煤礦采麵落煤改革可行性研究報告
項目財務03manbetx
與評價
基本的03manbetx
與評價
(1)因為本項目為采煤方法改革項目,不能以整體來反映該類技改項目的效益狀況。因此,本項目的財務03manbetx
和預測以改造前後不同的技術工藝效益和成本比較為主。根據山盆鎮煤礦的實際情況,改造前為木支護,改造後為多邊型柔性掩護支架支護。
(2)假定生產能力不變,生產管理人員及其福利水平不變,其它費用不變,從成本的節約(或)增加來考慮項目的經濟效益。
(3)根據規定,新增固定資產的折舊按5年計算。
(4)關於投資回收期和綜合利潤率,由於技改項目的替代性,且原有木支護的複用性差,因此,計算中基本不考慮木支護的殘值,即以本項目全部新增投資為計算基礎。
本項目與木支護比較03manbetx
根據表10-1-1計算,礦井現有開采麵設計的落煤方法改造及形成第一個采麵支護改革需投資292.3萬元,采煤機使用周期長,一般能維持5年以上,第一年需投入支護成本292.3萬元,平均每年投入落煤成本165.15萬元。而采用采煤機,每年則需投入78.7萬元。與木支護支護成本比較見下表11-1-1。
表11-1-1 支護成本比較
支護形式 年落煤成本(萬元)
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年
放炮 165.15 165.15 165.15 165.15 165.15
采煤機 78.7 78.7 78.7 78.7 78.7
項目淨收益 86.45 86.45 86.45 86.45 86.45
財務指標分析
(1)靜態指標
綜合計算表明該項目的年平均節約資金:86.45萬元。
(2)財務評價
該項目投產後當年即可見效益,以5年計算,節約資金432.25萬元,且采用炮采時,礦井年生產不到9萬t,改為采煤機采煤可提高礦井生產能力,增創利潤,具有良好的投資回報,是一個經濟效益可觀的項目。
項目風險分析
、技術風險
采煤機采煤法是上世紀八十年代引入我國的采煤方法,九十年代中後期該采煤法在我國煤炭開采業中進行了改革和試驗,各礦區在應用該種采煤方法中作了許多方麵的改進,創造了機械化采煤技術快速發展,特別是薄煤層開采技術發展為井下煤層的開采創造了條件,取得了顯著成效,並在我國急傾斜煤層煤炭開采行業中廣泛推行。
山盆鎮煤礦13煤層位於龍潭組(P3l)下部,偽頂為薄層狀泥質粉砂岩,厚0.2m,直接頂板為薄層狀粉砂質泥岩,厚1.10-2.00m,間接頂為薄層狀粉砂岩,層理發育較為平整,局部裂隙較發育,平均厚2m;偽底為泥岩,厚0.1-0.5m左右,直接底為薄層狀粉砂岩,層理發育,平整性脆,裂隙較發育,平均厚5m左右,為不穩定底板。
協作單位:六盤水各礦業集團公司為國有大中型企業,這些企業采麵采煤機落煤從80年代到現在,技術上積累了一定的經驗,金虎煤礦煤可與其聯係協作,為本項目的順利實施提供了技術保證。
礦井成立采煤方法改革項目聯合實施小組,以確保該項目的順利執行。
財務風險
本項目不涉及外彙,資金為政府補助及自籌解決,因此不存在利息風險和彙率風險。
社會綜合效益分析
通過以上對項目的技術經濟分析,項目的盈利能力、償還能力等各項經濟技術指標較理想,投資效益較好,項目的抗風險能力較強。
近幾年,煤炭市場的更大需求極大地促進了煤機產品的發展。我國自上世紀以來,隨著薄煤層開采技術的發展,國產薄煤層滾筒采煤機在吸收國外技術的基礎上生產實現了大跨越,不僅滿足國內市場需求,而且還可出口到越南、印度、俄羅斯。與此同時,隨著需求量的增加,國內薄煤層滾筒采煤機生產廠如雨後春筍一樣不斷湧現,目前已達數十家。
采煤機落煤工藝替代放炮工藝,每年可節約大量炸藥,對環境保護也起到很大的作用。
采煤機落煤工藝替代放炮工藝,提高了井下施工的安全性,減少瓦斯煤塵、頂板02manbetx.com
,切實做到了以人為本的原則。
總之,采煤機落煤工藝在經濟效益上、社會效益上都有一定的提高,因此進行落煤工藝改革時切實可行的。
技術來源、工藝特點、技術關鍵及對煤礦安全、技術進步的重要意義和作用
技術來源
采煤機落煤的采煤法是上世紀八十年代以來世界各主要采煤國家,為適應高產高效綜采工作麵發展和實現礦井集中化生產的需要,積極采用新技術,不斷加速更新和改進滾筒采煤機的技術性能和結構,相繼研製出一批高性能、高可靠性的采煤機。八十年代後期,借助中國和波蘭科技使用的機遇,瞄準電牽引采煤機的發展方向,科總院上海分院首先在國內進行交流電牽引采煤機的攻關研製,經過多年的努力,終於取得成功。這是一台薄煤層強力爬底板交流電牽引采煤機,也是在國際上首次將交流調速技術應用於爬底板采煤機,它的開發研製成功為我國開發交流電牽引采煤機積累了經驗。交流電牽引調速裝置,為采煤機的液壓牽引調速技術的更新換代開辟了一條新的途徑。國內裝機功率最大的MG400/920-WD型交流電牽引采煤機,1997年12月開始在晉城局鳳凰山礦進行了井下工業性試驗,三個月試驗考核,累計出煤量522432噸,最高日產量達9292噸,取得了較好的效果。2005年初步掌握了大功率大采高采煤機技術和機電一體化技術。2001年大傾角電牽引采煤機和2002年短臂電牽引采煤機標誌著我國采煤機總體設計技術大達到或接近國際先進水平。隨著技術的發展和對采煤機的研究,電牽引采煤機裝機功率達到1020kW,截割功率2×450kW,牽引功率2×50kW,牽引力700kN,滾筒截深可達1000mm,采高1000~4600mm。機械化采煤的優點是簡化了采煤工藝,取消了工作麵傳統炮采的繁重的勞動工序,降低了材料消耗,實現高產高效,安全可靠性增加。
