水力採煤方法

水力採煤是利用高壓水射流破落煤體.並利用水力來完成運煤和提煤的採煤方法。 在我國水采井區中,常用的水采方法主要有傾斜短壁水力採煤法和走向短壁水力採煤法。

基本介紹

• 中文名：水力採煤方法
• 外文名：Hydraulic coal mining method
• 類型：傾斜短壁水力採煤法
• 優點：機械化程度高，自動化，安全可靠
• 屬於：煤
• 學科：煤礦工程

水采生產系統

全部水力化礦井

1、全部水力采、運、提的水力化礦井

井下的運輸提升過程均採用水力完成。輔助運輸用旱采方式。

2、分級運提的全部水力化礦井

主要區別為：運輸、提升採用水旱分級方式。

從採區到地面，粒度小的用水力，大的用旱提、旱運方式。

水旱結合的部分水力礦井

1、水旱兩套生產系統的礦井

因井田內煤層賦存條件相差太大，有適於旱采的，有適於水采的，用兩套生產系統。

2、用水力完成部分生產環節的礦井

水旱結合如用水力落煤和運煤，用旱提方式提煤或用機采炮采落煤，用水運、水提的等。

水采工藝

由三部分組成：即高壓供水系統、煤水運提系統、脫水系統。

高壓供水系統

由供水源、高壓供水泵、高壓供水管路、水槍組成。

1、供水源：要充足適用（固體顆粒雜質少，酸度低、取用方便）。有開式供水、閉式供水（循環處理供水）兩種供水方式，目前閉式供水是絕大部分礦區必須採用的一種方式。

2、高壓供水泵：系統的核心，有往復泵、離心泵，我國水采井（區）均採用分段式多級離心泵。供水壓為12～20Mpa，當煤較硬時，需高壓，可多泵串聯，一泵一槍，泵設在地面或井下，一泵安裝多槍，可輪流使用。而掘進面一般用炮掘、水運，低壓（0.6～2Mpa），需要單獨設供水系統。

3、高壓供水管路：分為主幹管、支幹管、支管幾種管路。主幹管為主要管路，鋪設在井筒、井底車場、運輸大巷和石門中，使用期限長，要用較大直徑，內徑250～300mm，壁厚10～15mm；支幹管鋪設在上山、區段運輸巷、分段上山中，服務時間較長，管的內徑為150～200mm，壁厚7～10mm；支管設在回採眼、回採巷中，要經常拆移，用小的管路，一般內徑125～150mm，壁厚7mm。

4、水槍：是水采的最主要採掘設備；可分為手動水槍、液控水槍、自移液控水槍。

手動水槍：結構簡單，維護方便，造價低，操作人員可直接監視破煤情況；但勞動強度大，沖采時易發生返煤傷人情況。

液控：機械化程度高，動力單一，破煤效果好，可離槍操作。

自移液控水槍：在研究中。可以遠距離操作，安全、高效。

煤水運提系統

可分為明槽自流水力運輸系統、管道運輸系統兩種。

1、明槽自流水力運輸：溜槽或巷道底板。有坡度，2～3m/S以上的速度。採區內部多用此方式。自溜運輸方式。

2、管道運輸：煤水泵提供動力，是水採礦井廣泛採用的運輸方式，不受坡道限制，允許線路曲折變化，表3提供了幾種煤水泵的技術參數。管道運輸最大的問題是泵、管的磨損問題。

脫水系統

將煤、水分離的系統。可以與選煤廠相結合，直接進行煤的洗選。若無洗煤廠，則需要設地面專用脫水車間，或設簡易脫水系統。

發展趨勢

現有水采工藝的發展趨勢

當前水采技術所體現的一切優點都是與工作面短壁無支護、大射流沖采和水力運輸密切相關的。它具有系統裝備簡單、機械化程度高、生產連續性強、回採工序單一、體力勞動輕、易於操作和對地質條件適應性強等優點。因此，在當前及今後相當長的一段時間內，預測我國水采發展趨勢主要是：

(1)積極優先發展高產高效型水采。在條件適合或基本適合無支護大射流水采工藝要求的厚及特厚、儲量豐富的煤層中推行水采。

(2)發展經濟型或區域化水采，在難以推行旱采機械化、或旱采機械化效益差的傾斜、急傾斜和不穩定煤層採用經濟型或區域化水采工藝，能夠取得優於旱采的技術經濟指標。

積極開展技術創新工程

隨著生產發展的需要，水採在技術上也將要有一個新的進展和突破。綜合分析國內外水采技術發展的動向和趨勢及不同學科間相互交叉、滲透和融合，會出現一系列新的技術創新項目，歸納起來主要有以下幾個方面：

(1)不斷探索水采工藝的新形式和新工藝，以期構成一個完整的水力機械化體系。

(2)深入開展研究高瓦斯含量煤層水采工作面通風新方式，創造完整可靠的迴風通路。

(3)改革工藝流程，簡化生產系統，以適應中小型礦井的發展需要。

(4)走與水選結合的路子，不斷提高水採煤炭質量。

加強技術裝備研究

根據需要應在以下幾個方面開展工作：

(1)研製高效遠距離落煤水槍，使其有效射程達25m左右。目前我國水槍有效射程在15～20m，這樣就限制了回採順槽間距的加大，不僅增加了采後掘進巷道，提高了生產成本，同時也導致採掘接續緊張。日本正在研究遠距離落煤水槍，采面漏斗布置可達30m左右。

(2)研究開發井下煤水固液分離設備，將硐室功能轉變為設備功能，達到一機多用，重複使用之目的。這方面已有方案構想，如果試點落實可進行試驗。

(3)研究新型水力鑽機，為水采工作面打通風孔提供可靠設備。

(4)研製小流量高壓供水泵，以滿足中小型礦井的生產需要。

(5)開展有支護水采專用設備的研究，主要是近距離落煤水槍和液壓支架。

加大水采管理創新工作力度

隨著知識經濟的發展和信息社會的進步，我們已經進入了一個物質財富生產和精神財富生產的社會。在這個社會裡，無論是生產運營、科學研究、創造發明和娛樂體育活動都離不開科學管理。因此，在日趨激烈的市場競爭中，水采如何進一步提高管理水平，已經成為一項十分重要的工作。過去水采簡單的生產管理模式，已不適應生產發展的要求，甚至有一些管理方式可能會妨礙生產力的發展，所以在水采生產管理方面，要結合實際，勇於改革大膽創新，不斷完善水采管理運行機制，提高水采生產現代化管理水平。

加強水采理論研究

主要開展以下幾個方面的工作：

(1)水力破煤機理及最佳落煤參數的研究；

(2)固液兩相流水力輸送參數的研究；

(3)短壁無支護水采工作面礦壓顯現規律的研究；

(4)水采工作面採掘過程中沼氣湧出規律的研究。