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水力采煤的适用范围及效果 第六图书馆 水力采煤法 适用条件 效果 采煤煤炭科学技术张茂林 孟祖龙不详1992第六图书馆 第六图书馆 ．| 々 莽 逆 f 划 雾 覆 欠 水力采煤的适用范围及效果 煤 炭 科 学 研 究 总 院 唐山 分 院 垦 盟莲 望 查7 ， 摘要根据我 国靠采矿 井3 5 年的生产经验总 结 了水 力采煤 适应 的三熹地质 条件 和四 种发挥 靠采优势的特殊 情况。并认 为我 国煤 田赭量 丰富， 条件多种多样， 应 发展 多种机械 化采煤形式。综采、 高档 普采和水 采作 为机械化 手段应互 为补充， 在 适合 的条件下 发挥 各 自的工艺优势 ， 关薯 饲水采适 用 条件效果 ， 我国水力采 煤技术经 历了3 5 年的生产考 验 ，使用范 围和生 产规 模逐渐扩 大 ，目前 已 发展到 比较成熟 的阶段 ，并 被确认 为是我国 煤炭工业实现机械化开采的一条重要技术途 径。水力采煤 和其他 机械化开采方式 一样， 具有 自己的适 用范 围。在煤矿 中， 由于煤层 地质条件多种 多样 ，任 何一种机械化开采方 式都 不能 包打天下 。如 1 9 5 8 年 以来 ，在适台 的条 件下发展 水采 就取得了成功，而 不讲技 术条件和地质条件盲 目地发展水采 就导致失 败 ，教训是很 深刻的。我们认 为，在 目前条 高精度 、高可 靠性 的A／ D转 换接 口，以及显 示清晰的显示 屏。微 电脑采 集一次仪表取得 的信息，对煤 浆管 路的运行 情况进行分析 、 计算，并按生产班、日、月打印出包括煤浆 量 、煤水 比、煤量 等主要数据，还设置 了流 量报警功能， 以提高系统 运转的可靠性 。 为 了对采掘供 水进行计量，近年来我们 研制成 功 LC Z 一 8 0 型超声 波流量 计，其 性能 在 国内领先 ，与 日本进 口的同类产 品相 比， 具有抗干扰能力强、测量精度相当，而价格 仅 为其l ／ 5 。 关于供水泵和煤水泵运行情况的监测， l O 件下，综采、高档普采和水采这几种机械化 开采方式应该 发挥各 自的优 势，在 各 自的适 用范 围内推 广应 用 ， 提 高我国煤炭工业 的 机械化水 采和经济效益 。 通过 多年 的生产 实践经验 的分析 总结， 煤炭科 学研究 总院唐 山分院水采所提出了水 采技术适 用的 三类 煤层条件 和能 发挥水采功 能 的 四种特殊 情况。 水采 适用 的三类 煤层条 件是 1顶 板稳定或 中等 稳定，沼气含量 小 ，煤质 中硬 或 中硬 以下 不含厚而硬 的吏 石 ，倾 角7 。 ～3 5 。 ，煤 厚 3 ～8 n 2 的缓倾斜 及倾斜 、厚及 特厚 煤层 在通 化局 的支持下，在 大湖矿开发了三级微 机调度 系统 。三级分站将各 台设 备的运行数 据传 给二 级， 和所 属的模拟盘，然后再传给 一 级 微机进行 储存 、计 算和统 计等。调度人 员 可通过模拟盘掌 握所有泵的运行情况 。 以上监测 仪表 和系统 的研制为水采矿井 科 学化管理和保证 正常 生产提供了条件，这 些技术和 仪表 已推 广应用到电力 等行业。 随着水采生 产和科 学技术的发展，水采 装备 水平 会不 断完 善提 高， 进一步扩大水 采 的适用范围。 责任犏辑王延 圣 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 2顶 板稳定 或 中等稳定 ，倾 角3 5 。 以 上的倾 斜 、急倾斜煤层。 3顶 板稳定或 中等稳定 ，倾 角7 。 以 上 地质 构造 比较 复杂 ，倾角 、厚度 、走 向 变 化较 大的不 稳定煤层。 发挥水 采功能 ，生产效果有可能优 于旱 采 的四种特殊情 况是开采煤层时煤尘危害 太 工作面淋水或老塘涌 水严重，丢失残煤 较多 需要 复采 以及早提能力不 足需扩大生产 能 力均 矿井。 ，对 于第一类煤层条件 ，我 们认 为是无克 护 水采工艺 比较 理想，能充分发挥 水采优 势 的条 件。