按照國家煤礦安監局辦公室關於征求《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》修改意見的通知煤安監司函辦〔2010〕3號,推動小型煤礦加快技術改造步伐,提高機械化水平,提升安全保障能力,實現小型煤礦安全生產狀況不斷好轉。小型煤礦采用先進適用的新技術、新工藝和新裝備,大力推進機械化改造,淘汰落後生產方式,提升辦礦規模,提高技術裝備水平,減人提效,走規模化、現代化發展之路,根據金虎煤礦的煤層條件和頂底岩性,使用MG300-BW型采煤機落煤,取代炮采工藝,改善生產勞動條件,提高效益,創造良好的安全生產條件。
工藝特點
高檔普采工作麵的工藝:采煤機落煤,機械裝煤,單體液壓支柱支護工作麵,刮板運輸機運輸,采用全部垮落法(或其它管理法)管理頂板。采煤機騎在刮板運輸機上,依靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作麵上運行,通過采煤機上的滾筒旋轉,滾筒上的截齒截割煤割煤體實現落煤,滾筒下的裝煤板將落煤裝入刮板運輸機實現自動裝煤,搖臂可升降滾筒高度,實現了緩傾斜特厚煤層的一次采全厚開采,對地質條件的適應性較強,適應煤層的厚度變化。煤割煤後隨即掛梁打柱,實現及時支護。這種采煤方法與炮采工藝相比,簡化了采煤工藝,避免了工作麵打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的勞動工序,降低了火工品材料消耗,改善勞動環境,安全可靠性得到增加。為此,近年來在煤礦積極推廣,取得明顯的經濟效果,滿足安全生產的需要。機械化采煤的優點是簡化了采煤工藝,取消了工作麵傳統炮采的繁重的勞動工序,降低了材料消耗,實現高產高效,煤流均衡,瓦斯湧出穩定,利於通風管理,安全可靠性增加,有利於安排接替和均衡生產。
技術關鍵
采煤機工作環境十分惡劣,在運轉時受到來自煤、岩石等巨大的衝擊載荷,還受到煤塵、水霧等其它方麵的汙染。盡管采煤機在設計之初已充分考慮了防止水分及其它汙染物侵入油液,但在實際工作中,采煤機的油液經常遭受汙染,導致采煤機的液壓元件和機械零件過早磨損,達不到使用壽命的情況時有發生。而采煤機如因故障停機,則將造成整個煤礦生產係統的癱瘓。因此,需要建立一套完整的故障診斷係統來準確描述采煤機的運行狀態,並對故障進行診斷和預報,以增大采煤機的開機率,提高其可靠性,保證工作麵的高效高產。同時在煤機使用過程中還應注意以下技術措施
1、工作麵勞動組織
采煤機落煤工作麵,每天可以三班出煤。每班的工作內容大致相同,配備的工種和人數也大致相同。與炮采工作麵相比,減少了一些工序和工作,人數相對要少。根據金虎煤礦煤層厚度和工作麵長度,每班工作麵配備 15-20 人。
2、故障處理
1)采煤機常見故障
(1)液壓係統故障
采煤機液壓係統是故障率最高的部分。在煤礦井下,工作環境很差,不宜將液壓係統拆開檢查,拆開易使係統汙染。液壓係統是最容易被汙染而發生故障的,如液壓泵出現故障常常是油中浸入了雜質,引起泵的磨損和泄漏,造成係統流量不足,壓力降低,溫度升高。液壓馬達與泵有相類似的情況。係統的控製閥類受汙染會發生動作失靈、閥受到卡阻、移動不到位,引起係統壓力、流量發生不正常的變化。還有液壓係統的密封問題引起係統的泄漏和外界雜物的侵入,導致係統發生故障。
(2)機械係統故障
機械係統故障主要有:聯接鬆動,引起載荷分布發生變化,使某些部件受載惡化,發生斷裂或損傷;齒輪傳動係統和聯接處發生故障,如磨損、疲勞破壞或過載損壞等。這些故障往往都不同程度產生發熱,引起溫度升高。其它像安裝、製造和使用等方麵的原因都會引起機械係統出現故障,或零部件缺陷導致發生故障等等。
(3)軸承故障
采煤機牽引行走鏈輪負荷大,載荷不均,其支承軸承很容易發生磨損或滾動體碎裂等。這種支承軸承的嚴重損壞可能會影響到鏈輪軸、鏈輪及與其相齧合的其它零件,進而導致其它零件的損傷。采煤機搖臂部位各傳動軸承受力很大,由於搖臂頻繁升降,潤滑狀況較差,也極易發生軸承損傷故障。這些是采煤機在正常工作中經常發生的軸承故障。當然引起軸承故障的原因不僅僅是軸承過載,如潤滑係統發生汙染,潤滑不良;軸承安裝不正;載荷較大時與軸承相配合的軸、支承座發生變形等,均會導致軸承發生故障。還有設計、製造等方麵的問題和軸承本身的缺陷等,都對軸承的使用和壽命有影響。
(4)故障診斷方法
對采煤機機械故障進行診斷的方法有多種,如振動診斷法、油液分析法、噪聲診斷法、溫度監測診斷法等。溫度監測診斷法是使用最廣泛的一種監測手段,它能正確、快速和靈敏地反映設備的工況狀態。如係統中摩擦副零件一旦發生異常,磨損速率會大大增加,油樣分析與磨損判定還需有一個過程,但溫度確是最直接的反應。以定點在線溫度監測診斷,可以準確定位,直觀快速反映監測處狀態。
對於采煤機,選擇溫度檢測作為在線監測比較實用。對於機械傳動係統,以軸承溫度和傳動箱油溫及油位作為在線連續監測,並記錄溫度的曆史變化,以便分析其變化趨勢。同時輔之以定期的油樣分析,這樣既可以及時發現故障,又能預測故障的狀態和發展趨勢。
對於采煤機液壓係統,可檢測係統各部分的溫度、壓力和流量。按液壓係統各部分的功能,元件的位置分布設置溫度和壓力的在線監測點,這樣可建立診斷故障的溫度監測場和壓力監測場。有了這樣兩個監測場,可以根據溫度、壓力的場分布查尋故障,快速、準確地診斷確定液壓係統的故障源,判定故障原因。同時采用油樣分析來定期檢查係統汙染情況,以便在還未引起嚴重故障前,便能采取措施清除汙染,保證係統安全、正常地工作。
3、防止輸送機下滑的措施
煤層傾角>12°,必須裝防滑、錨固裝置;防止煤、矸等進入底槽,以減小底鏈運行阻力;工作麵調成偽斜,當煤層傾角8~10°時,工作麵平與巷成92~93°,使推移輸送機的上移量與下移量相抵。;嚴格把握移輸送機順序,從工作麵下端移輸送機。;推移輸送機時,用支柱頂住機頭,拉緊機尾。煤層>18°時,要設防滑千斤頂。
