司四个生产矿井，均为一矿一井一面的高产高效模式，各矿井均采用走向长壁垮落采煤法及放顶煤采煤法。目前全公司共有4个回采工作面，其中一个综放面，二个综采面，一个高档普采面，设备型号及参数见XX煤业公司矿井回采工作面支护设备参数表（附表3）。42公司现有的一套ZFS-4000/3.2/1.5综放支架购于1992年，当时是按开采深度240米设计的。使用十多年来，经过数次大修，目前支架状况非常差，特别是在二矿的250水平30#层的综放面使用中（该面开采深度已达450米），由于矿压大，

8、致使120部支架中有四分之一的支架顶梁、底座开焊、断裂，有六分之一的支柱油缸压坏，活柱弯曲、加长杆断裂。从目前支架的现状看，该套支出架已不适应在开采深度300米以下工作面使用。43公司现有的三套QY、JY支架（QY1套，JY2套）是1983年阜新、鹤岗矿务局的设备。由于该设备在使用中故障率高，控顶能力差，1990年后由东煤公司调给我公司使用。由于该型号支架属淘汰支架，经多年使用只能拼凑二套，仍在我公司井下使用，但是顶板事故率极高，安全可靠性差。44由于公司经济效益差，现仍有一个DZ-2.2单体液压支柱配合钢梁支护的高档普采工作面。由于该工作面支护设备落后，顶板管理难度大，每年该面工伤人数达十数

9、人之多，是我公司顶板管理老大难工作面之一。以上落后的综采支护设备，均没有配备端头支架，致使我公司矿井顶板安全管理工作落后。目前我公司矿井开采深度大、高应力软岩下的回采工作面支护设备急需进行更新改造。五、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改造方案51针对XX煤业公司一、二矿井下回采工作面液压支架类型与顶板类别不配套，支架无前探梁、无防片节装置等造成顶板难于管理，架前及上、下端头顶板事故频繁发生，伤亡事故居高不下的现实。公司计划装备二部和一、二矿顶板类别相符的且具有初撑力高、工作阻力大的支撑掩护式液压支架。达到对回采工作面的端头区，煤壁区的及时有效支护。52为解决掘进工作面施工机械落后和不能

10、及时控顶的问题，计划为一、二矿各装备一套具有技术先进、控顶能力强的ABM 20掘锚机，实现掘锚一体化。5.3建立一支素质高、技术力量强的顶板管理及围岩控制监测队伍，实现对矿山工程及围岩的及时监测与监控。为此，我公司从现在起计划购进先进顶板围岩检测、监控设备和仪表，建立一支高素质的顶板及围岩检测队伍，为公司的顶板安全管理和支护设计提供可靠的技术参数。六、XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全改造投资估算61、回采面顶板安全改造支护设备及资金估算表（表4）62、掘进巷道顶板安全改造设备及资金估算表（表5）63、矿井顶板围岩监控项目及资金估算表（表6）64、煤业公司“顶板灾害治理”安全改造项目投资估算

11、表（表7）七、顶板管理安全技术改造项目筹资方案XX煤业公司2004年顶板灾害治理技改项目，是建设小康矿区、实践“三个代表”重要思想的重大安全举措。该项目共需资金8370.40万元（详见附表7：煤业公司“顶板灾害治理”安全改造项目投资估算表）。因公司近年来经济效益差，安全生产欠账严重，企业资金极度紧张，特向呼煤集团、各级政府有关部门申请国债安全技措资金给予补助。附：1、XX矿区岩石物理力学性能表 2、XX矿区岩石矿物成分统计表 3、XX煤业公司矿井回采工作面支护设备参数表 4、回采面顶板安全改造支护设备及资金估算表 5、掘进巷道顶板安全改造设备及资金估算表 6、矿井顶板围岩监控项目及资金估算表