由于顶 板稳 定 性 好 ，可 一次采全 厚 ，煤层生产能力 高，水采 可 以 取 得投 资 少 、见效快 、高产 、高效 安全和低成本 等 一 系列的技术经济效益 我 国枣庄矿 务局 八 一一 矿和陶庄 矿 ，肥城矿务局 杨庄 矿，开滦矿 务局 吕家坨矿 的七 、八 煤臣 台医都 属于这类 条件。据多年 嗽的统计 ，一套 水采 系统装备 的台枪年生产能力可达6 0 1 0 0 万 t。 对 于这类 煤层条件， 即使 当煤层断层较 多 ，走向、倾 角和厚 度变化较 大，水采仍具 有工作面设 备简 单 、机 动灵活和能一次采全 高的优势 ，并保持较好 的经济效益。 对 于第二类 煤层条件 ，水 采作 为解决倾 角在3 5 。以上的倾斜 和急倾斜 煤层 机械 化采 煤 的一条技术途径得 到了发展 。我 国北票矿 务局 从1 9 5 8 年 开始 坚持在 急倾 斜 、有煤与瓦 斯突 出的煤 层 进 行 水 采 ，取得了比较丰富 的经验。近年来 ，该局 水采产 量 比重 逐年增 加 ，1 9 9 0 年水采产量 已 占 全 局 的7 6 ． 6 1 。 全局现有 三对生 产矿井均 } 日 原来 的早采矿井 改造为 以水采 为主、水早并存的矿井。全局 在1 9 9 0 年1 0 个 水采 工 作 面 的 平 均 单 产 为 1 6 5 7 4 t／ B，个别工作面 年产可迭2 5 万 t以 ’ 。水采与早采相 比，圊采工效 提高一倍 ， 坑术消耗减少近1 0 0 ，采 医 回 采率明显 提 高。前苏联水 采矿 井中有很大部 分开 采急倾 斜 煤层 ，他们 的 煤 矿 专 家认为 ，在这 一领 域 ，水力采煤较早采机械化 有明显的优势 ， 是解决急倾斜煤层机械化开采的最有效方法 之一。例如得尔 干水 采矿 ，煤 层倾角5 5 。～ 9 0 。 ， 煤厚 大于8 m，1 9 7 9 年的工作面产量突 破 5 0 万 t／ 年。 通过调查 ，在全 国6 2 6 个 重 点煤矿和统 配煤矿矿 井中，有 1 0 3个矿井开采 急倾斜 煤 层 ， 占1 6 ． 5 。在统配 煤矿 中有6 7 个煤矿开 采急倾斜煤层。四川省是开采急倾斜煤瞑的 重要省 区，储量 比重超过5 0 ，江 南九 省区 急倾斜煤层 的储 量比重也相当大 ，为了提 高 这些地区的采 煤机械 化程 度和经济效益 ，应 该积极发展水 采。 对 于第 三类 煤层条 件，通过1 O 余 年的生 产实践，都 一致认识到 水采工 艺对开采不 稳 定煤层的优势。因 为早采机械 化开采 这类 煤 层往往 无能 为力，一般除沿 用落垛法 勉强 开 采外 ，别无 良策。所 以不步开 采这类 煤层条 件 的早采矿 井生产技 术面 貌落 后，经济 指标 低 劣，回采率不高 个别达3 0 以下 。但 采用水采后，指标虽然不如稳定煤层，但却 高于 同条件下 早采。 以通化矿 务局八道江矿 二 井为例 ，煤层赋存极不稳 定，旱采时工作 面 年产量平均 为1 1 万 t ／ 年 ，水采 后 提高到 1 g 万 t／ 年 ，个 别年可达2 7 万 t／ 年 。水采的 回采工效较早采 提高了一倍 ，坑木 消耗 降低 了5 0 ，采 区回采率提 高了7 ～ l 0 个百分点。 再如 南票矿务局 ，1 9 8 9 年 全局水采 工作面平 均单产2 9 1 0 2 t ／ 月 ，其 中的三家子矿 两个水 采 工作 面年产量可达6 0 万t 以上， 均 高于早 采 指标。 东煤公司在总结南票矿务局和 通化 矿 务局发展水 采经 验的基础上 ．认为水采能使 一 些地质构造复杂且赋存不稳定的煤层实现 正规开采和机械化 开采，并改善了这些矿井 的技术面貌 ，所 以公 司成立 7年 来，水采规 模不断 扩大 ，相继在通化矿务局大 湖矿 ，沈 阳矿务局林盛矿 、 阜新矿务局王 营立 井、 鹤 岗 1 1 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 矿务局 南山立井 和峻德立 并、舒兰矿务局九 台立井 以及 七台河矿务局桃 山矿等不稳定煤 层 条件 中发展水采 ，这些矿有的 已经投产 ， 有的可在近期投 产。上述改建工程全部投产 后，东煤公司的水采 产 量 可 达8 6 9 万 t ／ 年 包括 急倾斜 煤层的2 9 0 万 t 。 “ 在不 稳定煤层条件下发展水采技术” 是 中国统配 煤矿总公司1 9 9 0 l 9 9 5 年2 0 项重 点推 广项 目之一。唐 山分 院水采所 曾协助现 场对 渡 口矿务局太平矿、义 马 矿 务 局甘豪 矿、涟邵矿务局斗笠山矿杏花台并进行了水 采可行性研 究和初步设计，还对湖南省 、四 J l 『 省和江西省部分 矿区进行了调查。我们认 为在这 些矿区 和 矿 井 中，通过推 广水采工 艺， 可实现机械化开采和改善生产技术面貌。 对 于能 发挥水采功能的 四种特殊情 况， 用 实例分违如 下 1 利用水射流落煤的降尘功能。如 北京矿务局房 山矿， 早采时工作面煤尘含量 一 般 为 6 O O l O O O mg ／ m ，个别工作 面高达 4 O O O mg ／ m 该矿旱采时采取了综 台防尘 措 施 ，但收效甚微。 自1 9 7 7 年改用水采 后，工 作 面煤尘浓度下 降至4 mg ／ m。 ，达 到 了国家 规定 的标准 这对 于稳定 第一线采掘队伍 ， 保 证矿井 正常生产 起到 了重要 作用 2开采煤层时顶 板淋水 和老塘涌水 严重 的矿井 中采用水采工 艺。如 南票矿 务局 邱皮 沟矿旱 采工作面 淋水 达 4 O ～1 2 0 m。 ／ h ， 采用 刮板输 进机和矿车运输煤 炭时 ，粥状 的 煤 浆极 易造 成煤混泛滥成灾 ，严重影响早 运 早提和排水 系统的正常 运行 。1 9 8 6 年该矿 将 淋水太的采 区改为水采 ，充 分发挥水运和 水 提的技术优 势，改变 了矿井 技术面貌 ，提 高 了机械化开采程度 ，并改 善了经济 效益 3采 用水采 工艺 复采过去 一些残 剩 和丢失 的煤炭 。 这 对于提高煤炭 资源 回采 率、 维持矿井产量和延长老矿寿命 等都是 很有意 义的。因 为水采工作 面布置 成短 壁 ，采 准工 程 比较机动灵活J水枪射流可对煤层远距离 冲采 和 扶矸 石缝 中冲运 ， 并 有分 选作用 ， 比重 大 的矸石滞 留在老塘 ，比 重 小 的燥 随水流 出。上述这些功能都 是旱 采所不能 比拟的。 如枣庄 矿务局枣庄矿 用水采 复采昔 日英 、日 帝国主义掠夺式 回采后 剩下 的大量残 煤 ，从 1 9 7 0 年开始到 现在 ，水力 复采 区年产量一般 为2 0 万 t，最高达3 O 万 t。另如通化矿务局 湾 沟矿从1 9 8 6 年 5月开始，用水采复采过去 旱 采丢失 的煤炭 ，年产量达 2 5 万 ‘ 4对 于需扩大 生产能 力而旱 运旱 提 系统 “ 卡 脖子 ”的矿井，如 果 煤 层 适台水 采 ，可建立水采 区。 水力 开采的煤炭可通过 管 道输送 至地面 ，由此 能 扩 大 矿井生产能 力。如 枣庄 矿务局 陶庄 矿，1 9 7 2 年在年产3 0 万t 旱 提斜井的基础 上 ， 在井下 建立了一个水 采区，通过斜井将煤水用管遭输送到地面选 煤厂。这一水采区使矿井净增生产能力6 O ～ 7 O 万 t／ 年 ，并成 为当时国 内 上缴 利润 比较 高 的矿 井 这 里要 提 一下水采 回采 率的问题。我国 在发展 水采 过程 中对水采 回采 牢还是 比较关 注 的。 通过各局矿对矿井 资源 回采率的调查 和 比较 ，可提 出如 下的概念 ① 在比较稳定 的缓倾斜 煤层条件 下 ，水采 和早 采长 壁工作 面相 比，矿 井资源 回采率 两者相 近或相等。 开滦矿务局1 9 8 1 年核 实 吕 家 坨矿 水采 ， 9 6 8 年6 月 ～1 9 8 0 年资源 回采 率为5 1 ． i ， 范各庄 矿 旱采 ， 1 9 6 4 ～1 9 8 0 年 为 5 4 ． 6 ％ 两 矿相邻 ，吕家坨矿 井 田 中 断 层、褶 曲较 多 ② 对开采 急倾斜 煤层 ，特 别是开采不稳 定 煤层，水采回采率普遍 比早采 高 5～l 0 个 百分 点。近 年米水采技术 得以推广 和发展 ， 是与其在适应 条件下效益好 和资源 回采率高 有着直接 的关系。可 以预计 ．今后随着水采 技术 的不断 发展，将会在更太的范 围内推广 应 用。 责任编辑许升阳 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