4、煤層傾角大於15°時,采煤機必須設防滑裝置。一般采用帶有離合器的JH-8型回柱絞車改裝成穩車,作用機組的防滑裝置,並在上行割煤時由穩車鋼絲繩向上帶采煤機纜線,下行割煤時,打開離合器,纜線隨機組下行自動下放。穩車鋼絲繩的直徑為12.5mm或15 .5mm。
5、防止跑底、飄刀問題。
底板起伏不平,或者底板浮煤過多,易造成采煤機跑底、飄刀,造成留底煤和啃頂板。在機組開始使用的一段時間內,經常發生跑底問題,為了解決此類問題,公司組織技術人員現場跟班,一是要求機道浮煤必須清理幹淨,二是采用墊機和近距離用單體支柱壓錨鏈,迫使機組滾筒位置下降,解決了現場存在跑底問題。
6、采煤工作麵過斷層的技術措施。
a)適當調整工作麵方向;
b)按斷層性質確定采用挑頂和下切或同時采用兩種方法;
c)當岩石f<4時,采煤機直接割岩;
d)過斷層時要預先減小采高;
e)當斷層地段需下切或側斜時,應使頂底板形成平緩側斜變化;
f)在斷層附近采取加強支護等措施。目 錄前 言 1 第一章 項目建設的意義和必要性 5 第一節 項目建設的意義 5 第二節 項目建設的必要性 6 第三節 建設項目的可行性 8 第二章 技術來源、工藝特點、技術關鍵及對煤礦安全、技術進步的重要意義和作用 24 第三章 建設方案、地點、規模 28 第四章 設備選型及主要技術經濟指標 29 第五章 外部配套條件落實情況及原材料供應 31 第一節 外部配套條件落實情況 31 第二節 煤炭運銷和經濟效益情況 31 第六章 環境保護、安全生產、生產技術標準32 第一節 環境保護 32 第二節 安全生產 32 第三節 采麵生產技術標準36 第七章 建設工期和進度安排 39 第八章 組織機構及項目實施管理 40 第九章 項目承擔單位及協作單位慨況 41 第十章 技術經濟分析與評價43 第一節 投資估算及資金籌措 43 第二節 技術經濟指標 43 第十一章 項目財務分析與評價 45 第十二章 項目風險分析 46 第十三章 社會綜合效益分析 47 附件:1、貴州省工商行政管理局2008年1月頒發的營業執照; 2、貴州省遵義縣國家稅務局頒發的稅務登記證; 3、貴州省煤炭工業管理局2002年3月頒發的煤炭生產許可證; 4、貴州省煤礦安全監察局2010年3月頒發的安全生產許可證; 5、貴州省國土資源廳2008年12月頒發的采礦許可證; 6、貴州省煤炭管理局2007年7月頒發的礦長資格證;(過期) 7、2009年12月30日資產負債表; 8、2009年12月30日損益表; 9、貴州省能源局文件,黔能源發[2009]306號,關於遵義市煤炭管理局《關於呈報2009年度煤礦瓦斯等級鑒定結果的報告》的批複; 10、貴州省煤炭管理局文件,黔煤生產字[2008]342號,關於遵義市煤炭局《關於請求對〈貴州省遵義縣金虎煤礦煤與瓦斯突出危險性鑒定報告〉審查的報告》的批複。前 言按照國家煤礦安監局辦公室關於征求《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》修改意見的通知煤安監司函辦〔2010〕3號,推動小型煤礦加快技術改造步伐,提高機械化水平,提升安全保障能力,實現小型煤礦安全生產狀況不斷好轉。小型煤礦采用先進適用的新技術、新工藝和新裝備,大力推進機械化改造,淘汰落後生產方式,提升辦礦規模,提高技術裝備水平,減人提效,走規模化、現代化發展之路,有效防範和堅決遏製重特大02manbetx.com
,為經濟發展方式轉變提供強有力的安全生產保障。按照國家煤礦安監局辦公室關於征求《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》修改意見的通知煤安監司函辦〔2010〕3號文件要求的工作目標,到2012年底,全國小型煤礦機械化程度達到40%以上;回采工作麵機械化程度達到45%以上,掘進裝載機械化程度達到70%以上。煤層厚度≥0.8米的水平、近水平、傾斜煤層,地質條件簡單到中等複雜的煤層實現機械化開采;鼓勵具備能力的煤礦企業在地質條件複雜、急傾斜煤層等困難條件下,積極采用新技術、新工藝,推進機械化開采。隨著采礦業的不斷發展以及采礦規模的不斷擴大,經常出現頂板、爆破等02manbetx.com
,迫使人們不得不重視和研究落煤工藝問題。建國以來,特別是進入21世紀以來,隨著采煤方法和落煤工藝技術的深入發展,新技術、新材料、新工藝、新設備的不斷使用,礦井支護技術取得了令人矚目的成就,技術麵貌發生了巨大的變化,獲得了良好的技術經濟效果。但是隨著國家經濟的發展以及對煤炭資源需求的增大,煤礦開采及建設速度的加快,也暴露出部分煤礦業主隻追求經濟效益而忽視安全投入和技術投入的不足,從而帶來了一係列安全02manbetx.com
。放炮落煤在較短時間內釋放大量瓦斯形成瓦斯積聚,產生大量粉塵,振動波揚起落塵,給瓦斯、煤塵爆炸創造了條件;放炮高溫火源點燃瓦斯、煤塵引起瓦斯、煤塵燃燒、爆炸;同時,產生大量氮氧化合物和其它有毒有害氣體,造成人員窒息;放炮使圍岩和煤體結構被破壞變鬆動、破碎,容易發生冒頂、片幫事故;放炮崩人事故時有發生。在曆年02manbetx.com
統計分析中,瓦斯爆炸事故最多,約占40%以上。在2009年上半年的全國事故統計中,我國煤礦可查事故共110起,死亡、失蹤人員864人。放炮引起的安全事故占有很大的比例,如2009年4月12日11時59分, 四川宜賓市珙縣馬鞍山煤礦(私營有證煤礦)+400水平2221采煤工作麵下煤眼掘進放炮時發生局部瓦斯爆炸事故,當時井下有8人作業,造成3人死亡,5人受傷。2009年4月17日16時30分接到報告,湖南郴州市永興縣樟樹鄉大嶺煤礦炸藥爆炸事故,造成19人死亡,1人下落不明,2009年5月16日2時15分, 山西大同礦務局麻家梁煤礦主立井工程(基建礦井)由中國中煤能源集團所屬的中煤第一建設公司10處麻家梁項目部負責施工,施工至380米時發生炮煙窒息事故,現場有17人,送醫院後,11人搶救無效死亡,4人重傷,2人輕傷。占事故死亡人數的3.9%,放炮引起的安全事故仍是煤礦安全生產的主要隱患。表一: 2009年1-6月02manbetx.com
