TS煤炭科学研究总院唐山研究院China Coal Research Institute,Tangshan Branch,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,TS煤炭科学研究总院唐山研究院China Coal Research Institute,Tangshan Branch,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,水力采煤方法,的实践与应用,采煤方法调研组,2014,年,10,月,1,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,水力采煤方法的实践与应用1自治区煤炭工业管理局,水力采煤方法,的实践与应用,第一部分,水力采煤,方法概述,第四部分,水力采煤,技术政策,第二部分,发展及应,用现状,第三部分,在实践中,的应用,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,水力采煤方法 第一部分 第四部分 第二部分,第一部分,水力采煤,方法,概,述,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,第一部分,水力采煤方法,概述,一、水力采煤方法,的概念与特点,二、水采采区巷道,布置形式,三,、水力采煤方法,的系统生产能力,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,第一部分一、水力采煤方法二、水采采区巷道三、水力采煤方法自治,一、水力采煤方法的概念和特点,（一）水力采煤概念,水力采煤是指以水为介质利用高压水射流破煤、采用水力运输、并对煤泥进行脱水与净化的一种采煤方法。它由高压供水系统、煤水运输系统、原煤脱水和煤水净化系统组成。,高压供水系统,主要由落煤参数（煤的硬度、水压和流量）和高压供水设备（高压泵，高压管路，阀门等）组成。目前我国水采高压系统参数为流量,Q=150300m3/h,压力P=1320MPa。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,煤水运输系统,主要由无压运输和有压运输及配套峒室等设施组成。,煤水提升系统,主要由煤水缓冲、储存、煤浆制备的不同功能峒室及配套煤水提升设备等设施组成。,煤泥脱水系统,主要由煤水储存、浓缩、分级、脱水及煤水净化的不同功能的工程设施及配套脱水设备等组成。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,煤水运输系统自治区煤炭工业管理局,（二）水力采煤工艺系统,1,、全水力机械化提升工艺系统,2,、分级水力机械化提升工艺系统,3,、采区化水采工艺系统,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,（二）水力采煤工艺系统自治区煤炭工业管理局,1,、全水力化提升工艺系统,概念：,是指回采及掘进出的煤炭全部由煤水泵通过管道提升到地面进入选煤厂或脱水车间处理。,系统流程：,回采或掘进工作面的煤炭通过无压水力运输至采区下部煤水硐室中的分级筛,筛下品进入煤水仓，经定量给煤机（圆盘或螺旋给煤机）喂入煤水泵排至地面选煤厂或 脱水车间，筛上品进入块煤仓后，通过皮带转载至安装在主溜煤道上的破碎机，破碎后的煤炭进入溜煤道随水流进入分级筛，由此形成一个完整的循环破碎系统，其生产工艺系统流程如下图所示。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,1、全水力化提升工艺系统自治区煤炭工业管理局,适应条件：,新设计的水采矿井,可以不设主提升井,减少初期矿建投资,;,煤层埋藏较浅的矿井（深度不超过,200,米）,;,主提升能力不足的矿井,可以通过管道运输弥补旱提能力不足。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,2,、,分级提升工艺系统,概念：,是指回采及掘进出的煤炭通过分级筛分级，筛上煤通过旱提至地面；筛下煤由煤水泵通过管道提升到地面进入选煤厂或脱水车间处理。,系统流程：,回采或掘进工作面的煤炭通过溜槽无压水力运输至采区下部煤水硐室中的分级筛硐室,筛下煤进入煤水仓，经煤水泵排至地面选煤厂或 脱水车间；筛上煤进入块煤仓，通过矿井旱运旱提系统提升至地面，其生产工艺系统流程如下图所示。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,2、分级提升工艺系统自治区煤炭工业管理局,适应条件：,旱采改水采矿井，有一定旱运旱提能力的矿井，以及旱采矿井某一区域适合水采的块段。