水力採煤礦井

水力采煤礦井是利用高壓水射流破落煤體，藉助水力運輸、水力提升將煤轉運至地面後進行脫水的一種採煤礦井。採煤礦井較旱采礦井的多工序、多環節的生產過程，得到了很大的簡化。水力採煤礦井具有產量大、效率高、成本低、工序簡單、勞動強度小，安全條件好，增產潛力大等優點。近年來， 國內外部很重視發展水力採煤礦井。我國水力採煤從1956年開始試驗，經過二十年來的生產實踐，在生產工藝、巷道布置、設備製造等方面都有一些改進和發展。

中文名稱	水力採煤礦井
英文名稱	hydraulic coal mine
定　　義	以採用水力機械化採煤技術為主的礦井。
套用學科	煤炭科技（一級學科），煤礦開採（二級學科），水力採煤（三級學科）

基本介紹

• 中文名：水力採煤礦井
• 外文名：hydropowered coal pit
• 生產系統：供水、運輸和提升、脫水沉澱系統
• 採煤方法：漏斗式和走向短壁採煤方法
• 優點：產量大、效率高、成本低等

生產系統

水力採煤礦井的生產系統可歸納為以下四個系統：

1. 高壓供水系統：從地面高壓泵起，經高壓供水管，到采、掘水槍。
   
2. 煤水運輸系統：是指煤漿經溜槽至井底車場的輸送全過程。如果採用溜槽，煤漿自流到井底車場，叫做無壓水力運輸；如果煤漿流到採區煤水倉，再由煤水泵通過管路輸送到井底車場，叫做有壓水力運輸。
   
3. 煤水提升系統：是指煤漿從井底車場，經煤水管提升到地面選煤廠的過程。
   
4. 脫水沉澱系統：是指煤水經地面選煤廠脫水分選的過程。
   

採煤方法

目前水力採煤礦井普遍使用的採煤方法有兩種：一種是漏斗式採煤法，一種是走向短壁採煤方法。

漏斗式採煤法

漏斗式採煤法，是因為回採工作面和開切眼成漏斗形而得名。它又有雙面漏斗式和單面漏斗式之分：雙面漏斗是在開切眼的兩側布置工作面；單面漏斗是在開切眼的一側布置工作面。這種採煤方法，最適用於緩傾斜煤層。在採區中央，沿煤層開掘溜煤上山和軌道上山，兩上山相距15~20米，每隔一定距離用上山聯絡眼貫通，從上山向兩側以5~7%的坡度，掘進區段溜煤巷和輔巷之間每隔10~15米用小聯絡眼貫通。當區段溜煤巷和輔巷掘到採區邊界後，沿煤層走向每隔一定距離，順煤層向上掘開切眼。兩開切眼間距應以水槍有效射程而定，一般為20~25米。為了避免獨頭通風和增加安全出口，兩開切眼間每隔50米左右，用聯絡眼貫通。回採工作是由開切眼上端開始，自上而下連續進行。

走向短壁採煤法

走向短壁採煤法，是我國目前套用相對較多的一種水力採煤方法。首先開掘採區上山，上山間距20米左右，每隔25~30米用聯絡眼連通。然後從採區上山，向採區邊界以5~7%的坡度開掘若干開採巷道(相當於走向長壁採煤法的順槽)，相鄰兩條開採巷道間距約為10米左右(即工作面長度)，故得名為“短壁式”。為了生產安全，兩開採巷道間，每隔40~60米用聯絡眼貫通。煤垛尺寸，沿走向寬約5米，沿傾斜長約10米。在採區內一般安排3~5個煤垛進行採煤。上、下工作面之間的錯距約為20~30米。

回採時，水槍安放在開採巷道內，向上沖采，沖采順序與漏斗式採煤法大致相同。

漏斗式採煤法的優點是：效率較高、掘進率低；缺點是：受上方採空區竄矸壓槍的威脅大、影響安全和回採率。走向短壁採煤法的優點是：安全可靠，回採率較高，開採巷道內行人、運料方便；缺點是：掘進開採巷道時，不易掌握方向和坡度，掘進率較高。