類別圖表
貴州省遵義縣煤炭資源豐富。隨著國家的產業政策、資源保護和環保政策的日益完善以及西部大開發的戰略實施,全縣現有煤炭供需形式正在轉變,省內外煤炭需求量也不斷加大,市場較為廣闊。本縣煤礦建設發展較快,但是許多煤礦的采煤方法、回采工藝和支護的技術含量低,其采麵多采用放炮落煤為主,爆破傷人事故時有發生。因此迫切需要進行井巷、采麵落煤工藝的改革,積極創造條件推廣煤礦采煤新技術,創造安全工作環境,以杜絕頂板事故的發生。受遵義縣山盆鎮金虎煤礦的委托,我公司於2010年5月承擔了山盆鎮金虎煤礦回采工作麵落煤工藝的可行性研究工作。遵義縣山盆鎮金虎煤礦位於貴州省北部,遵義市以北,隸屬遵義市遵義縣三盆鎮管轄,距遵義縣城69km,直線距離約40km,距遵義火電廠87km,距遵義縣鴨溪火電廠87km,直線距離約35km。黔渝鐵路、黔渝高等級公路從礦區東部約29km處經過,高坪至山盆柏油公路穿過礦區北東部,礦區內有相通,交通十分方便。礦井年設計生產能力9萬t,設計可采煤層1層(為13煤層),煤層厚度0.96-1.63m,平均1.34m。煤層傾角6-15°,為緩傾斜煤層,煤種為無煙煤。礦井煤炭保有儲量98萬t,可采儲量61.6萬t,服務年限約5.2年。山盆鎮煤礦主采13煤層,係緩傾斜薄及中厚煤層,根據開采設計,回采工作麵布置在13煤層,采用走向長壁工作麵後退式采煤法,單體液壓支柱支護,放炮落煤,回采落煤工藝較為落後,安全狀況不好,迫切需要改變回采落煤工藝。選用先進、適用的技術和裝備,確保通過機械化改造,改變落後的生產方式,提升礦井規模、減人提效,提高煤礦安全生產水平和保障能力是該礦技術改革的迫切要求。采煤機落煤工藝是上世紀以來采用的一種落煤方式,適應緩傾斜煤層的開采條件,取得了顯著成效,並在我國煤炭開采行業中廣泛推行。采煤機由電力部、截割部 、牽引部等構成,通過截割部的截齒割煤體,實現采煤工作麵落煤,由刮板運輸機將煤炭運出工作麵。這種采煤方法簡化了打眼放炮落煤采煤工藝,取消了工作麵打眼放炮等繁重的勞動工序,同時實現工作麵均勻落煤,可實現三班連續采煤,大大提高了礦的原煤生產量,安全係數也得以增強;同時,減少了爆破環節,工作比較安全,降低了材料消耗,安全可靠性得到增加。通過認真分析業主提供的地質資料和收集的生產技術信息,認為在金虎煤礦回采工作麵中采用采煤機落煤采煤方法,能夠取得良好的技術經濟效果和安全效益,其概算投資為292.3萬元。第一章 項目建設的意義和必要性第一節 項目建設的意義 貴州以“江南煤海”著稱,全省煤炭資源遠景儲量2410億噸,保有儲量為498億噸,是江南12個省區的總和,居全國第5位,具有儲量大、煤種全、埋藏淺、分布聚、組合好的特點,煤層中還蘊藏有豐富的可供開發煤層氣。貴州磷、煤、鋁等礦產資源豐富,以電力為依托發展優勢原材料產業具有得天獨厚的優勢。然而,隨著新建火電機組大量投產,貴州煤炭產量的增長並未使省內電煤供應緊張局麵得到緩解。大量電廠要麼停機待料,要麼把摻雜了大量矸石、粉煤灰甚至泥土等的電煤,也一古腦吞下去。去年電煤供應最緊張時,全省火力發電停機和減出力機組甚至超過200萬千瓦,其中貴州金元集團公司因缺煤全年少發電達47.3億千瓦時。據貴州省經貿委提供的消息,今年貴州省電煤需求量約4500萬噸。在全省煤炭產需銜接會上,有關部門對省內電廠發電5500小時(機組設計利用小時數)以內的電煤需求量3597萬噸已下達了指導計劃。此外,5500利用小時外的800多萬噸發電用煤基本沒有落實。預測貴州省煤炭消費情況見表1-1-1。根據2008年《遵義市礦產資源總體規劃》,隨著電力發展的需要,自2004年起至2010年止,鴨溪電廠六台(6×30MW)機組陸續建成,年需用煤600萬噸,以及冶金、建材等主要工業部門和人民生活與其它用煤為300萬噸/年,因此2010年,全縣用煤量為900萬噸/年。依據遵義縣煤炭生產安排,到2010年底全縣生產原煤僅為645萬噸。2007年之前,由於對原煤礦山進行技改(30個),新建礦山18個,實際產量很少,自2008年開始,供煤逐年增長。為保證鴨溪電廠正常運轉,不足之處由仁懷供給,預計自2005年起每年由50萬噸逐漸增至200萬噸。2010年後,為保證遵義年產80萬噸氧化鋁廠用電需要,計劃建立28MW自備電廠,需煤100萬噸/年,2010年前測算的用煤量900萬噸,到2015年全縣用煤量為1000萬噸。根據安排,這期間共擬建新礦山21個,新增原煤產量165萬噸,使全縣原煤生產能力達810萬噸,仍不能滿足用煤之需。按塊煤率40%計算,在810萬噸原煤中,粉煤為486萬噸,全部供電廠使用,尚差約200萬噸,為保證電廠正常運轉,自2007年起,每年需從仁懷縣補給粉煤200萬噸。
與此同時,貴州省地方中小型煤礦仍在大量使用放炮落煤的生產工藝,嚴重製約了中小型煤礦的發展,安全狀況不理想。我國煤礦自上世紀八十年代在傾斜煤層開采中極積推廣應用采煤機落煤,單體液壓支柱支護工作麵,實現高檔普采工作麵,取得了突破性的進展。
貴州省遵義縣煤炭資源豐富。隨著國家的產業政策、資源保護和環保政策的日益嚴格以及西部大開發的戰略實施,全縣現有煤炭供需形式正在好轉,省內外煤炭需求量也不斷加大,市場較為廣闊。但是,煤礦設計生產能力較小,回采工藝和回采工作麵支護含量較低,製約了煤礦的發展。多年來,全省煤礦發生的事故中,放炮事故時有發生。落煤方法存在著較多的隱患。因此迫切需要進行落煤工藝改革。
項目建設的必要性
