補連塔煤礦七公尺大採高高效開採
技術專項總結
中國神華能源股份****
二零一二年三月二十二日
一、礦山基本情況
補連塔煤礦是中國神華能源股份****在神府東勝煤田開發建設的特大型現代化礦井之一，礦井位於內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮，井田東以烏蘭木倫河一級階地的西緣為界，南與上灣井田連線，西與呼和烏素及爾林兔毗鄰，北與李家塔礦接壤，其地理座標為：東經：109 56′50″～ 110 10′18″，北緯：
39 15′16.5″～ 39 24′15″。
補連塔礦是一座集生產和洗選為一體，產、運綜合布局，統籌建設的高產高效現代化礦井，礦井前身為原馬家塔斜井，2023年4月開始建井，設計能力為0.6mt/a，於2023年建成，同年決定改擴建為3.0mt/a的大型礦井，2023年10月16日建成投產。
2023年開始1000萬噸技術改造，2023年礦井生產能力達到20.0mt/a，2023年中國神華能源股份****決定再次對補連塔礦進行改擴建，設計能力為20.0mt/a，2023年6月14日改擴建完成並移交生產, 2023年5月中國神華能源股份****決定再次對補連塔礦進行改擴建，設計能力為25.
0mt/a，同年12月改擴建完成並移交生產。2023年核定生產能力為25.0mt/a。
補連塔煤礦地質結構簡單、煤層賦存穩定，開採技術條件好，井田內有可採煤層11層，主要可採煤層12煤層、22煤層和31煤層。井田內各煤層主要為長焰煤、不粘煤，屬特低灰～低灰、特低硫～低硫、特低磷～低磷、中高發熱量煤的優質動力及化工用煤。截止到2023年底，礦井保有儲量為19.
8億噸，可採儲量為12.5億噸，礦井剩餘服務年限為38.5年。
礦井主要採煤方法為長壁後退式回採，全部垮落法管理頂板。2023年1月份礦井22303工作面布置完畢，建成世界第乙個7公尺大採高工作面，工作面長為301m，推進長度為4996m，平均煤層厚度為7.31m，工作面可採儲量為1311萬噸。
22304工作面為神東煤炭集團第三個7公尺大採高綜採工作面，工作面長為286.2m，推進長度為4881.5m，平均煤層厚度為7.
08m，工作面可採儲量為1187.97萬噸。礦井22煤三盤區工作面核定工作面回採率為93%，2023年三盤區7公尺採高工作面回採率為95%。
二、7公尺大採高採煤工藝技術
2023年1月份補連塔礦革新大採高工作面採煤工藝，在裝置配套方面立足國際先進水平，大膽選型、優化組合，配備7公尺大採高液壓支架及配套裝置，建立了世界最大採高、超重型綜採工作面，解決了7公尺厚煤層一次採全高的技術難題，使工作面回採率提高到95%。
（一）割煤方式
採用端頭斜切進刀雙向割煤方式（割三角煤），進刀距離為70.5m，截深為0.865m。進刀方式:斜切入煤壁→推溜→割三角煤→拉架→返空刀→推溜六個過程。
採煤機進刀方式圖
工作面機頭和機尾頂板創新採用垂直方式過渡。煤機至機頭機尾時利用4架距離將採高由6.8m過渡至6.
0m，然後在機頭機尾過渡架處將採高由6.0m垂直過渡至順槽高度後與順槽割透。這樣不僅減少了過渡損失煤量，同時打破了端頭必須平緩過渡的常規方式，與常規過渡方法相比較，過渡區的頂煤留設量減少，全工作面過渡區頂煤**提高18.
2萬噸。
機頭機尾過渡示意圖
（二）裝煤方式
採煤機割煤時利用滾筒上的螺旋葉片旋轉將煤拋至刮板運輸機內，再由可伸縮膠帶機將煤運至地面煤倉。
（三）運煤方式
刮板輸送機將煤運至機頭後側卸入橋式**機，經破碎機破碎後運至**機機頭卸入可伸縮帶式輸送機機尾。
（四）支護方式
工作面採用兩柱掩護式液壓支架進行支護；運順超前20m範圍採用太原煤科院生產的四柱支撐掩護式液壓支架(zydc3000/28/47型)結合單體進行支護；回順超前20m範圍採用太原煤科院生產的支架組(zfdc3000/26.5/47型)進行支護。
（五）採空區處理方式
採用自然垮落法處理頂板。
通過應用以上技術，每刀生產原煤量增加235噸（與6.3公尺工作面比較），回採率較使用6.3m支架提高了9.5%。
三、專項資金實施情況
礦井在2023年獲得礦產資源節約與綜合利用獎勵資金1000萬元，為確保專項資金使用的合理性和規範性，做到專款專用，公司成立了專項資金組織領導機構，將該資金用於進一步完善工作面裝置配套，確定購置1套dbt 3*1600kw刮板機機頭架、機尾架（含變線、過渡槽），**機機頭架及起坡段和破碎機機頭架,進一步提高了原煤回採效率。
四、近幾年完成的用於提高「三率」的專案投資情況
（一）2023年投資了500萬進行7公尺大採高可行性研究、確定合理、經濟的煤柱寬度、研究確定了工作面兩順槽的布置、煤柱留設寬度及大採高工作面巷道支護引數。投資了1800萬完成了22303工作面（7公尺大採高）兩順槽、切眼及回撤通道的巷道掘進。2023年用於提高「三率」的專案總計完成投資2300萬元。
（二）2023年投資了2.97億元購買163套大採高、高阻力液壓支架及採煤機等配套綜採裝置（見下表）。投資了120萬研究7公尺大採高工作面兩端頭垂直過渡的創新技術。
投資了2780萬完成22304作面兩順槽、切眼及回撤通道的巷道掘進，完成三盤區專用回風巷的掘進。2009用於提高「三率」的專案總計完成投資32600萬元。
