煤矿综放工作面加长技改项目可行性研究报告.docx
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煤矿综放工作面加长技改项目可行性研究报告
附件52013JG-GL-02
********股份有限公司
技改项目可行性研究报告
项目名称:
加长综放工作面长度的改造
申请单位:
山西*********煤业有限公司
申请部门:
机电科
项目负责人:
联系电话:
批准领导:
一、本技改项目的立项依据、必要性论证(包括该项目名称、目前现状、存在问题、改造的必要性、立项依据、背景、调查研究结论等问题,以上均要有量的概念)。
1.项目名称:
***煤业综放工作面长度加长改造
2.目前现状及改造的必要性:
****目前工作面使用国产MG300/730-WD型交流电牵引采煤机。
现使用ZFS6800/20/32液压支架,现配套的前、后刮板机是SGZ764/320和SGZ/764/400;转载机为SZZ764/160。
工作面长度为120米。
1.目前,****综放工作面为120米,该综放工作面整套设备在**煤矿实际使用中,单个工作面生产能力不足120万t(**煤矿2011年和2012年产量均为110万吨左右),不能完成****要求(安全高效、减亏增盈)。
2.因原整合小煤矿的乱采乱挖及开采设计中预留的保安煤柱,限制了工作面布置的走向长度,工作面长度增加30米可以使白芦煤矿的工作面轻松布置,减少搬家时间,提高经济效益。
3.工作面增加30米,对比原设计120米的工作面,每采4个工作面,就可以把原布置的保安煤柱变成一个工作面,减少丢失煤炭资源。
4.工作面增加30米,可以增加采煤机进刀效率,延长采煤机割煤时间,从而提高生产效率,降低生产成本。
5.现在煤炭市场低迷,生产煤炭几乎没有利润,只有扩大产能,降低生产成本,企业才能生存。
3.立项依据及调查研究结论:
综合考虑**煤矿目前开采的4#煤层由于整合前小矿的乱采乱挖,现4#煤层已经没有超过1000米的综放工作面,每年需停产搬家两次,耗时90天以上,按每天生产原煤8000吨,则:
每年损失产能90*8000=72万吨,如果工作面加长,就可以延长工作面使用寿命,缩短搬家周期,减少煤炭资源丢失,显著提高经济效益。
综放工作面长度的选择受诸多方面因素的影响,布置长距离工作面可以减少回采巷道工程量,提高煤炭资源回收率和经济效益,但工作面过长会导致设备管理及安全管理困难,使推进度下降,不利于稳产高产。
经与相关单位研究讨论,对本矿井田影响工作面长度的地质及生产因素进行了初步分析,在此基础上确定了工作面最合理的长度为150米,即将现有工作面长度加长30米。
根据上述要求,为充分利用已有设备,降低设备采购成本,并考虑到与已有设备
完全互换,需增加配置ZFS6800/20/32中间支架15架,前、后部刮板输送机增加中板厚30mm、底板厚20mm、接口板材质为NM360中部溜槽()节,改造后前部刮板输送机型号变更为SGZ764/400。
首先满足技术先进,生产可靠,提高综采设备的开机率,达到安全高效。
同时各设备间要相互配套,保证运输畅通,并增加运输环节的缓冲能力,以期达到采运平衡,最大限度地发挥综采优势。
由于进口设备价格昂贵,后期维护成本高,而国产设备目前已能够满足厚煤层综采工作面的要求,并且在国内很多矿井成功应用,因此白芦煤矿综放工作面设备中液压支架、刮板输送机立足国产,为了满足进度的要求,采煤机也选用国产设备。
根据上述要求及参照周边煤矿等高产高效矿井综放工作面设备配置,**煤矿为满足生产需要综放工作面设备配置采煤机选用国产MG400/930-WD型交流电牵引采煤机,前刮板机、后刮板机均选用SGZ-800/1050型中双链刮板输送机,转载机选用SZZ1000/400型转载机,破碎机选用PCM250型破碎机,液压支架选用150架ZF9000/18/35型放顶煤液压支架,工作面排头、排尾共7架过渡支架ZFG10000/18/35。
二、该项目实施内容及方案论证(说明该项目的具体实施内容、工程规模、技术关键和重点解决的技术问题,预计达到的技术经济指标,工程实施条件等问题)。
一、项目内容、选型依据及技术参数:
1、采煤机:
MG400/930-WD
①、采煤机应具有的生产能力
采煤机应具有的最小生产能力由下式计算:
Qh=Qy×f/[D×(N-M)×t×K]
式中:
Qh——工作面设备所需最小生产能力,t/h;
Qy——要求的工作面年产量,1.5×106t/a;
D——年生产天数,330d;
f——能力富裕系数,1.5;
N——日作业班数,3班;
M——每日检修班数,1班;
t——每班工作时数,8h;
K——开机率,0.6。
则Qh=1.5×106×1.5/[330×(3-1)×8×0.6]=710t/h