12、7、煤业公司“顶板灾害治理”安全改造项目投资估算表编 制 说 明1.项目概况：1.1项目名称：XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全改造可行性研究报告1.2项目地点：内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克旗XX矿区1.3项目内容：XX煤业公司矿井“顶板灾害治理”安全技术改 造方案2.承办单位：2.1承办单位名称：XX煤业有限责任公司2.2承办建设单位法人：国汉斌3编制依据：3.1煤矿安全规程 2001版3.2煤矿安全质量标准化标准3.3煤炭生产技术管理基础工作若干规定3.4回采工作面顶板管理若干规定XX矿区岩石物理力学性能指标表 附表1岩石名称含水率%自然客重kg/m3孔隙率%单向抗压强度软化系数单向抗拉

13、强度MPa抗剪试验膨率%备注自然(MPa)饱和(MPa)C(MPa)泥岩21.39176137.6718.390.940.191.3753060砂质泥岩21.87181738.246.622.590.551.901.532681.45大部分含砾泥岩22.64192235.671.040.04195011.39岩样粉砂岩19.45178438.246.370.110.703420.43未饱和即崩解细砂岩17.16175838.265.302.710780.190.8523.9砂岩16.57186134857.533.990.410.231.231.35粗砂岩15.33194732.186.104

14、.330.530.361.1733.030.43煤36.57133841.5512.750.750.471.80.24XX矿区岩石矿物成分统计表 附表2成分含量岩石名称高岭石蒙脱石伊利石长石石类有机质硝酸盐蛋白质粗砂岩27910252含砾粗砂岩27151624砂质砂岩37510723泥岩9.2546.138.756.2522.622.884.12粉砂质泥岩16.5397.5212.52.53.57.5泥质粉砂岩17271022033矿井回采工作面支护设备参数表 附表3型 号DZ-2.2QY320JY320ZFS4000/15/32La技术参数型式单体液压支柱掩护式掩护式高度(m)1.44-2.

15、241.3-3.21.3-3.21.55-3.2宽度(m)1.4-1.61.4-1.61.43-1.6中心距(m)1.51.51.5初撑力(T)11.8-15.7214-223195-225396.4工作阻力(T)30287-300234-290406.4支护强度(T/m2)58-6149.8-62.668.9对地板最大比压(kg/cm2)25.613.7造应煤层倾角402525备注高档普采综采综采综采放顶煤 回采面顶板安全改造支护设备及资金估算表 附表4序号设备名称型号单位各项费用数量金额(万元)说明一 矿二 矿数量金额数量金额1液压支架ZZ5600/1.8/4.0架1142405.4011

16、42405.402端头支架ZZ5600/1.8/4.0架6132.606132.603小 计1202538.001202538.004安装及其它费用按设备购置费10%253.8253.85液压支架ZFS6800/1.8/3.5架1142622.001142622.006端头支架ZFS6800/1.8/3.5架6144.006144.007小 计1202766.001202766.008安装及其它费用按设备购置费10%276.60276.609乳化液泵站BRW400/374A台150.00150.002100.00合计1212841.801213092.602425934.40 掘进巷道顶板安全

17、改造设备及资金估算表 附表5序号设备名称型号单位各项费用数量金额(万元)说明一 矿二 矿数量金额数量金额1掘锚机ABM20型台11000.0011000.0022000.002安装及其它费用按设备购置费10%100.00100.00200.00合计11100.0011100.0022200.00矿井顶板围岩监控项目及资金估算表 附表6序号设备名称型号单位各项费用数量金额(万元)说明一 矿二 矿数量金额数量金额1综采工作面综合监测系统KGJ-B型套1100.001100.002200.002安装及其它费用按设备购置费10%10.0010.0020.003单体支柱检测仪DK-型套16.0016.004岩石强度检测套15.0015.00210.00合计3121.002115.005236.00煤业公司“顶板灾害治理”安全改造项目投资估算表附表7 序号项目单位各项费用数量金额(万元)一 矿二 矿数量金额数量金额1采面顶板安全改造项目台(套)1212841.801213092.602425934.402掘进巷道顶板安全改造项目台(套)11100.0011100.0022200.003矿井顶板围岩监控项目台(套)3121.002115.005236.00合计1254062.801244307.602498370.40-12-