（三）2023年投資了200萬對採煤機離合器進行改造（因改造7ls7煤機時牽引塊加了一級惰輪、支腿加高、滾筒加大，機身重量增加，但沒有相應加強牽引離合器，致使頻繁損壞）。投資了70萬進行22303工作面兩順槽巷道的補強支護。投資了30萬進行7公尺大採高工作面礦壓觀測、分析、研究，確保工作面順利、安全推進，為安全貫通提供技術保障。
投資12000萬購買四盤區採全層回採液壓支架。2023年用於提高「三率」的專案總計完成投資12300萬元。
（四）2023年投資了21000萬元購買7公尺大採高工作面回撤專用裝置180臺。投資了400萬用於進行22303工作面回撤通道注射高分子加固材料。2023年用於提高「三率」的專案總計完成投資21400萬元。
五、礦產資源節約與綜合利用經濟效益計算與說明
礦井將逐步在具備條件的厚煤層布置大採高工作面，加強礦產資源節約與綜合利用。各項經濟效益計算如下：
（一）2023年實現的經濟效益計算如下：
1.22303工作面總推進長度為4996公尺，2023年推進剩餘段978公尺，工作面使用7公尺支架後，實現經濟效益：
978÷0.865×235×331.03 =8795萬元
（22303工作面已回採完畢，2023年推進長度978公尺，截深0.865公尺，每刀煤比6.3公尺採高多**原煤235噸，原煤售價331.03元/噸）
2.22304工作面推進長度為4981.5公尺，2023年共推進了3112公尺，工作面使用7公尺支架後，實現經濟效益：
3112÷0.865×223.4×331.03 =26605萬元（截深0.865公尺，每刀煤比6.3公尺採高多**原煤223.4噸，原煤售價331.03元/噸）
補連塔煤礦自使用7公尺大採高裝置後，2023年盤活煤量106.95萬噸，實現的經濟效益總額35400萬元
（二）礦井後續工作面預期實現的經濟效益計算如下：
1.預計22304工作面剩餘推進長度產生的經濟效益
其預期經濟效益可按下述方式初步估算：
1869.5公尺÷0.865公尺×223.
4噸×331.03元/噸=15984萬元（22304工作面剩餘推進長度1869.5公尺，截深0.
865公尺，每刀煤比6.3公尺採高多**原煤223.4噸，原煤售價331.
03元/噸）
2.預計礦井22煤三盤區22305～22309工作面產生的經濟效益計算如下：
礦井22煤三盤區的22305、22306、22307、22308、22309工作面。22305～22309工作面長度分別為：301m、322m、301m、301m、301m;推進長度分別為：
4684m、4684m、4684m、4684m、5320m。
預計在22305～22309工作面可盤活原煤量為：
·（原煤容重為1280kg/m3,工作面採出率為0.95，原煤售價331.03元/噸,採用大採高支架後的採高為7公尺，工作面原來採高為6.3公尺）
預計產生的經濟效益為：331.03*6084194=201405萬元
3.預計礦井12煤五盤區12509～12515工作面產生的經濟效益計算如下：
礦井12煤五盤區的12509、12510、12511、12512、12513、12514、12515工作面均為大採高工作面（7m），12509～12515工作面長度分別為：330m、330m、330m、330m、300m、330m、330m、;推進長度均為：3100m
預計在12509～12515工作面可盤活原煤量為：
[330*3100*（7-6.3）*6+300*3100*（7-6.3）] *1.28*0.95
=6015840噸
（原煤容重為1280kg/m3,工作面採出率為0.95，原煤售價331.03元/噸,採用大採高支架後的採高為7公尺，工作面原來採高為6.
3公尺）預計可產生經濟效益331.03*6015840=199142萬元
4.按照設計礦井22煤五盤區將布置20個大採高工作面，預計可盤活煤量為：
20*3700*300*（7-6.3）*1.28*0.
95=18896640噸，預計可產生經濟效益為：331.03*18896640=625535萬元；（設計工作面推進長度為3700公尺，工作面長度為300公尺，原煤容重為1280kg/m3,工作面採出率為0.
95，原煤售價331.03元/噸,採用大採高支架後的採高為7公尺，工作面原來採高為6.3公尺）
5.按照設計礦井22煤四盤區將布置16個大採高工作面，預計可盤活煤量為：16*3100*330*（7-6.
3）*1.28*0.95=13932441噸，預計可產生經濟效益為：
331.03*13932441=461205萬元。（設計工作面推進長度為3100公尺，工作面長度為330公尺，原煤容重為1280kg/m3,工作面採出率為0.
95，原煤售價331.03元/噸,採用大採高支架後的採高為7公尺，工作面原來採高為6.3公尺）
預計礦井後續大採高工作面使用7公尺大採高裝置後，預期盤活煤量4621.7萬噸，預期實現的經濟效益總額1529924萬元。
可見，採用厚煤層一次採全高技術開採，可大大提高資源**率，延長礦井服務年限。該項目的研究已經為礦井及公司帶來巨大的安全效益和經濟效益，還將帶來更大的安全效益和經濟效益，同時對礦區的可持續發展及國內同類礦井的厚煤層開採具有重要的借鑑意義。
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