难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告.pdf
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1、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 2一、项目概要 2 1、技术说明 2 2、实施计划 2 二、项目的经济社会意义 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 7五、项目承担单位概况 7 1项目承担单位及分工情况 7 2技术负责人情况 9 六、资金筹措及资金使用计划 . 10六、资金筹措及资金使用计划 . 10 1、投资估算 .10 2、资金来源 .11 3
2、、资金使用计划 .11 七、财务分析及评价 . 11七、财务分析及评价 . 11 1、基本的分析依据与假设 .11 2、本项目与普通分层综采比较分析 .12 3、项目收益估算 .12 4、项目现金流量估算 .13 5、财务指标分析 .13 6、其他需说明事项 .13 八、项目成果的推广范围和可能性 . 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 . 14九项目风险分析及对策 . 14 1、政策风险 .14 2、技术风险 .14 3、市场风险 .14 4、财务风险 .14 附件:国家计委计高技19991699 号文件 国家煤炭局煤行管字2000第 86 号文件 项目专家论
3、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 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 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
4、(煤厚3.55.5m)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
5、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 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
6、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 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
7、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
8、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3.55.5m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1.72.7m,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
9、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
10、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1 YFJ2200-16/24轻型放顶煤支架 图1 YFJ2200-16/24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 (2535)”、高瓦斯、易自燃及较薄厚煤层(3.55.5m
11、)、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 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
12、,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
13、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(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
14、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
15、采设备的下滑,支架拉架力大; (5)支架结构简单,工作可靠;采用单铰接机构,支架内力较小, 支架重量轻,每架仅6t; (6)支架整体外形及单个构件的外形尺寸小,一般情况下支架可整 体下井和整体拆装; (7)支架后部放顶煤空间较大,并能保持在支架工作时,放顶空间 不因支架支撑状况变化而改变; (8)支架在工作时,随着顶板下沉,支架有指向煤壁的水平支撑力 产生,对维护软顶煤有很大的好处; (9)在不使用特殊防片帮措施(防片帮板)时,支架在煤帮稳定性的 关键部位,可提供支架防片帮支撑力; (10)为便于支架在试验成功后能获得广泛推广,支架零部件大量采 用煤矿液压支架通用零部件。 使用YFJ2200-
16、16/24型轻放支架,将可取得如下成果: 1在满足对工作面顶板支护强度的要求和支护功能完善的前提下, 比一般放顶煤液压支架重量降低4050,每架支架单价降低35 45,则每个工作面可节省投资数百万元; 2支架具有最好的密封、支护端面顶板及控制顶梁位态的性能, 对较薄厚煤层及软煤层顶煤有特殊的控制能力; 难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告 6 3放煤空间高度稳定,不因煤层厚度变化而变化,对地质埋藏不 稳定煤层有特殊的适应能力; 4有可靠的防倒防滑特殊装置,对倾角小于30度的工作面有特殊 适应能力; 5支架外形尺寸小,可在综放工作面整体拆除,在井下可整体运 送,大大简化了重型设备下井及运
17、输安装工作的难度。 四、本项目产业化工作内容及实施进度计划 四、本项目产业化工作内容及实施进度计划 本项目产业化内容包括YFJ系列轻放液压支架的基本架型及其配套 的过渡支架,研制和产业化内容如下: (1)上海大屯能源股份有限公司进行工业性试验,要求所研制的支 架的实际工作性能满足设计要求,使工作面主要技术经济指标达到(1) 月产8万吨以上;(2)工作面煤炭回收率达82%;(3)工作面直接工效率 20t/工; (2)研制YFJG2800-16/24型轻放过渡支架,作为同类型轻放支架配 套的过渡支架; (3)根 据 工 业 性 试 验 存 在 的 问 题 , 修 改 和 开 发 定 型 YFJ22
18、00-16/24 轻型放顶煤支架, 并作为定型推广产品, 在23年内推广使用35套(工 作面); (4)开发YFJ系列支架,设计和开发YFJ2800-16/26中硬以上煤层轻 放支架,试制样机,并通过样机试验; (5)配套研制YFJG3200-16/26中硬煤轻放过渡支架; (6)研制开发YFJ系列轻放工作面端头支架。 本项目实施以产、学、研三结合进行开发的方式,中国矿大北京校 区以科研成果,专利技术与内蒙古二机厂合作设计制造样机,在上海大 屯能源股份公司作为示范工程点,进行工业性试验。 该项目预计周期为三年,进行一种类型支架的工业性试验和研究开 发本系列的另一种新型支架,计划如下: 2001
19、.5 2001.9 1)YFJ2200-16/24支架工厂加工; 2)YFJG2800-16/24过渡支架工厂加工 2001.102001.11 支架及过渡支架运往现场,地面试车井下安装 2001.122002.12 井下应用 2002.122003.3 YFJ2200-16/24支架鉴定 2003.4 2003.10 1)YFJ2800-16/24轻放支架设计研制 2)YFJG3200-16/28过渡支架研制开发 难采煤层轻型放顶煤液压支架项目可行性研究报告 7 五、项目承担单位概况 1项目承担单位及分工情况 1)上海大屯能源股份公司 五、项目承担单位概况 1项目承担单位及分工情况 1)上海
20、大屯能源股份公司 上海大屯能源股份有限公司由大屯煤电(集团)有限责任公司作为 主发起人与中国煤炭进出口公司、宝钢集团国际经济贸易总公司、上海 煤气制气物资贸易有限公司和煤炭科学研究总院共同发起设立,经国家 经贸委批准,于1999年12月29日在上海市工商行政管理局注册。公司住 所在浦东新区桃林路18号,法定代表人曹祖民先生,注册资本为30151 万元。 上海大屯能源股份有限公司的主发起人大屯煤电(集团)有限责任 公司是煤炭生产、火力发电、铁路运输综合经营的国有大型企业,名列 520家国家重点企业。集团公司坚持质量、信誉第一的经营方针,精煤 产品获国家银质奖,1999年集团公司整体通过了ISO9
21、000国际质量体系 认证。集团公司依靠科技进步,走持续、快速、健康发展之路,企业技 术中心经国家经贸委、财政部、国家税务总局、海关总署确认为国家级 技术中心。集团公司严格内部管理,开拓外部市场,经济效益稳步提高, 盈利水平在煤炭行业名列前茅。集团公司坚持物质文明和精神文明建设 协调统一,多次被评为省部级优秀企业和思想政治工作先进单位。 上海大屯能源股份有限公司的发起人中国煤炭进出口公司,主要经 营煤炭及其它商品的进出口业务,是煤 炭系统经济效益较好的企业之 一;宝钢集团国际经济贸易总公司是国内外知名企业宝钢集团规模较大 的子公司,集团内外贸易于一体,经济效益良好;上海煤气制气物资贸 易有限公司
22、是上海知名的煤气集团公司 所属经济实体共同出资组建的 企业,主要经销化工产品和煤气工程等,其经营业绩优良;煤炭科学研 究总院是中国煤炭工业最高科研机构,具有较强的综合科研能力。五家 发起人优势互补,强强联合,为股份公司的发展提供了健康的母体和强 大的生命力。 上海大屯能源股份有限公司主要经营煤炭生产、洗选加工和销售及 自营铁路运输业务,净资产为46385.80万元,经财政部批准,总股本为 30151万股,其中大屯煤电(集团)有限责任公司28266万股,中国煤炭 进出口公司975万股,宝钢集团国际经济贸易总公司715万股,上海煤气 制气物资贸易有限公司130万股,煤炭科学研究总院65万股。 上海
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