遵義縣山盆鎮金虎煤礦位於貴州省遵義縣山盆鎮,行政區屬遵義縣山盆鎮管轄。距遵義縣城69km,直線距離約40km,距遵義火電廠87km,距遵義縣鴨溪火電廠87km,直線距離約35km,黔渝鐵路、黔渝高等級公路從礦區東部約29km處經過,高坪至山盆柏油公路穿過礦區北東部,礦區內有相通,交通十分方便。礦井內13煤層,係緩傾斜薄及中厚煤層,煤種均為無煙煤,礦井煤炭保有儲量98萬t,可采儲量61.6萬t。現設計生產能力為9萬t/a,礦井爆破落煤工藝落後,采煤方法采用走向長壁後退式采煤法,單體液壓支柱支護,安全狀況不佳,嚴重製約礦井生產能力的提高和安全生產,迫切需要進行回采工藝和的改革。
落煤工藝改革的必要性
落煤工藝的需要
係緩傾斜煤層采用走向長壁後退式采煤法,單體液壓支柱支護工作麵,打眼放炮工作中繁重的勞動工序,放炮撤人站崗,炮煙汙染工作環境,放炮崩倒支柱造成冒頂、片幫事故等,占用了工作和生產時間,嚴重製約礦井生產能力,影響安全生產。
根據金虎煤礦各巷道布置的層位及圍岩的穩定狀況,礦井應合理選擇落煤工藝,利用合理的采煤工藝,選用合理的采煤設備。礦井回采工作麵設計采用走向長壁後退式采煤法,放炮落煤,單體液壓支柱支護。使用放炮落煤,消耗火工品量大,成本高,管理困難,勞動工序繁重,影響環境,又造成安全隱患。隨著礦井生產能力的提高,影響範圍增加,製約了礦井產量,安全工作也將受到製約與威脅。
安全生產的需要
采用放炮落煤的落煤工藝,勞動強度大,影響工作時間長,放炮產生煙霧,影響工人身體健康,管理難度大,常發生冒頂、片幫、崩人、點燃瓦斯煤塵等事故。采煤機落煤避免了放炮落煤帶來的事故。而放炮落煤受工序的限製,生產能力低下,存在著在較短時間內釋放大量瓦斯形成瓦斯積聚,產生大量粉塵,振動波揚起落塵,給瓦斯、煤塵爆炸創造了條件;放炮高溫火源點燃瓦斯、煤塵引起瓦斯、煤塵燃燒、爆炸;同時,產生大量氮氧化合物和其它有毒有害氣體,造成人員窒息;放炮使圍岩和煤體結構被破壞變鬆動、破碎,容易發生冒頂、片幫事故;放炮崩人事故等安全安全隱患,因此,爆破作業傷亡事故常有發生。2009年上半年全國煤礦各類事故中,有可查的放炮事故發生次數所占一定的比例,約為3.9%。放炮仍是煤礦安全生產的重要隱患。由於煤層薄,炮采時炸藥、電管用量較大(萬噸耗分別為13646Kg/萬t、23548發/萬t),對頂板震動較大,加之推進速度緩慢,造成工作麵頂板破碎,頂板管理難度增大,頂板事故相應增加。
采煤機落煤,單體液壓支柱支護工作麵,刮板運輸機運輸,構成高檔普采工作麵。采煤機騎在刮板運輸機上,依靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作麵上運行,通過采煤機上的滾筒旋轉,滾筒上的截齒截割煤割煤體實現落煤,滾筒下的裝煤板將落煤裝入刮板運輸機實現自動裝煤,搖臂可升降滾筒高度,適應煤層的厚度變化。煤割煤後隨即掛梁打柱,實現及時支護。這種采煤方法和支護方式簡化了采煤工藝,避免了工作麵打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的勞動工序,降低了火工品材料消耗,安全可靠性得到增加。為此,近年來在煤礦積極推廣,取得明顯的經濟效果,滿足安全生產的需要。
環境保護的需要
根據煤礦統計,采用爆破作業,煤礦每生產1萬t煤炭將約消耗1.3萬kg炸藥,2.3萬發雷管,以產生的氮氧化合物和其它有毒有害氣體為消耗炸藥量的25倍量計算,煤礦每生產1萬t煤炭將產生32.5萬kg氮氧化合物和其它有毒有害氣體,說明炸藥消耗對大氣產生嚴重的汙染,對大氣環境嚴重破壞,導致大氣、降雨、土壤酸性加劇,環境問題更趨於惡化。而且隨著國家對環境保護力度在不斷加大,客觀上要求進行落煤方式改革。
建設項目的可行性
礦井地理位置
遵義縣山盆鎮煤礦位於貴州省遵義縣山盆鎮,行政區屬遵義縣山盆鎮管轄。距遵義縣城69km,直線距離約40km,距遵義火電廠87km,距遵義縣鴨溪火電廠87km,直線距離約35km,交通十分方便。(見交通位置示意圖1-3-1)
一、地形地貌及氣候
礦區地勢南西高北東低,海拔標高一般1000-1200m,最高點位於關口以東山頂,海拔1315.0m,最低點位於北東角礦界1拐點,海拔770.0m,相對高差545.0m。礦區總體上屬中低山地貌,區域夜郎組、茅草鋪組地層覆蓋範圍廣,衝溝、窪地、峰叢、溶鬥、溶洞等地貌較發肓,夜郎組、茅鋪組地層在逆向坡地帶易形成陡崖、陡坡,含煤地層經多次風化剝蝕形成低凹或緩坡地形。礦區東邊界外約100-500m的混支河,河水自南東-北西流向,其流量一般約30m3/s,區內無山塘、水庫、河流存在,僅有幾條季節性衝溝,多沿地層走向分布,溝水主要由大氣降水補給,枯水季節基本無水,雨季隨降水量的變化而變化。因此在開采淺部煤炭時,應加強頂板管理,以防地表水的潰入。煤礦所在區域屬亞熱帶溫暖濕潤氣候區,據遵義縣氣象局最近10年氣象資料,平均氣溫14.6-16℃,日極端最高氣溫36℃,日極端最低氣溫-1℃,年平均降雨量900-1100mm,雨季多集中在5-9月,枯季在12月至次年3月,年平均相對濕度78%,年平均日照時數1000-1100小時,全年無霜期250-280天。災害性天氣主要有春旱、夏旱、夏暴雨、倒春寒、冰雹、凝凍等。二、地質構造及煤層特征
1、地層