注:
采煤机生产能力按一次采全高开采来计算。
②、采煤机牵引速度
采煤机平均截割牵引速度Vc
Vc=Qh/(60×B×H×γ×C)
式中:
Vc——采煤机平均截割牵引速度,m/min;
Qh——采煤机可实现的生产能力,710t/h;
H——煤层采高,放顶煤开采最大采高3.5m
B——截深,0.6m;
γ——煤的容重,1.46t/m3
C——工作面回采率,0.93;
则Vc=710/(60×0.6×1.92×1.46×0.93)=7.56m/min
③、采煤机装机功率
装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。
装机功率由下式估算:
P=Q×Hw
式中:
P——装机功率,kW;
Q——采煤机生产率,710t/h;
Hw——比能耗,一般0.6~0.7,取0.7。
经计算,采煤机装机功率为497kW。
④、采煤机所需牵引力
据经验统计,采煤机牵引力一般为其装机功率数值的0.5~1倍。
⑤、确定滚筒直径
滚筒直径一般按最大采高的0.5倍考虑,最大采高3.5m,滚筒直径取1.8m,根据配套图,1.8米时顺槽4.5米宽卧底量小于100mm,可更换为2米滚筒。
根据白芦煤矿目前MG300/730-WD型交流电牵引采煤机使用情况及以上计算结果,参照国内高产高效矿井工作面装备情况,选用国产MG400/930-WD型交流电牵引采煤机。
采煤机技术特征表
型号
采高(m)
电机功率(kW)
滚筒直径(m/个)
截深(mm)
牵引速度(m/min)
机面高度(mm)
重量(t)
MG400/930-WD
2.1-3.8
930
2.0
630
0-11.1
1590
60
2、前、后刮板机:
前、后刮板机均选用SGZ-764/400型中双链刮板输送机。
工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求:
一是运输能力与采煤机生产能力相适应,并留有一定的备用能力。
二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。
工作面刮板输送机的运输能力应满足
Qc=Kc×Km×Ky×Qm
式中:
Qc——刮板输送机应具有的运输能力,t/h;
Kc——采煤机截割速度不均衡系数,1.1;
Qm——采煤机平均落煤能力,710t/h;
Km——采煤机与刮板输送机同向运动时的修正系数,1.08;
Ky——运输方向及倾角系数,1.0。
经计算,工作面前刮板输送机的运输能力应不小于830t/h。
由于采用放顶煤开采,本工作面采放比约为1:
3,后刮板机的运输能力应不小于1500t/h。
根据山西省实际情况,参考周边煤矿设备配套,如芦家窑煤矿设计能力150万t,前刮板机均选用SGZ-830/630型中双链刮板输送机,后刮板机选用SGZ-900/800型中双链刮板输送机,单工作面月生产能力25万吨左右(工作面长度180米)。
由于山西省当地不确定因素较多,该矿年实际生产能力在260万t左右(两个综放工作面生产,采4#煤,煤厚约9m)。
考虑上述因素,**煤矿综放工作面前、后刮板机将选用SGZ-764/400型中双链刮板输送机(考虑电动机的备用及工作面的长度,前后刮板机电机均选用200kw),能满足要求。
刮板输送机技术特征表
型号
铺设长度(m)
输送能力(t/h)
刮板链速(m/s)
中部槽
(长×宽×高)(mm)
电机功率
(kW)
电压等级(v)
备注
前部SGZ-764/400
150
700
1
1500*722*275
2×200
1140
后部SGZ-764/400
150
700
1
1500*722*275
2×200
1140
3、顺槽转载机和破碎机
顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相适应,并要求与工作面刮板输送机和顺槽可伸缩胶带输送机相配套,为此选用SZZ1000/400型刮板转载机。
转载机技术特征表
型号
出厂长度(m)
输送能力(t/h)
电机功率(kW)
电压等级(v)
备注
SZZ1000/400
50
2500
400
3300
破碎机的能力要与顺槽转载机的转载能力相适应,为此选用PCM250型破碎机。
破碎机技术特征表
型号
破碎能力(t/h)
最大给料尺寸(mm)
最大排料尺寸(mm)
电机功率
(kW)
电压等级(v)
PCM250
2200
800*800
300*150
250
3300
4、液压支架:
液压支架选用150架ZF9000/18/35型放顶煤液压支架,工作面排头、排尾共7架过渡支架ZFG10000/18/35。
根据生产经验和有关技术文件,选用支撑掩护式放顶煤液压支架。
