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1、河南煤化焦煤集团赵固二矿简易新型高效破碎装置的研究与应用赵固二矿综采一队2011年4月目 录1研究背景31.1 11011工作面概况31.2 11011工作面试生产期间产量影响推进的原因分析31.3研究主要内容41.4技术经济指标51.5项目创新点51.6技术路线51.7主要参加人员62工程地质条件72.1煤层72.2煤层顶底板72.3地质特征及地质构造82.3.1地层及地质构造82.3.2地质构造132.4水文地质132.5影响回采的其他因素143巷道布置及采煤工艺163.1两巷支护形式163.1.1上顺槽支护形式163.1.2下顺槽支护形式173.2采煤工艺183.2.1采煤方法183.2
2、.2落煤方法193.2.3采煤机进刀方式193.2.4装运煤203.2.5移架方式203.2.6推溜方式213.2.7假顶铺设214原PLM2000轮式破碎机参数及使用情况224.1PLM2000轮式破碎机简介224.1.1PLM2000轮式破碎机结构特点224.1.2与转载机的连接234.1.3外廓尺寸234.2主要零部件235简易新型高效破碎装置原理及推广应用245.1 简易新型高效破碎装置工作原理245.2简易新型高效破碎装置结构特点255.3 简易新型高效破碎装置设计要点265.4外廓尺寸295.5简易新型高效破碎装置优点295.6 简易新型高效破碎装置性能试验305.7简易新型高效破
3、碎装置与转载机的连接305.8结论336.技术经济效益分析346.1技术效益分析346.2经济效益分析357项目应用证明37河南煤化焦煤集团赵固二矿简易新型高效破碎装置的研究与应用1研究背景1.1 11011工作面概况11011工作面是赵固二矿首采工作面，走向长度2266.9米，倾斜长度180米，煤层平均厚度6.16米，采用走向长壁倾斜分层采煤法，采高3.5米，工作面上分层可采储量206万吨。该工作面煤层结构简单，主采二1煤，煤视密度大，实际生产中，矿山压力显现严重，普遍出现煤壁大面积片帮，产生的大块炭较多，严重制约产量的提高。1.2 11011工作面试生产期间产量影响推进的原因分析11011
4、工作面自2010年11月6日正式开始回采。试生产期间制约推进速度的原因主要有以下几个方面：1、工作面所有设备都处于磨合期，运转不正常。2、熟练职工少，对设备结构、性能、操作方式不熟悉，经常因设备检修、维护不到位及操作失误造成机电事故影响生产。3、工作面老塘涌水，影响推进。4、顶板下沉明显、底板鼓起严重，造成巷道高度变低，影响端头支架的推移。5、割煤或拉架时煤壁片落的大煤块较多，煤质特别硬，经常堵住运输机、转载机，严重影响开机率，制约生产。前两个方面的问题随着设备的逐步磨合，工作人员的专业技能水平不断提高，已经得到很大的改善；另外工作面采用“堵、疏、排”相结合的方式治水，也取得明显成效，致使老塘
5、涌水已不成为制约推进速度的主要因素；再者由于采取多项措施加强支护，顶板下沉及底鼓现象也有所缓解；随着各项制约因素逐步减小或消除，大块煤炭造成运输受堵成为制约生产的主要因素凸显出来。1.3研究主要内容针对赵固二矿11011工作面实际情况，我队对大块煤炭造成运输受堵问题进行了分析研究，提出了以下几点改进措施：1、改变采煤工艺。2、在工作面、转载机处安装大风镐，实施人工破碎。3、考虑在工作面第8架位置处加装机械手。4、考虑在转载机上加装机械手。5、考虑在转载机上加装自制简易新型高效破碎装置。6、加强对11011工作面上下顺槽超前支护的强度，确保安装自制简易新型破碎装置后11011工作面胶带顺槽的高度
6、。7、改变11011工作面移架方式，提高移架时的工作强度。1.4技术经济指标1、根据破碎理论，自制简易新型高效破碎装置。2、针对实际情况，提出了适合11011工作面支护方式。3、提出适合大埋深高水压复杂地质条件下工作面移架方式。1.5项目创新点1、改变原有超前支护方式，由原设计单体液压支柱叉子棚纵向支护改变为单体液压支柱叉子棚横向支护，大大降低了巷道围岩变形量，有效控制了围岩变形，改观了巷道面貌，为高效安全生产创造了前提。2、在11011工作面、转载机处安装大风镐，人工破煤块效率低和在工作面第8架位置处、转载机上加装机械手取得效果不佳情况下，仔细研究在转载机上加装“自制简易新型高效破碎装置”，
7、破碎效率高，安全灵活，大大提高了工作面开机率。1.6技术路线首先对赵固二矿11011工作面具体条件进行详细调研，进行前期观测，取得基础性数据。主要包括11011工作面巷道位移观测、11011工作面支架压力观测、11011工作面煤壁片帮数据统计。在前期观测和实际经验为基础，进行大胆革新，自制简易新型高效破碎装置，并在现场进行了工业性试验，对破碎效果进行统计。通过反馈的信息不断优化破碎装置，自制简易新型高效破碎装置得到了推广应用。1.7主要参加人员姓 名性别出生年月学历职称工作单位魏世义男1965.12本科高工赵固二矿黄玉东男赵固二矿李长军男赵固二矿陈新明男1970.11博士高工赵固二矿程 辉男本
8、科高级技师赵固二矿张振宏男1962.04大专助工赵固二矿何建波男1981.09大专技术员赵固二矿李国栋男1984.11本科助工赵固二矿李小磊男1986.04本科助工赵固二矿白易彬男1986.08大专技术员赵固二矿李新民男赵固二矿赵 磊男赵固二矿王正文男赵固二矿李武生男赵固二矿2工程地质条件2.1煤层该工作面所采二1煤层位于山西组底部，厚度6.06.59m，平均6.29m，全区可采，属较稳定型厚煤层。煤层沿倾斜方向倾角0.23.8，平均2，沿推进方向近似煤层走向。煤层节理、层理发育，局部含有薄层夹矸，而且性脆，煤的硬度f=0.983.5，视密度1.52t/m3。煤层以块煤为主，上部有1m左右的糜
9、堎状、粒状煤，局部含有夹矸及炭质泥岩伪顶，煤层结构简单。二1煤层为低中灰、特低硫、低磷、高熔融性、高强度、弱结渣性，不易破碎的高发热量优质三号无烟煤。其块煤产率较高，块煤可做化工造气，末煤可用作高炉喷吹、动力或民用燃料。2.2煤层顶底板煤层顶底板情况见下表：煤层顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m）岩性特征老顶大占砂岩13.73m深灰色，以石英为主，裂隙发育，呈块状。直接顶泥岩、砂质泥岩04.73m灰黑色，致密，水平层理，厚度变化大。伪顶泥岩00.39m黑色，含植物化石及碳质。直接底泥岩、砂质泥岩12.88m灰黑色，致密，水平层理，含植物化石。老底L9灰岩1.45m深灰色，隐晶质，具裂隙。2.