礦區出露最老地層為二疊係中統茅口組(P2m),最新地層為第四係(Q),由老到新依次敘述於下:(1)二疊係礦區二疊係地層出露不全,僅出露有二疊係中統(P2)及上統(P3)。 A、中統(P2)礦區二疊係中統(P2)出露不全,僅出露二疊係中統茅口組(P2m)。茅口組(P2m):灰、深灰色,中-厚層狀灰岩、燧石灰岩,頂部為灰色中厚層狀灰岩,具縫合線構造。產蜓:Verbeekina sp. Sphaerulina sp.、珊瑚及腕足類等動物化石。礦區東部及南部僅有部分出露。組厚約260m。與下伏地層呈整合接觸。 B、上統(P3)區內二疊係上統出露地層為龍潭組(P3I)、長興組(P3C),依次敘述於下: a、龍潭組(P3l)灰、淺灰、深灰、灰黑色,薄層狀粉砂岩、泥質粉砂岩、粉砂質泥岩、炭質泥岩,塊狀泥岩,中厚層狀細砂岩,夾來岩;含煤10-13層,全區可采煤層1層,零星可采煤層2層;產大羽羊齒、束羊齒、櫛羊齒等植物化石及腕足類動物化石。本組厚85-105m,平均厚94.72m。與下伏地層茅口組(P2m)呈假整合接觸。 b長興組(P3c)灰、深灰色中-厚層狀灰岩,夾燧石灰岩,燧石呈團塊狀、結核狀、透鏡狀或條帶狀,硬度大,夾炭質泥岩條帶,產腕足類動物化石。本組厚62-76m,平均65m。與下伏地層龍潭組(P3l)呈整合接觸。 C、三疊係三疊係在區內出露不全,僅出露三疊係下統夜郎組(T1y),下統茅草鋪組(T1m)、中統鬆子坎組(T2s)及獅子山組(T2sh)、上統二橋組(T3e)出露於區外。夜郎組(T1y):灰綠、灰紫色,薄層狀,粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粉砂岩,中厚層狀細砂岩,淺灰色薄層狀泥質灰岩,灰色中厚層狀灰岩。本組厚約555m。與下伏地層呈整合接觸。根據岩性由下至上可分三段: ①沙堡灣段(T1y1):灰綠、灰、淺灰色、深灰色塊狀泥岩、鈣質泥岩,薄層狀粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粉砂岩,夾薄層狀泥質灰岩、中厚層狀含泥灰岩,底部常為1-2層灰綠色蒙脫石泥岩薄層,產王氏克氏蛤Claraia wangi (patte)等瓣腮類動物化石。本段厚8-12m,平均10m。 ②玉龍山段(T1y2):灰、淺灰色、深灰色,薄~中厚層狀含泥灰岩、灰岩夾泥質灰岩薄層,近頂部為一層鮞粒灰岩。本段厚165-270m,平均215m。 ③九級灘段(T1y3):灰、灰紫、紫灰、紫紅、灰黃色粉砂質泥岩、泥質粉砂岩,塊狀泥岩夾粉砂岩薄層,中部夾灰岩、含泥灰岩,上部夾泥質灰岩,產王氏克氏蛤Claraia wangi (patte)等瓣鰓類動物化石。本段厚平均約330m。按岩性分為三亞段:第一亞段(T1y3-1)灰、灰紫、紫灰夾灰黃色薄層狀粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粉砂岩,下部夾生物屑灰岩透鏡體。產瓣鰓類動物化石。厚215-240m。第二亞段(T1y3-2)灰、淺灰色中厚層狀夾厚層狀灰岩,偶夾鈣質泥岩及含泥灰岩薄層,局部頂部為鮞粒灰岩。厚30-50m。出露於礦區外。第三亞段(T1y3-3)紫灰、灰紫色夾灰綠色、紫紅色薄層狀粉砂質泥岩、泥質粉砂岩,塊狀鈣質泥岩、泥岩,偶夾含泥灰岩。厚40-60m。茅草鋪組(T1m):灰色中厚層狀夾厚層狀灰岩,底部為泥質灰岩。僅礦區南西部有茅草鋪組一段(T1m1)出露,出露厚50m左右。(3)第四係(Q)分布於P3l地層上部、中部低窪處。為灰、深灰、褐灰、黃灰色粉質土、砂質土、礫石等,厚約0-6m。與下伏地層呈不整合接觸。礦區內含煤地層為二疊係上統龍潭組(P3l),為粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粉砂岩、細砂岩、泥岩及煤層組成,全組厚85-105m,平均厚94.72m。2、地質構造
礦區位於揚子準地台區川滇黔盆地黔北斷拱山盆向斜東翼南段,區內地層主要呈北西~南東走向,傾向南西,傾角6-15°.一般8-12°。目前未發現斷層和褶曲。3、煤層特征
含煤岩係的含煤性礦區內含煤地層含煤10-13層,煤層總厚平均6.52m,含煤係數6.88%。但僅含一層可采煤層,編號為13煤層,其餘多不可采。主采煤層特征如下: 13煤層:位於龍潭組(P3l)下部,距龍潭組(P31)底界23m左右,厚0.96-1.63m,平均1.34m,結構較簡單,局部含0.07-0.13m炭質泥岩夾矸。厚度較穩定,為全區可采煤層。偽頂為0.3m左右深灰色泥質粉砂岩,含黃鐵礦細晶,直接頂板為1.60-3.30m的灰色、深灰色薄層狀粉砂岩,水平層理發育,含較多炭化植物碎片。煤層平均傾角6-15°,屬緩傾斜薄及中厚煤層。主采煤層特征表1-3-1。1、煤質及煤種
1)煤質物理特征 13煤層顏色為黑、灰黑色,似金屬光澤、油脂光澤,結構為中條帶夾寬條帶狀,層狀構造,斷口為階梯狀為主,參差狀、棱角狀次之,外生裂隙發育,裂隙麵常被黃鐵礦薄膜或方解石充填,脆度小,硬度較大。容重為1.42t/m3。宏觀煤岩特征:13煤層由光亮型、半亮型煤組成,半暗型及暗淡型煤較少。顯微組分:有機組分82.4%,粘土礦石9.8%,石英1.6%,黃鐵礦2.0%,方解石1.3%;鏡質組為80.60%,半鏡質組1.6%,惰性組17.80%。 2)工業性質根據《貴族省遵義縣山盆鎮金虎煤資源儲量核實報告》資料,煤層的工業分析見煤質特征表1-3-2 表1-3-2 可采煤層煤質特征表一、落煤方式改革可行性分析
1、技術分析
