采礦工程設計

井工礦的采礦承包
浩特提供井工礦的采礦承包服務

浩特是專業的采礦工程技術公司,能夠提供井工礦和露天礦的全套工程設計、成套供貨,以及露天礦的采礦運營承包服務。
“零傷害” 是我們從設計之初就貫徹始終的第最重要目標!



服務范圍
除了常規礦山的開采技術之外,浩特在薄煤層、急傾斜煤層的開采設計及成套供貨方面具有豐富的經驗。我們的采礦技術主要服務內容如下。
資源評價(可按JORC標準出具評估報告),礦山投融資及并購的盡職調查(技術部分)
可行性研究, 初步設計, 安全專篇, 開采方案等專項
礦山開采方案的詳細工程設計
露天礦運營方案及開采計劃
項目管理及工程交付

井工礦的設計范圍:礦區總體規劃、開采方案設計、安全專篇、瓦斯防治等工程項目的設計工作。
尤其在薄煤層(薄礦體)及急傾斜礦山,浩特能夠設計并實施完善的綜合機械化開采方案,極大的提高了礦井的經濟效益,并實現安全的井下采礦。
針對薄煤層、急傾斜、斷層多的煤礦,浩特同樣可以設計并實施綜合機械化開采方案(薄煤層綜采技術)。
● 大傾角、急傾斜煤層綜采技術(傾角范圍35°-55°)
● 薄煤層、極薄煤層綜采技術(最薄0.8m ~ 1.3m)

露天礦的設計范圍:礦區總體規劃、露天礦山開采方案、地面防排水、地下水控制、邊坡穩定等工程項目的設計工作,主要內容如下。
工程咨詢服務 (從工作范圍到可行性研究)
采礦方法、開采工藝、開采方案
詳細的工程設計 (施工圖設計、巷道設計、安全專篇等)
開采計劃及礦山建設工程管理
通風系統設計及項目管理
尾礦回填系統
開采成本建模及采礦成本分析管理系統
露天礦轉地下開采設計
各類安全及運營管理監控系統
風險管理
采礦技術支持


大傾角綜采

急傾斜煤層在我國廣泛分布,約占探明儲量的20%。該類煤層是國際采礦界公認的復雜難采煤層,其安全高效開采是涉及國家能源可持續發展的重大戰略問題。


采礦工程設計
圖1 不同煤層傾角示意圖

急傾斜煤層采用刀柱、臺階、柔性掩護支架和人工與爆破落煤的非機械化方式開采,存在著三大致命缺陷:
一是安全事故頻發,百萬噸死亡率達6.0以上。
二是回采率低,只有30~40%,丟棄了大量的優質煤炭資源。
三是工人作業環境惡劣、勞動強度大、一般工作面產量只有6~15萬噸/年。
要從根本上克服以上三大缺陷,唯一出路是綜合機械化開采。
大傾角、急傾斜煤層綜合機械化開采在國內外一直未能取得重大突破。采煤機是綜采技術的核心裝備,而國內外現有采煤機最大適應傾角只有45°。


