七米大采高高效开采技术总结_采气工艺技术成果总结
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补连塔煤矿七米大采高高效开采
技术专项总结
中国神华能源股份有限公司 二零一二年三月二十二日
一、矿山基本情况
补连塔煤矿是中国神华能源股份有限公司在神府东胜煤田开发建设的特大型现代化矿井之一，矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇，井田东以乌兰木伦河一级阶地的西缘为界，南与上湾井田连接，西与呼和乌素及尔林兔毗邻，北与李家塔矿接壤，其地理坐标为：东经：109º 56′50″～ 110º 10′18″，北纬：39º 15′16.5″～ 39º 24′15″。
补连塔矿是一座集生产和洗选为一体，产、运综合布局，统筹建设的高产高效现代化矿井，矿井前身为原马家塔斜井，1988年4月开始建井，设计能力为0.6Mt/a，于1990年建成，同年决定改扩建为3.0Mt/a的大型矿井，1997年10月16日建成投产。1998年开始1000万吨技术改造，2003年矿井生产能力达到20.0Mt/a，2004年中国神华能源股份有限公司决定再次对补连塔矿进行改扩建，设计能力为20.0Mt/a，2005年6月14日改扩建完成并移交生产, 2009年5月中国神华能源股份有限公司决定再次对补连塔矿进行改扩建，设计能力为25.0Mt/a，同年12月改扩建完成并移交生产。2010年核定生产能力为25.0Mt/a。
补连塔煤矿地质结构简单、煤层赋存稳定，开采技术条件好，井田内有可采煤层11层，主要可采煤层12煤层、22煤层和31煤层。井田内各煤层主要为长焰煤、不粘煤，属特低灰～低灰、特低硫～低硫、特低磷～低磷、中高发热量煤的优质动力及化工用煤。截止到2011年底，矿井保有储量为19.8亿吨，可采储量为12.5亿吨，矿井剩余服务年限为38.5年。
矿井主要采煤方法为长壁后退式回采，全部垮落法管理顶板。2010年1月份矿井22303工作面布臵完毕，建成世界第一个7米大采高
工作面，工作面长为301m，推进长度为4996m，平均煤层厚度为7.31m，工作面可采储量为1311万吨。22304工作面为神东煤炭集团第三个7米大采高综采工作面，工作面长为286.2m，推进长度为4881.5m，平均煤层厚度为7.08m，工作面可采储量为1187.97万吨。矿井22煤三盘区工作面核定工作面回采率为93%，2011年三盘区7米采高工作面回采率为95%。
二、7米大采高采煤工艺技术
2010年1月份补连塔矿革新大采高工作面采煤工艺，在设备配套方面立足国际先进水平，大胆选型、优化组合，配备7米大采高液压支架及配套设备，创建了世界最大采高、超重型综采工作面，解决了7米厚煤层一次采全高的技术难题，使工作面回采率提高到95%。
（一）割煤方式
采用端头斜切进刀双向割煤方式（割三角煤），进刀距离为70.5m，截深为0.865m。进刀方式:斜切入煤壁→推溜→割三角煤→拉架→返空刀→推溜六个过程。
进刀距离70.5m(共34架)AAa运输顺槽AA机 头采 煤 机刮 板 机18.85m32.8m18.85mAAAb机 头刮 板 机A采 煤 机AcAAA机 头采 煤 机刮 板 机Ad机 头刮 板 机AAA采 煤 机a-斜切进刀并移直运输机；b-割三角煤；c-返空刀；d-开始正常割煤
采煤机进刀方式图
工作面机头和机尾顶板创新采用垂直方式过渡。煤机至机头机尾时利用4架距离将采高由6.8m过渡至6.0m，然后在机头机尾过渡架处将采高由6.0m垂直过渡至顺槽高度后与顺槽割透。这样不仅减少了过渡损失煤量，同时打破了端头必须平缓过渡的常规方式，与常规过渡方法相比较，过渡区的顶煤留设量减少，全工作面过渡区顶煤回收提高18.2万吨。
工作面顶板剖面线22303回顺22303运顺321***9148******57473727187654机头机尾过渡示意图
（二）装煤方式
采煤机割煤时利用滚筒上的螺旋叶片旋转将煤抛至刮板运输机内，再由可伸缩胶带机将煤运至地面煤仓。
（三）运煤方式
刮板输送机将煤运至机头后侧卸入桥式转载机，经破碎机破碎后运至转载机机头卸入可伸缩带式输送机机尾。
（四）支护方式
工作面采用两柱掩护式液压支架进行支护；运顺超前20m范围采用太原煤科院生产的四柱支撑掩护式液压支架(ZYDC3000/28/47型)结合单体进行支护；回顺超前20m范围采用太原煤科院生产的支架组
(ZFDC3000/26.5/47型)进行支护。
（五）采空区处理方式 采用自然垮落法处理顶板。
通过应用以上技术，每刀生产原煤量增加235吨（与6.3米工作面比较），回采率较使用6.3m支架提高了9.5%。
三、专项资金实施情况
矿井在2011年获得矿产资源节约与综合利用奖励资金1000万元，为确保专项资金使用的合理性和规范性，做到专款专用，公司成立了专项资金组织领导机构，将该资金用于进一步完善工作面设备配套，确定购臵1套DBT 3*1600KW刮板机机头架、机尾架（含变线、过渡槽），转载机机头架及起坡段和破碎机机头架,进一步提高了原煤回采效率。
四、近几年完成的用于提高“三率”的项目投资情况
（一）2008年投资了500万进行7米大采高可行性研究、确定合理、经济的煤柱宽度、研究确定了工作面两顺槽的布臵、煤柱留设宽度及大采高工作面巷道支护参数。投资了1800万完成了22303工作面（7米大采高）两顺槽、切眼及回撤通道的巷道掘进。2008年用于提高“三率”的项目总计完成投资2300万元。