金虎煤礦現采掘活動集中於13煤層,該煤層位於龍潭組(P3l)下部,偽頂為薄層狀泥質粉砂岩,厚0.2m,直接頂板為薄層狀粉砂質泥岩,厚1.10-2.00m,間接頂為薄層狀粉砂岩,層理發育較為平整,局部裂隙較發育,平均厚2m;偽底為泥岩,厚0.1-0.5m左右,直接底為薄層狀粉砂岩,層理發育,平整性脆,裂隙較發育,平均厚5m左右。目前,金虎煤礦設計采用走向長壁後退式采煤法,放炮落煤,單體液壓支柱支護。該種采煤法和支護方式在緩傾斜煤層中的廣泛使用,對煤層厚度(2m以下)、煤層傾角(45°以下)、地質構造(斷層、褶曲)變化的適應性強。但該種落煤方法采煤工藝複雜、落煤和管理工作繁重,安全條件差;同時工作麵火工品耗量大,因此該種采煤法和支護方式應進行改革。普采工作麵是采用采煤機(破)落煤,采煤機自動裝煤的一種采煤工藝,減少了打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的勞動工序,大大減輕了工人的勞動強度,提高勞動生產效率,提高產量,減少了火工品等材料消耗,減少了放炮落煤帶來的冒頂、片幫、崩人、點燃瓦斯煤塵、人員窒息等安全隱患,創造良好的經濟效益和社會效益。高檔普采工作麵和普通的炮采工作麵在工序中,除破煤和裝煤工藝不同,其餘工序:運煤、支護、采空區處理等,兩種采煤方法基本相同。高檔普采工作麵由采煤機,可彎曲鏈板輸送機,液壓支柱和金屬頂梁構成,可使前三工序機械化。由於有液壓支柱,因此頂板維護狀況良好,支護和控頂雖為手工操作,但勞動強度大為減輕,功率亦較大,年產量可達20~30萬t。金虎煤礦13煤層:位於龍潭組(P3l)下部,距龍潭組(P31)底界23m左右,厚0.96-1.63m,平均1.34m,結構較簡單,局部含0.07-0.13m炭質泥岩夾矸。厚度較穩定,為全區可采煤層。偽頂為0.3m左右深灰色泥質粉砂岩,含黃鐵礦細晶,直接頂板為1.60-3.30m的灰色、深灰色薄層狀粉砂岩,水平層理發育,含較多炭化植物碎片。13煤層顏色為黑、灰黑色,似金屬光澤、油脂光澤,結構為中條帶夾寬條帶狀,層狀構造,斷口為階梯狀為主,參差狀、棱角狀次之,外生裂隙發育,裂隙麵常被黃鐵礦薄膜或方解石充填,脆度小,硬度較大。容重為1.42t/m3。科總院上海分院研製的MG300-BW滾筒式采煤機綜合了國內外薄煤層采煤機使用經驗,針對我國具體國情而設計的新型大功率薄煤層采煤機。該機設計新穎、結構先進,在薄煤層領導處於領先水平。該采煤機適用於薄煤層工作麵,機型結構設計新穎。采用多台電機橫向布置,無鏈液壓牽引,無底托架設計,液壓傳動箱和行走部為一整體機殼,整機強度高,結構緊湊,事故率低,適應性強,三台電機各自運行,生產效率高,裝機功率大,適合我國具體國情設計的大功率新型薄煤層采煤機。高檔普采工作麵布置圖下圖:1-3-1 由於采煤機采用機械落煤,減少了放炮環節,取消了工作麵打眼放炮、站崗、攉煤等繁重的勞動工序,減少了爆破材料消耗,落煤均勻,避免了瓦斯湧出不均衡而造成的瓦斯積集,減少炮煙汙染工作環境,有利於安排接替和均衡生產;同時,使采煤工藝簡單化,增加了回采工作麵的產量和作業的安全可靠性。根據金虎煤礦煤層賦存特征及煤層頂底板岩性,設計回采工作麵采用采煤機落煤進行采煤。采煤機落煤采煤法在山盆鎮金虎煤礦回采工作麵的設計應用如下: 1、 采煤機組成和結構雙滾筒采煤機主要由左、右牽引部、截割部、行走箱、左右牽引活接、左右搖臂活接、底拖架及電控部組成。 1、 采煤工藝采煤工作包括五個部分工序:破煤、裝煤、運輸、支護、控頂。 (1)破煤 普采工作麵的破煤工序由采煤機完成。采煤機騎在輸送機上,由輸送機機槽支承和導向,煤機靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作麵上運行,安裝在煤機滾筒上的截齒截割煤割煤體實現落煤,煤機滾筒割煤塵源的自動跟蹤噴霧降塵,移溜器將刮板運輸機推進至煤壁。采煤機的工作方式 A、滾筒位置:一端或兩端 B、旋轉方向:左右工作麵、左右螺旋、左麵右旋、右麵左旋技術來源、工藝特點、技術關鍵及對煤礦安全、技術進步的重要意義和作用
技術來源
采煤機落煤的采煤法是上世紀八十年代以來世界各主要采煤國家,為適應高產高效綜采工作麵發展和實現礦井集中化生產的需要,積極采用新技術,不斷加速更新和改進滾筒采煤機的技術性能和結構,相繼研製出一批高性能、高可靠性的采煤機。八十年代後期,借助中國和波蘭 科技使用的機遇,瞄準電牽引采煤機的發展方向,科總院上海分院首先在國內進行交流電牽引采煤機的攻關研製,經過多年的努力,終於取得成功。這是一台薄煤層強力爬底板交流電牽引采煤機,也是在國際上首次將交流調速技術應用於爬底板采煤機,它的開發研製成功為我國開發交流電牽引采煤機積累了經驗。交流電牽引調速裝置,為采煤機的液壓牽引調速技術的更新換代開辟了一條新的途徑。國內裝機功率最大的MG400/920-WD型交流電牽引采煤機,1997年12月開始在晉城局鳳凰山礦進行了井下工業性試驗,三個月試驗考核,累計出煤量522432噸,最高日產量達9292噸,取得了較好的效果。2005年初步掌握了大功率大采高采煤機技術和機電一體化技術。2001年大傾角電牽引采煤機和2002年短臂電牽引采煤機標誌著我國采煤機總體設計技術大達到或接近國際先進水平。隨著技術的發展和對采煤機的研究,電牽引采煤機裝機功率達到1020kW,截割功率2×450kW,牽引功率2×50kW,牽引力700kN,滾筒截深可達1000mm,采高1000~4600mm。機械化采煤的優點是簡化了采煤工藝,取消了工作麵傳統炮采的繁重的勞動工序,降低了材料消耗,實現高產高效,安全可靠性增加。
按照國家煤礦安監局辦公室關於征求《關於推進小型煤礦機械化的指導意見》修改意見的通知煤安監司函辦〔2010〕3號,推動小型煤礦加快技術改造步伐,提高機械化水平,提升安全保障能力,實現小型煤礦安全生產狀況不斷好轉。小型煤礦采用先進適用的新技術、新工藝和新裝備,大力推進機械化改造,淘汰落後生產方式,提升辦礦規模,提高技術裝備水平,減人提效,走規模化、現代化發展之路,根據金虎煤礦的煤層條件和頂底岩性,使用MG300-BW型采煤機落煤,取代炮采工藝,改善生產勞動條件,提高效益,創造良好的安全生產條件。
工藝特點