圖2 大傾角煤層開采回收率圖

分析表明,60°以上傾角的煤層用綜采開采難度太大,用偽傾斜柔性掩護式支架采煤法開采,其技術已經很成熟;45°-60°傾角的煤層沒有很成熟的采煤方法,目前的開采難度最大,為了延長礦井壽命,為了安全和效益,大量煤礦急需在綜采這方面取得成功。而在這部分大傾角和急傾斜煤層綜采設備中,用現有的國產工作面運輸機已經能夠滿足需要,只是使用壽命較短,故障率較高而已。大傾角煤層綜采的關鍵問題之一是現有工作面液壓支架技術水平滿足不了要求,關鍵之二是需研制出滿足工作面下貿易支護和安全防護要求的端頭支架。
煤礦綜采設備由液壓支架、采煤機和運輸機構成,液壓支架作為綜合機械化 采煤工作主要設備,一次性投資占綜采裝備總資金的70%以上,是綜采面實現安全、高效生產的關鍵。液壓支架頂、底板必須適應井下采面煤層環境,還要為采、運設備提供有效的動力源,經過幾十年的研制與發展,我國在液壓支架的設計與加工方面取得了重大突破,研制并開發了可適應不同地質條件、不同煤層厚度的多種液壓支架。?
3.1 采煤機
大傾角層采煤機“四大技術難題”:一是上行割煤時牽引行走困難;二是采煤機下滑、飛車;三是管纜急速下滑損壞設備、傷人;四是操作人員易被飛矸砸傷。采煤機由牽引行走部、截割部、電氣控制箱及附屬的管纜等組成。
(1)國內外現有采煤機最大適應傾角均小于45°,45°以上的滾筒采煤機屬國內外空白。?
(2)由于隨著煤層傾角變化采煤機受力發生變化,在煤層傾角>40°時,現有采煤機行走輪斷齒、導向滑靴損壞、牽引箱內齒輪斷齒等牽引行走系統的故障很多,機載變頻器由于割煤震動故障率高,
(3)目前國內外采煤機僅有一級制動(液壓制動器),在液壓系統故障、行走機構斷齒或電機斷軸時,都會造成采煤機飛車帶來嚴重后果;
(4)采煤機運行時,電纜、防塵和冷卻水管緊隨采煤機在電纜槽內往返運動,采煤機下行易出現管纜多層重疊、突然急速下滑,造成管纜崩斷,危及人身安全,甚至引發瓦斯爆炸事故;
(5)急傾斜工作面為了保障安全,行人空間和采煤機運行空間完全封閉隔離。原有采煤機參數顯示設計在機身上,采煤過程中,為了觀察采煤機運行情況和參數,需要打開封閉隔離防護裝置,由于傾角太大,飛矸嚴重,采煤司機和工作面作業人員極易被矸石砸傷;
(6)由于上行牽引力不夠、防滑問題等問題沒有得到解決,采煤機在煤層傾角>40°時只能在下行時割煤,上行時跑空刀,不能充分發揮機械化設備的能力。


圖3 采煤機示意圖

3.2 液壓支架
(1)適應傾角小于60°;
(2)液壓支架的調推桿千斤頂沒有外殼,易受損傷;
(3)液壓控制的架前擋矸板容易出現升得過多,頂到支架頂梁,損壞管線的情況;
(4)液壓支架的自動移正功能需進一步增強;
(5)液壓支架主動防倒防滑功能需進一步加強。


圖4 兩柱式液壓支架支護作用力分布示意圖


圖5 大傾角支撐掩護式液壓支架結構圖


圖6 大傾斜橫式端頭液壓支架結構圖


3.3 刮板輸送機
綜采工作面刮板輸送機的選擇要與工作面采煤機的生產能力相適應,工作面選用的是大功率采煤機,大多選擇重型刮板輸送機,以滿足采煤機生產能力要求等;工作面刮板輸送機的結構形式及附件必須能與采煤機的結構帽匹配,如根據所選采煤機的行走部寬度選取刮板輸送機的機槽寬度、根據工作面長度選擇刮板輸送機的長度,同時還要與支架拉架力,推移千斤頂連接裝置問距及結構相匹配。


圖7 刮板運輸機頭部圖
1——機頭架 2——減速器 3——緊鏈器 4——連接對輪 5——電機 6——機頭擋煤板


3.4 端頭支架
工作面端部支護,尤其是急傾斜煤層工作面下端部的支護是急傾斜煤層綜合機械化采煤十分重要的組成部分之一。急傾斜煤層綜采工作面下部的端頭支架,既要控制工作面與機巷連接區域的頂板,也是機巷橋式轉載機的推移機構。對于工作面上端頭的支護,由于試驗工作面選用的輸送機采用上置機頭及橫置電機,可以采用單體液壓支柱配合工字鋼梁的傾斜抬棚支護。因此,下面主要分析工作面下端頭支護問題。


圖8 縱式端頭支架布置簡圖
1——頂梁 2——底座 3——立柱


聯系人:楊博

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