10、3地质特征及地质构造2.3.1地层及地质构造地层1、区域地层赵固二矿井田地层区划属华北地层区太行小区。据区域出露及钻孔揭示，区域地层由前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、第三系、第四系等地层组成，缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统、侏罗系和白垩系地层。2、井田地层赵固二矿井田属第四系、第三系全覆盖区。据钻孔揭露，本区赋存地层主要有奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组和上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、第三系、第四系，其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层。地层从老到新分述如下：奥陶系中统马家沟组（O2m）以深灰色、灰色厚层状石灰岩为主，致密坚硬，裂隙
11、发育，多充填方解石。本组实际厚度大于400m，钻孔揭露厚度6.3251.85m，平均15.24m，与下伏地层呈假整合接触。 石炭系中统本溪组（C2b）底部为铝质泥岩，中部为灰色砂质泥岩，上部为黑色泥岩和砂质泥岩。本组厚4.4812.63m，平均7.70m。与下伏地层呈平行不整合接触。石炭系上统太原组（C3t）由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，为本区主要含煤地层。据其岩性组合特征可分为上、中、下三段。本组下起一21煤层底，上至太原组L9石灰岩顶，地层厚度79.11105.91m，平均94.79m，与下伏本溪组地层整合接触。下段：自一21煤层底至L4灰岩顶，平均厚度28.02m。岩性以石灰
12、岩、煤层为主，夹砂质泥岩、泥岩。含石灰岩3层（L2L4），多为煤层顶板，其中L2石灰岩普遍发育，平均厚度12.53m，为本区主要标志层。本段含煤5层（一1 2、一2 2、一3 2、一3、一4），其中一1 2煤厚0.643.06m，平均1.54m；一2 2煤厚0.29-1.79m，平均1.21m，井田内大部分地段可采。另外3层煤均不可采。中段：自L4灰岩顶至L8灰岩底，平均厚度51.14m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，局部夹3层石灰岩（L5L7）及薄煤6层（一5、一1 6、一2 6、一1 7、一2 7、一8）。中部常有一层中粗粒石英砂岩，L5、L6灰岩有时相变为中细粒砂岩或砂质泥岩，所见6层薄煤
13、均不可采。上段：自L8灰岩底至L9灰岩顶，平均厚度15.63m。以石灰岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹薄煤1层（一9煤），不可采。含灰岩2层（L8 、L9），多为煤层顶板。其中L8石灰岩普遍发育，厚度6.77m14.78m，平均厚9.31m。L9石灰岩厚度大，层位稳定，为本区主要标志层。二叠系下统山西组（P1sh）下起太原组L9石灰岩顶界面，上至砂锅窑砂岩底界面，地层厚度65.3496.50m，平均厚77.47m，与下伏太原组整合接触。由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为本井田主要含煤地层。根据其岩性特征自下而上分为二1煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。二1煤层段：自太原组L9灰岩顶界面至
14、大占砂岩底，厚21.76m。以含菱铁质泥岩、条带状砂岩及煤层组成，含煤4层（二0、二1、二2、二3），其中二1煤层为本井田主要可采煤层，厚4.736.77m，平均6.16m，底部为细中粒砂岩，多夹泥质条带，具波状、透镜状层理，称“二1煤层底板砂岩”，为一辅助标志层。大占砂岩段：自大占砂岩底至香炭砂岩底，含13层砂岩，厚26.36m。下部为中粗粒长石、石英砂岩（大占砂岩），层面含较多白云母碎片及炭质，具交错层理，局部含泥质团块，平均厚7.46m，为主要标志层。上部为深灰色砂质泥岩、泥岩，偶夹不可采的二2、二3煤层。香炭砂岩段：自香炭砂岩底至小紫泥岩底，含12层砂岩，厚18.50m。由中细粒砂岩及砂质泥岩、泥岩组成。下部的香炭砂岩为深灰色细粒长石石英砂岩，含泥质包体与菱铁质团块，厚7.08m。上部的泥岩及砂质泥岩呈灰、黑灰色，产植物叶部化石。小紫泥岩段：自小紫泥岩底至砂锅窑砂岩底，属本组顶部，厚10.85m。岩性以紫灰色泥岩为主，含铝质及菱铁质假鲕，局部夹深灰色砂质泥岩。二叠系下统下石盒子组（P1x）下石盒子组地层直接沉积于下伏山西组地层之上，下起砂锅窑砂