①支架支撑高度的确定:
Hmax≥Mmax+0.2
(1)
Hmin≤Mmin-(0.2~0.3)
(2)
式中:
Hmax、Hmin——支架最大、最小高度,m;
Mmax、Mmin——工作面最大、最小采高,m。
则:
支架最大高度Hmax≥3.5+0.2=3.7m
支架最小高度Hmin≤3.5-0.3=3.2m
确定支架高度Hmax=3.2mHmin=3.7m
②支架支护强度的计算
根据回归经验公式:
qH=9.768KM0.21γ2
式中:
qH——支护强度,MPa;
K——备用系数,1.3;
M——煤层最大高度,取13.92m;
γ2——顶板岩石容重,取26kN/m3。
qH=9.768KM0.21γ2=9.768×1.3×13.920.21×26=574kN/m2=0.57(MPa)
根据实测数据回归计算放顶煤支架的支护强度为0.57MPa。
按估算法确定支架支护强度
支架支护强度按下列计算
g=Kd(g冒+g顶)
式中:
g—支架支护强度,kN/m2;
Kd—动载系数,取1.5;
g冒—冒落带自重应力,g冒=r1h;
r1—上覆岩层容重,26000N/m3;
g冒=14×26000=364000;
M—工作面采高,3.5m;
δ—岩石初期碎胀系数,1.25;
g顶—顶煤自重应力;
g顶=Mdr2=10.42×1.38×1000×9.8=140920N/m2;
Md—放顶煤厚度,10.42m;
g=1.5×(364000+140920)=757kN/m2=0.76MPa
根据估算法计算支架支护强度为0.76MPa。
通过上述两种方法计算,取其最大者为0.76MPa,即要求所选液压支架支护强度应不低于0.76MPa的顶板荷载。
根据支架高度和支护强度计算结果及考虑一定的富裕量,支架工作阻力确定为9000KN。
选用ZF9000/18/35型放顶煤液压支架,工作面排头、排尾共7架过渡支架ZFG9000/20/37H。
为方便运输选用双伸缩立柱液压支架。
液压支架技术特征表
型号
工作阻力(Kn)
初撑力(Kn)
支护高度(mm)
支护宽度(mm)
支护强度(MPa)
对底板
最大比压(MPa)
重量
(t)
ZF9000/18/35
9000
8185
1800-3500
1500
0.80-0.88
1.9
25
ZFG9000/20/37H
9000
9265
2000-3700
1500
0.90-0.95
1.9
25
二、预计达到的技术经济指标:
**煤矿综放工作面技术改造后,将会完全满足生产需要,单工作面年产预计在160万t以上,将会保质保量完成**所定产量任务,提高产量的同时提高企业的经济效益,为**煤矿建设成为安全、高效的质量标准化矿井奠定基础。
三、概(预)算方案(含各项费用构成)(包括各类设备、材料、外包、外聘人工等详细的费用支出科目、金额、计算依据,并根据需要附加简要说明)
科目名称
规格
数量(平方)
单价(万元)
总价(万元)
计算依据
采煤机
MG400/930-WD
一台
480
480
询价
前刮板机
SGZ-800/1050
一套
1833
1833
询价
后刮板机
SGZ-800/1050
转载机
SZZ1000/400
破碎机
PCM250
液压支架(包含超前支架)
ZF9000/18/35
150架
4590
4590
询价
过渡支架
ZF9000/20/37H
7架
合计
6903
四、预期达到的技术经济指标、效益分析(应注明具体的技术经济指标改进值并附有投资回收期分析):
综放工作面技改工作完成后,可从两个方面增加企业的经济效益。
1、综放工作面技改后,搬家倒面所需的90天(搬家两次)可以继续正常生产原煤36万吨,按每吨原煤利润20元计算,一年可为企业增加720万元利润。
2、综放工作面技改后,与原工作面相比每年可多生产原煤60万吨以上,按每吨利润20元计算,一年可为企业增加1200万元利润。
综上所述,技改后综放工作面每年可为企业增收1920万元,预计三年八个月便可将技改所需费用收回。
五、评价结论:
该项目完成后,可保证白芦煤矿安全、高效完成**所定产量任务,提高产量的同时提高了经济效益,盼望尽快实施。
六、工作安排、进度:
2013年10月,制订方案。
2014年1月,签订协议,材料订货、验货。
2014年4月,设备安装调试。
2014年5月,技改后综放工作面投入生产。
七、实施部门、人员及时间:
项目负责人
姓名
工作单位、部门
性别
年龄
职称(务)
机电矿长
专业
机电
申请日期
0
终止年限
所在部门领导审查意见
生技部门领导审查意见
申请单位领导审查意见
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