难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告

难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告1目录一、项目概要........................................................21、技术说明......................................................22、实施计划......................................................2二、项目的经济社会意义..............................................2三、YFJ2200-16/24型轻放支架的特点...................................4四、本项目产业化工作内容及实施进度计划..............................6五、项目承担单位概况................................................71．项目承担单位及分工情况........................................72．技术负责人情况................................................9六、资金筹措及资金使用计划.........................................101、投资估算.....................................................102、资金来源.....................................................113、资金使用计划.................................................11七、财务分析及评价.................................................111、基本的分析依据与假设.........................................112、本项目与普通分层综采比较分析.................................123、项目收益估算.................................................124、项目现金流量估算.............................................135、财务指标分析.................................................136、其他需说明事项...............................................13八、项目成果的推广范围和可能性.....................................13九．项目风险分析及对策.............................................141、政策风险.....................................................142、技术风险.....................................................143、市场风险.....................................................144、财务风险.....................................................14附件：国家计委计高技［1999］1699号文件国家煤炭局煤行管字［2000］第86号文件项目专家论证意见难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告2一、项目概要本项目是国家自然科学基金重点项目《厚煤层全高开采方法基础研究》(项目编号：59734090)的理论研究成果和煤炭行业(原煤炭部)“九五”攻关项目《综采放顶煤开采技术》中的一项重要成果——《新型轻型放顶煤液压支架》的研究基础上实现产业化推进。产业化示范工程基地定在上海大屯能源股份有限公司。1、技术说明综采放顶煤开采技术具有高产、高效、低成本的突出特点，受到煤炭系统各企业广泛重视。为了扩大综放开采技术的使用范围，近两年，相当多的矿区重点研究突破难采煤层综放开采技术难题，特别是在构造复杂的较薄厚煤层(煤厚3.5～5.5m)对采用轻型放顶煤支架有强烈的需求。但我国近10年来仅生产一种类型的轻型放顶煤支架(单摆杆支架)，在使用中还存在着一些明显的缺点。为了适应发展的需要，1998年中国矿大北京校区根据原煤炭部“九五”攻关项目研究及多年来在自然科学基金支持下，对矿山压力和支架——围岩关系的研究成果，研制了一种新型的YFJ2200-16/24轻型放顶煤支架，解决较薄厚煤层的开采技术问题。YFJ2200-16/24型支架由中国矿业大学北京校区、上海大屯能源股份有限公司、内蒙第二机械制造总厂联合研制。样机于1998年9月通过了内蒙古自治区科委组织，由全国支架设计和使用专家参加的鉴定，受到专家们很高的评价，认为这种架型设计合理、新颖、适用性强，是一种创新性产品，属国内外首创，可以在井下进行工业性试验后推广。2、实施计划本项目计划在国家计委支持下，由上海大屯能源股份有限公司首先投入一个新型轻放支架工作面进行应用，取得示范成果，再大面积推广使用。本项目实施后，将达到如下主要目标：1．生产和在大屯矿区推广一个使用YFJ2200-16/24新型轻放支架的工作面，用于开采矿区5.5m以下的较薄厚煤层，使轻放工作面单产比原有工作面提高100%左右，直接工效提高100%左右，采区成本下降30～50%，工作面煤炭回收率达82%以上，实现较薄厚煤层的高效开采。2．在首次推广试验工作面成功的基础上，研制开发同类轻型放顶煤支架及其过渡支架系列产品，在3年内推广5个工作面。