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,适应条件：旱采改水采矿井，有一定旱运旱提能力的矿井，以及旱采,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,（,3,）,采区化水采工艺系统（全部旱提模式）,概念：,采区化水采工艺系统彻底打破了常规型水采落、运、提、脱的工艺模式，取消了煤水提升和地面脱水系统，使水采煤泥全部在采区回收，实现水采原煤全部旱提旱运。避免煤水井上下缓冲、储存设施的重复建设，使高压供水在采区内全部进行闭路循环复用。大大简化了水采生产环节，缩短了用水循环圈，使其更具有简单、可靠和灵活性,。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,（3）采区化水采工艺系统（全部旱提模式）自治区煤炭工业管理局,系统流程：,从工作面下来的回采及掘进出的煤水先进入刮板捞坑进行水力分级，,+0.5mm,筛上品通过刮板筛脱水后运至煤仓旱运；,-0.5mm,筛下煤水进入井下脱水硐室脱水回收，回收后的煤泥进入也进入煤仓旱运旱提到地面，煤水净化后采区内循环复用，详见工艺系统图。,适应条件：,旱运旱提能力富裕，开采深度较大（大于,300,米），以及旱采矿井某一区域适合水采的块段。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,系统流程：从工作面下来的回采及掘进出的煤水先进入刮板捞坑进行,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,（三）,水力采煤工艺的特点：,（,1,）在工作面用高压水射流进行破、落、冲、运煤炭；,（,2,）水采工作面不进行支护；,（,3,）水采工作面没有大型机电设备，搬家倒面方便、灵活；,（,4,）工作面煤水靠溜槽无压运输，对地质条件适应性强性；,（,5,）水枪操作人员在巷道内作业，机械化程度高，可实现远程离机操控,（,6,）工作面粉尘浓度低，每立方米只有十几毫克，不进行灭尘；无煤尘，无矽肺病和煤尘爆炸危险；,。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,（三）水力采煤工艺的特点：自治区煤炭工业管理局,7,、水采工作面操作人员少（只有,2-3,人）；,8,、煤水可全部循环复用，实现“零排放”；,9,、掘进率高；,10,、工作面走向长度受通风难易度、自燃发火期、顶板控制等因素影响，一般都比较短较，多控制在,100,200m,；,11,、工作面通风管理难度大，多采用采空区回风方式；,12,、工作面难以形成快速逃逸的两个安全出口。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,（四）水力采煤技术适应条件,1、急倾斜煤层，特别是倾角大于50,急倾斜特厚以下煤层；,2、煤厚、倾角变化大，断层等构造复杂的倾斜、缓倾斜难采煤层；,3、综采丢弃的倾角大于7,的不规则块段和“三下”煤柱开采。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,（四）水力采煤技术适应条件自治区煤炭工业管理局,二、水,采巷道布置方式,水采矿井根据矿井不同瓦斯等级和赋存条件，通过实践总结出不同的巷道布置方式。主要有：,1.,小阶段采煤法巷道布置。,2.,漏斗采煤法巷道布置,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,自治区煤炭工业管理局,1,、小阶段采煤法巷道布置。,适应条件：,该巷道布置适合于煤层倾角大于,20,以上的煤层条件。,通风方式：,小阶段采煤法巷道布置由于回采巷道沿走向布置,为了减少掘进量，采用经部分采空区回风，考虑到采空区回风不稳定，为了安全生产，水采工作面都配局煽辅助通风，采空区回风距离根据煤层赋存情况决定，最大回风距离,80,100,米，据测定，采空区风阻为,1mm,水柱,/m,。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,1、小阶段采煤法巷道布置。自治区煤炭工业管理局,小阶段采煤法巷道布置图,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,小阶段采煤法巷道布置图自治区煤炭工业管理局,2,、漏斗采煤法巷道布置。,适应条件：,该巷道布置适合于煤层倾角小于,20,的煤层条件。