高檔普采工作麵的工藝:采煤機落煤,機械裝煤,單體液壓支柱支護工作麵,刮板運輸機運輸,采用全部垮落法(或其它管理法)管理頂板。采煤機騎在刮板運輸機上,依靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作麵上運行,通過采煤機上的滾筒旋轉,滾筒上的截齒截割煤割煤體實現落煤,滾筒下的裝煤板將落煤裝入刮板運輸機實現自動裝煤,搖臂可升降滾筒高度,實現了緩傾斜特厚煤層的一次采全厚開采,對地質條件的適應性較強,適應煤層的厚度變化。煤割煤後隨即掛梁打柱,實現及時支護。這種采煤方法與炮采工藝相比,簡化了采煤工藝,避免了工作麵打眼放炮、攉煤、扶柱等繁重的勞動工序,降低了火工品材料消耗,改善勞動環境,安全可靠性得到增加。為此,近年來在煤礦積極推廣,取得明顯的經濟效果,滿足安全生產的需要。機械化采煤的優點是簡化了采煤工藝,取消了工作麵傳統炮采的繁重的勞動工序,降低了材料消耗,實現高產高效,煤流均衡,瓦斯湧出穩定,利於通風管理,安全可靠性增加,有利於安排接替和均衡生產。
技術關鍵
采煤機工作環境十分惡劣,在運轉時受到來自煤、岩石等巨大的衝擊載荷,還受到煤塵、水霧等其它方麵的汙染。盡管采煤機在設計之初已充分考慮了防止水分及其它汙染物侵入油液,但在實際工作中,采煤機的油液經常遭受汙染,導致采煤機的液壓元件和機械零件過早磨損,達不到使用壽命的情況時有發生。而采煤機如因故障停機,則將造成整個煤礦生產係統的癱瘓。因此,需要建立一套完整的故障診斷係統來準確描述采煤機的運行狀態,並對故障進行診斷和預報,以增大采煤機的開機率,提高其可靠性,保證工作麵的高效高產。同時在煤機使用過程中還應注意以下 技術措施
1、工作麵勞動組織
采煤機落煤工作麵,每天可以三班出煤。每班的工作內容大致相同,配備的工種和人數也大致相同。與炮采工作麵相比,減少了一些工序和工作,人數相對要少。根據金虎煤礦煤層厚度和工作麵長度,每班工作麵配備 15-20 人。
2、故障處理
1)采煤機常見故障
(1)液壓係統故障
采煤機液壓係統是故障率最高的部分。在煤礦井下,工作環境很差,不宜將液壓係統拆開檢查,拆開易使係統汙染。液壓係統是最容易被汙染而發生故障的,如液壓泵出現故障常常是油中浸入了雜質,引起泵的磨損和泄漏,造成係統流量不足,壓力降低,溫度升高。液壓馬達與泵有相類似的情況。係統的控製閥類受汙染會發生動作失靈、閥受到卡阻、移動不到位,引起係統壓力、流量發生不正常的變化。還有液壓係統的密封問題引起係統的泄漏和外界雜物的侵入,導致係統發生故障。
(2)機械係統故障
機械係統故障主要有:聯接鬆動,引起載荷分布發生變化,使某些部件受載惡化,發生斷裂或損傷;齒輪傳動係統和聯接處發生故障,如磨損、疲勞破壞或過載損壞等。這些故障往往都不同程度產生發熱,引起溫度升高。其它像安裝、製造和使用等方麵的原因都會引起機械係統出現故障,或零部件缺陷導致發生故障等等。
(3)軸承故障
采煤機牽引行走鏈輪負荷大,載荷不均,其支承軸承很容易發生磨損或滾動體碎裂等。這種支承軸承的嚴重損壞可能會影響到鏈輪軸、鏈輪及與其相齧合的其它零件,進而導致其它零件的損傷。采煤機搖臂部位各傳動軸承受力很大,由於搖臂頻繁升降,潤滑狀況較差,也極易發生軸承損傷故障。這些是采煤機在正常工作中經常發生的軸承故障。當然引起軸承故障的原因不僅僅是軸承過載,如潤滑係統發生汙染,潤滑不良;軸承安裝不正;載荷較大時與軸承相配合的軸、支承座發生變形等,均會導致軸承發生故障。還有設計、製造等方麵的問題和軸承本身的缺陷等,都對軸承的使用和壽命有影響。
(4)故障診斷方法
對采煤機機械故障進行診斷的方法有多種,如振動診斷法、油液分析法、噪聲診斷法、溫度監測診斷法等。溫度監測診斷法是使用最廣泛的一種監測手段,它能正確、快速和靈敏地反映設備的工況狀態。如係統中摩擦副零件一旦發生異常,磨損速率會大大增加,油樣分析與磨損判定還需有一個過程,但溫度確是最直接的反應。以定點在線溫度監測診斷,可以準確定位,直觀快速反映監測處狀態。
對於采煤機,選擇溫度檢測作為在線監測比較實用。對於機械傳動係統,以軸承溫度和傳動箱油溫及油位作為在線連續監測,並記錄溫度的曆史變化,以便分析其變化趨勢。同時輔之以定期的油樣分析,這樣既可以及時發現故障,又能預測故障的狀態和發展趨勢。
對於采煤機液壓係統,可檢測係統各部分的溫度、壓力和流量。按液壓係統各部分的功能,元件的位置分布設置溫度和壓力的在線監測點,這樣可建立診斷故障的溫度監測場和壓力監測場。有了這樣兩個監測場,可以根據溫度、壓力的場分布查尋故障,快速、準確地診斷確定液壓係統的故障源,判定故障原因。同時采用油樣分析來定期檢查係統汙染情況,以便在還未引起嚴重故障前,便能采取措施清除汙染,保證係統安全、正常地工作。
3、防止輸送機下滑的措施
煤層傾角>12°,必須裝防滑、錨固裝置;防止煤、矸等進入底槽,以減小底鏈運行阻力;工作麵調成偽斜,當煤層傾角8~10°時,工作麵平與巷成92~93°,使推移輸送機的上移量與下移量相抵。;嚴格把握移輸送機順序,從工作麵下端移輸送機。;推移輸送機時,用支柱頂住機頭,拉緊機尾。煤層>18°時,要設防滑千斤頂。
4、煤層傾角大於15°時,采煤機必須設防滑裝置。一般采用帶有離合器的JH-8型回柱絞車改裝成穩車,作用機組的防滑裝置,並在上行割煤時由穩車鋼絲繩向上帶采煤機纜線,下行割煤時,打開離合器,纜線隨機組下行自動下放。穩車鋼絲繩的直徑為12.5mm或15 .5mm。
5、防止跑底、飄刀問題。
底板起伏不平,或者底板浮煤過多,易造成采煤機跑底、飄刀,造成留底煤和啃頂板。在機組開始使用的一段時間內,經常發生跑底問題,為了解決此類問題,公司組織技術人員現場跟班,一是要求機道浮煤必須清理幹淨,二是采用墊機和近距離用單體支柱壓錨鏈,迫使機組滾筒位置下降,解決了現場存在跑底問題。
6、采煤工作麵過斷層的 技術措施。
a)適當調整工作麵方向;
b)按斷層性質確定采用挑頂和下切或同時采用兩種方法;
c)當岩石f<4時,采煤機直接割岩;
d)過斷層時要預先減小采高;
e)當斷層地段需下切或側斜時,應使頂底板形成平緩側斜變化;
f)在斷層附近采取加強支護等措施。