（二）2009年投资了2.97亿元购买163套大采高、高阻力液压支架及采煤机等配套综采设备（见下表）。投资了120万研究7米大采高工作面两端头垂直过渡的创新技术。投资了2780万完成22304作面两顺槽、切眼及回撤通道的巷道掘进，完成三盘区专用回风巷的掘进。2009用于提高“三率”的项目总计完成投资32600万元。
（三）2010年投资了200万对采煤机离合器进行改造（因改造7LS7煤机时牵引块加了一级惰轮、支腿加高、滚筒加大，机身重量增加，但没有相应加强牵引离合器，致使频繁损坏）。投资了70万进行22303工作面两顺槽巷道的补强支护。投资了30万进行7米大采高工作面矿压观测、分析、研究，确保工作面顺利、安全推进，为安全贯通提供技术保障。投资12000万购买四盘区采全层回采液压支架。2010年用于提高“三率”的项目总计完成投资12300万元。
（四）2011年投资了21000万元购买7米大采高工作面回撤专用设备180台。投资了400万用于进行22303工作面回撤通道注射高分子加固材料。2011年用于提高“三率”的项目总计完成投资21400万元。
五、矿产资源节约与综合利用经济效益计算与说明
矿井将逐步在具备条件的厚煤层布臵大采高工作面，加强矿产资源节约与综合利用。各项经济效益计算如下：
（一）2011年实现的经济效益计算如下：
1.22303工作面总推进长度为4996米，2011年推进剩余段978米，工作面使用7米支架后，实现经济效益：
978÷0.865×235×331.03 =8795万元
（22303工作面已回采完毕，2011年推进长度978米，截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤235吨，原煤售价331.03元/吨）
2.22304工作面推进长度为4981.5米，2011年共推进了3112米，工作面使用7米支架后，实现经济效益：
3112÷0.865×223.4×331.03 =26605万元（截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤223.4吨，原煤售价331.03元/吨）
补连塔煤矿自使用7米大采高设备后，2011年盘活煤量106.95万吨，实现的经济效益总额35400万元
（二）矿井后续工作面预期实现的经济效益计算如下： 1.预计22304工作面剩余推进长度产生的经济效益
其预期经济效益可按下述方式初步估算：
1869.5米÷0.865米×223.4吨×331.03元/吨=15984万元（22304工作面剩余推进长度1869.5米，截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤223.4吨，原煤售价331.03元/吨）
2.预计矿井22煤三盘区22305～22309工作面产生的经济效益计算如下：
矿井22煤三盘区的22305、22306、22307、22308、22309工作面。22305～22309工作面长度分别为：301m、322m、301m、301m、301m;推进长度分别为：4684m、4684m、4684m、4684m、5320m。
预计在22305～22309工作面可盘活原煤量为：
〃（原煤容重为1280kg/m3,工作面采出率为0.95，原煤售价331.03元/吨,采用大采高支架后的采高为7米，工作面原来采高为6.3米）
预计产生的经济效益为：331.03*6084194=201405万元 3.预计矿井12煤五盘区12509～12515工作面产生的经济效益计算如下：
矿井12煤五盘区的12509、12510、12511、12512、12513、12514、12515工作面均为大采高工作面（7m），12509～12515工作面长度分别为：330m、330m、330m、330m、300m、330m、330m、;推进长度均为：3100m 预计在12509～12515工作面可盘活原煤量为：
[330*3100*（7-6.3）*6+300*3100*（7-6.3）] *1.28*0.95 =6015840吨
（原煤容重为1280kg/m3,工作面采出率为0.95，原煤售价331.03元/吨,采用大采高支架后的采高为7米，工作面原来采高为6.3米）预计可产生经济效益331.03*6015840=199142万元
4.按照设计矿井22煤五盘区将布臵20个大采高工作面，预计可盘活煤量为：
20*3700*300*（7-6.3）*1.28*0.95=18896640吨，预计可产生经济效益为：331.03*18896640=625535万元；（设计工作面推进长度为3700米，工作面长度为300米，原煤容重为1280kg/m3,工作面采出率为0.95，原煤售价331.03元/吨,采用大采高支架后的采高为7米，工作面原来采高为6.3米）
5.按照设计矿井22煤四盘区将布臵16个大采高工作面，预计可盘活煤量为：16*3100*330*（7-6.3）*1.28*0.95=13932441吨，预计可产生经济效益为：331.03*13932441=461205万元。（设计工作面推进长度为3100米，工作面长度为330米，原煤容重为1280kg/m3,工作面采出率为0.95，原煤售价331.03元/吨,采用大采高支架后的采高为7米，工作面原来采高为6.3米）
预计矿井后续大采高工作面使用7米大采高设备后，预期盘活煤量4621.7万吨，预期实现的经济效益总额1529924万元。
可见，采用厚煤层一次采全高技术开采，可大大提高资源回收率，延长矿井服务年限。该项目的研究已经为矿井及公司带来巨大的安全效益和经济效益，还将带来更大的安全效益和经济效益，同时对矿区的可持续发展及国内同类矿井的厚煤层开采具有重要的借鉴意义。
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