二、项目的经济社会意义放顶煤开采技术是一种全新的采煤方法，对于厚及极厚煤层的开采，常规采煤方法是采用综采支架或单体支柱按支架(或支柱)的工作高度确定所采煤层的厚度，按从上往下的顺序人为将煤层分成两层或两层难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告3以上，分层掘进巷道，回采时铺设金属网等假顶支护材料，逐层回采，完成全部煤炭资源的开采利用；放顶煤开采技术完全不同于常规采煤方法，它是沿煤层底板掘进巷道，沿底采出一层支架工作高度厚的煤炭资源，支架上方的煤体在矿山压力和支架的综合作用下压裂压碎，由支架的放煤机构随即放出，一次完成全煤厚的煤炭资源回采，无需二次或多次掘进巷道，也省去铺设金属网假顶等支护材料，是一种高产量、高效率、高效益的新型采煤方法，十年来在我国得到广泛应用，这项技术目前我国处于国际领先水平。综采放顶煤开采技术的应用，提高了矿井机械化装备水平，解决了厚及极厚煤层多次分层开采造成的巷道掘进工程量大、分层开采需多次铺设假顶支护材料、分层开采因再生顶板不好造成的顶板管理困难、单产水平低等一系列问题，产生了巨大的经济效益和社会效益。但是综采放顶煤开采技术对煤层赋存条件有较高的要求，它只适用于煤层厚度赋存较厚的及特厚煤层。我国华东、华南、华北等广大地区煤层赋存厚度普遍较小、地质条件复杂，一般煤层厚度均小于5m，全国介于3.5～5.5m厚的煤炭资源占了较大比重，这部分煤炭资源当采用一次采全高开采时，由于采高较大，煤壁片帮十分严重，很容易造成冒顶、伤人事故，且单产水平不高，资源回收率低；当分两层开采时，由于分层厚度只有1.7～2.7m，当遭遇地质构造时，工作面将割顶板或底板，造成煤炭含矸率高、生产困难，且单产水平很低、工人劳动强度大、作业空间狭小、环境恶劣、生产成本高；当断层构造落差较大时，将会造成大片的煤炭资源浪费，通常情况下，4m左右厚的较薄厚煤层，地质条件复杂时，往往只能采出2.8m左右的一层，其余厚度的煤层因支架高度和地质构造的综合影响被迫舍弃，造成煤炭资源的浪费和生产能力的降低，这不仅严重影响到煤炭生产企业的经济效益和矿井服务年限，还关系着国家长远的能源开采和利用问题。为解决我国华北、华东一些难采的较薄厚煤层矿井综放开采技术难题，国内在没有专用的放顶煤液压支架情况下，尝试采用了原本并不专为较薄厚煤层放顶煤开采设计的单摆杆液压支架，并取得了一定成效。根据全国煤炭生产企业的迫切需求，中国矿大北京校区放顶煤开采技术中心(现专门成立放顶煤开采液压支架研究所)研究人员在国家自然科学基金项目支持下长期对工作面矿压控制和工作面支架—围岩关系进行了研究，在煤炭部“九五”科技攻关项目放顶煤开采技术科研工作的基础上，独创地提出了新一代的、主要适用于较薄厚煤层放顶煤开采工艺的轻型放顶煤支架—YFJ2200-16/24(见附图1)。难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告4图1YFJ2200-16/24轻型放顶煤支架在我国山西、河北、河南、安徽、山东、陕西、内蒙古及东北地区蕴藏有大量较薄厚煤层，其可采储量约有数十亿吨，每年由较薄厚煤层生产的煤炭不低于5000万吨，其中包括“三软”、“两硬”、“大倾角(25～35°)”、高瓦斯、易自燃及较薄厚煤层(3.5～5.5m)、边角煤，该类煤层采用常规放顶煤开采都存在很大困难，现多采用非放顶煤生产工艺，普遍存在工艺技术落后，成本居高不下，煤炭资源损失严重，急需设计一种性能更全面、应用更灵活的液压支架。淘汰现有落后的煤炭开采工艺，通过采煤技术的改进与提高，实现合理集中生产、减少人员、大幅度提高劳动生产率，降低生产成本。本项技术的产业化，将大大推进煤炭工业生产技术的结构改革。三、YFJ2200-16/24型轻放支架的特点根据我国具体情况和生产现场的实际需要，当前液压支架技术(功能)发展的基本趋势大体上有以下几点：1．在保证工作面支护强度足够的前提下，对于中小型矿井(150万吨以下/年)支架重量向轻型化方向发展；2．支架外型尺寸向两极化发展，一些高产工作面(年产150万吨/工作面)由于输送机、采煤机功率加大，尺寸加大、支架外形尺寸趋于加大，而中小型矿井则要求支架外形较小，以便于整体下井，整体运输和整体安装拆除；3．普遍采用低位放煤支架，其中煤层较厚，工作面产量较大，后部采用大型输送机时，有发展反四连杆大尾梁、大插板支架的趋势。但多数仍采用正四连杆、短尾梁、小插板放煤机构，对于较薄厚煤层短尾难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告5梁支架更利于控制混矸，减少煤损；4．近两年放顶煤支架普遍采用全封闭顶板机构，以适应三软煤层控制端面顶煤冒顶问题，但由于控制顶梁位态的能力较差，有时难以达到全封闭顶煤的效果；5．在倾角较大(α＞18°)的工作面逐步淘汰原有的液压支架及其他设备的防滑装置及措施，逐渐采用以支架—输送机互相锚固为主的防滑机构及措施。对以上所列放顶煤液压支架发展趋势的研究，多数反映在挂靠于中国矿大北京校区的原煤炭部放顶煤开采技术中心所进行的科研工作中，YFJ2200-16/24支架较全面地反映了这些成果，也反映了当前中小型煤矿综放开采液压支架的发展方向。YFJ2200-16/24新型轻型放顶煤支架的关键技术在于创造和构思出一种能满足以上所述多种性能要求的支架架型，本支架高技术的特点主要反映在它很好地利用了综放开采技术和矿山压力理论研究的成果，是建立在高技术研究基础上的理论与实践密切结合的成果。YFJ2200-16/24支架除了具备一般放顶煤液压支架的特点以外，尚具有以下技术特点：(1)支架具有高度的全封闭能力，对无立柱空间顶板的全封闭比率高达96％，十分适合解决防止“三软”煤层和较薄厚煤层综放开采端面顶板易冒落的要求；(2)支架后部放顶煤机构可以大大减少放煤时对松散顶煤的干扰，可有效减少较薄煤层放煤时的混矸；(3)支架后柱可以有效地控制顶梁位态，可有效防止架间漏矸和控制破碎顶板；(4)支架设计有特殊的防倒防滑机构，可用于倾角较大的厚煤层，有效防止工作面综采设备的下滑，支架拉架力大；(5)