年產量和服務年限

確定水力採煤礦井年產量時，必須考慮的重要因素之一是水采設備的能力。目前我國水力提升設備生產能力較大，如一套煤水泵的煤水比為1：2時，小時提升能力開灤-Ⅱ型煤水泵可達120t，開灤-Ⅶ型可達240t，12M6×2型可達260t。

根據水力提升的設備能力分析，一般水力採煤礦井的日產量控制在1000~1500t左右是適宜的，即年產量為30~45萬t。如果儲量豐富，煤層埋藏較穩定，地質構造簡單，頂板較穩定，符合水采條件的煤層，設計為大型礦井也是合理的。

水力採煤礦井的服務年限，必須與井型及煤炭儲量相適應，一般可按旱採礦井規定執行。

井田界限

在旱採礦井中確定井田界限的基本原則，仍適用於水力採煤礦井。但它也有一些特點，一般溜槽水力運輸時，水力採煤礦井的一翼走向長度最好控制在1000~1500 m左右，管道水力運輸時，應根據一台煤水泵的揚程所具有的運輸能力來確定，當煤漿管的直徑為250~300mm時，可以達到2500~3500m。

礦井沿傾斜長度，由於水力提升能力較大，轉載硐室的開拓工程量比旱采小，因此與早採礦井的傾斜長度相比，顯然要大一些。

水力採煤礦井的開拓

水力採煤礦井的開拓，根據階段運輸巷內煤水的運輸方式不同，可分為兩種類型。

無壓水力運輸礦井的開拓

無壓水力運輸礦井的開拓，在井田的中央開掘主井和副井(也可為斜井)，在主井裡架設煤水管及高壓水管，在副井裡升降人員，下放材料和運送設備。

井筒開至運輸水平後，開掘井底車場，然後開掘階段溜煤巷、階段運輸平巷及階段迴風平巷。為保證煤水沿溜槽自流，階段溜煤巷要有5~7%的坡度。當階段運輸平巷和階段迴風平巷掘至井田邊界時，即可布置回採工作面，進行回採。

從開切眼采落的煤和水混合成煤漿，沿溜槽經階段溜煤巷、階段溜煤石門，到井底煤水倉，再經煤水泵房由主井提至地面。

新鮮風流從主井和副井進入井下，經井底車場、階段溜煤巷和階段運輸平巷、開切眼，到工作面，乏風由採空區到階段迴風平巷，再由風井排至地面。

井下需要的材料、設備，由副井下放，經井底車場、階段運輸平巷，送至用料地點。

有壓水力運輸礦井的開拓

有壓水力運輸礦井的開拓，在井田的中央開掘主井和副井，到運輸水平後，掘井底車場，高壓煤水泵房，然後開掘階段運輸平巷、輔巷、採區軌道上山、溜煤上山、採區煤水泵房；同時開鑿迴風井、階段迴風平巷。形成通風系統後，從採區上山向兩翼掘區段溜煤巷和區段迴風巷，並掘開切眼，即可進行回採。

從開切眼采落的煤，順溜槽經區段溜煤巷、採區溜煤上山流到採區煤水倉，由煤水泵加壓後沿煤水管流經階段運輸平巷，至井底車場再由井底車場高壓煤水泵轉提至地面。

新鮮風流，從主井和副井進入地下，經井底車場、階段運輸平巷和輔巷、採區軌道上山和溜煤上山、區段溜煤道、開切眼，到工作面，乏風經採空區、區段迴風巷，採區溜煤上山(上段)、階段迴風平巷，最後由風井排出井外。

井下所需的材料、設備，由副井下放，經井底車場、階段運輸平巷、採區批道上山，送至用料地點。