,通风方式：,漏斗采煤法巷道布置由于回采巷道倾斜或伪斜布置,采区上部有回风巷,能够形成全负压通风,通风效果好。,漏斗采煤法虽解决水采通风问题，但由于我国缓倾斜煤层使用水采较少，大部分均采用小阶段巷道布置方式。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,2、漏斗采煤法巷道布置。自治区煤炭工业管理局,漏斗采煤法巷道布置图,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,漏斗采煤法巷道布置图自治区煤炭工业管理局,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,三、水力采煤方法的系统生产能力,水采系,统生产能力与煤层赋存条件有直接关系，对于急倾斜厚煤层单枪生产能力可达,45,60,万,t/a;,缓倾斜厚煤层可达,60,100,万,t/a,；薄煤层,15,万,t/a;,中厚煤层,30,45,万,t/a,。,自治区煤炭工业管理局三、水力采煤方法的系统生产能力,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,第二部分,我国水力采煤方法发展及应用现状,自治区煤炭工业管理局,一、水力采煤方法发展概况,1、19561966年，起步阶段。,2、19661996年，巩固发展阶段。,3、19962006年，停滞阶段。,4、20062014年，发展提高阶段。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,一、水力采煤方法发展概况自治区煤炭工业管理局,二、我国水力采煤技术发展水平,我国的水力采煤技术经过多年潜心研究已经发展到成熟的阶段。使水采杜绝了环境污染，真正成为安全、节能、环保的绿色采煤方法。目前，我国可自行设计和制造年产百万吨全套的水采技术装备，积累了丰富的生产技术管理经验，并在世界居领先水平。主要表现在：,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,二、我国水力采煤技术发展水平自治区煤炭工业管理局,1,、在水力落煤技术方面：,我,国,率先研究成功水采工作面无人水力落煤新技术，实现了远程,液动监控水力落煤工艺，解决了水采工作面,双出口,问题，使水力采煤技术又上了一个新的台阶。,其,原理：,水采工作面的水枪全部进行液动控制，操作人员距工作面,30,100,米以外的进风巷道操作液动水枪来完成水力落煤。而液动水枪的落煤情况可由监视器传输到显视频幕上，操作人员根据监视具体情况，进行远程操作。这样，使水采工作面在无人的情况下，将采垛内的煤炭顺利采出。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,1、在水力落煤技术方面：自治区煤炭工业管理局,远程液控水枪系统图,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,远程液控水枪系统图自治区煤炭工业管理局,远程监控液动水枪,重量轻：,180kg,。,可解体，单件重,46kg,。,使用乳化液和油介质。,操控距离,30,150,米,。,有效射程：,15,25,米。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,远程监控液动水枪自治区煤炭工业管理局,2,、在水采煤泥水循环复用技术方面,水采煤泥水处理环节，是水采工艺所伴生的特殊问题。这个环节直接影响着水采的工艺系统和污水排放对环境的影响。针对这一特殊环节，经过科研人员多年试验研究，水采的煤泥水的处理技术，目前无论井下还是地面已获得彻底解决。处理煤泥水的技术措施是以斜管浅层沉淀技术为主，配以高效絮凝剂加速固液分离、使澄清净化的水质既符合国家环保标准，又能满足水采闭路循环用水的要求。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,2、在水采煤泥水循环复用技术方面自治区煤炭工业管理局,3,、在煤泥脱水与回收方面,研究成功了粗、细煤泥分别进行回收的措施。,即粗煤泥回收工艺采用了预沉仓浓缩，高频振动脱水回收粗煤泥。经过生产实践，使粗煤泥水份约,16,左右，完全能够实现旱运旱提的要求。,细煤泥回收工艺采用压滤脱水技术，该设备选用的是小型隔膜压滤机，型号为,XMZG200/1250-U,型。为了降低滤饼水份，采用压风反吹措施，使细煤泥水份均在,22,23,之间。完全能够满足井下运输要求。,自治区煤炭工业管理局,新疆煤矿安全监察局,