【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，有一定的人才儲(chǔ)備，并且，大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生，就是井下的“技術(shù)工人”，充分發(fā)揮他們的才能，讓他們經(jīng)受艱苦的磨練，在第一線完成各種技術(shù)難題。第十六章 水力采煤技術(shù)（選講）水力采煤：是指利用水力來(lái)完成礦井生產(chǎn)的采煤、運(yùn)輸、提升等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全部或部分工作的開(kāi)采技術(shù)。一、發(fā)展歷史自20世紀(jì)30年代，在蘇聯(lián)首次試驗(yàn)成功。50年代中期，中國(guó)、波蘭、德國(guó)、日本、英國(guó)、印度、美國(guó)和加拿大等國(guó)相繼進(jìn)行研究、試驗(yàn)。而達(dá)到一定規(guī)模的有蘇聯(lián)、中國(guó)、日本、德國(guó)和加拿大。90年代，年產(chǎn)量在8～、俄羅斯。中國(guó)：1956～1957在開(kāi)灤、萍鄉(xiāng)試用成功，然后在峰峰、淮南、北票、鶴壁、肥城、棗莊、南票、通化和鶴崗十余個(gè)礦區(qū)推廣使用。水采是我國(guó)開(kāi)采煤層條件較差地區(qū)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)采的重要技術(shù)途徑之一。圖1 全部水力采、運(yùn)、提的水力化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖1— 清水池；2—高壓供水泵；3—高壓供水管路；4—回采工作面水槍；5—溜槽；6—脫水篩；7—膠帶運(yùn)輸機(jī)；8—破碎機(jī)；9—采區(qū)煤水倉(cāng)；10—煤水泵；11—煤水管路；12—井底煤水倉(cāng)；13—選煤廠；14—鐵路煤倉(cāng)；15—補(bǔ)給循環(huán)水；16—掘進(jìn)供水泵；17—掘進(jìn)供水管路；18—掘進(jìn)水槍；二、水力采煤的生產(chǎn)系統(tǒng)全部水力化礦井1）、全部水力采、運(yùn)、提的水力化礦井如圖1所示，井下的運(yùn)輸提升過(guò)程均采用水力完成。輔助運(yùn)輸用旱采方式。2）、分級(jí)運(yùn)提的全部水力化礦井如圖2所示。圖2分級(jí)運(yùn)提的全部水力化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖1—清水池；2—高壓供水泵；3—高壓供水管路；4—回采工作面水槍；5—溜槽；6—脫水篩；7—煤水倉(cāng)；8—煤水泵； 9—煤水管路；；10—斗子撈坑；11—運(yùn)輸機(jī)；12—采區(qū)煤倉(cāng)；13—礦車；；14—箕斗煤倉(cāng)；15—提升箕斗； 16—膠帶運(yùn)輸機(jī)； 17—選煤廠；18—鐵路煤倉(cāng)；19—掘進(jìn)供水泵；20—掘進(jìn)供水管路；21—掘進(jìn)水槍；與全部水力采、運(yùn)、提的水力化礦井的主要區(qū)別為：運(yùn)輸、提升采用水旱分級(jí)方式。即：從采區(qū)到地面，粒度小用水力，大的用旱提、旱運(yùn)方式。水旱結(jié)合的部分水力礦井1）、水旱兩套生產(chǎn)系統(tǒng)的礦井因井田內(nèi)煤層賦存條件相差太大，有適于旱采的，有適于水采的，用兩套系統(tǒng)。2）、用水力完成部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)的礦井水旱結(jié)合如用水力落煤和運(yùn)煤，用旱提方式提煤或用機(jī)采炮采落煤，用水運(yùn)、水提等。三、水采生產(chǎn)系統(tǒng)由三部分組成：即高壓供水系統(tǒng)、煤水運(yùn)提系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)。 高壓供水系統(tǒng)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(zhì)少，酸度低、取用方便）。有開(kāi)式供水、閉式供水（循環(huán)處理供水）兩種供水方式，目前閉式供水是值得推廣的一種方式。2）、高壓供水泵：系統(tǒng)的核心，有往復(fù)泵、離心泵，我國(guó)水采井（區(qū)）均采用分段式多級(jí)離心泵。常見(jiàn)的高壓供水泵及其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。表 1 幾種高壓供水泵及其技術(shù)參數(shù)型 號(hào)級(jí) 數(shù)揚(yáng)程(m)流量(m3/h)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)注200D—656～10369～61028068680～8501480不能串聯(lián)DQ280—100DZ280—1008～12800～1200280701000～16002950DQ—前段泵，DZ—后段泵，串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最高出口壓力20 MPa150D—1707～91138～1462162651000～12502980不能串聯(lián)GZ270—1505～9750～1350270701000～16002980可串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，最大允許高出口壓力20 MPaDZW300—603～12180～72030070300～10501480可串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，最大允許高出口壓力12 MPaD300—65DZ300—653～10195～65030076300～8501480D、DZ前后段泵串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最高出口壓力19D300—80DZ300—806～12480～96030072680～12501480串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最高出口壓力19 MPa圖3 L—W 水槍1— 水槍噴嘴；2—槍筒；3—垂直回轉(zhuǎn)接頭；4—操作把手；5—水平回轉(zhuǎn)接頭；6—底座供水壓為12～20Mpa，當(dāng)煤較硬時(shí)，需高壓，可多泵串聯(lián)，一泵一槍，泵設(shè)在地面或井下，一泵安裝多槍，可輪流使用。而掘進(jìn)面一般用炮掘、水運(yùn)，低壓（～2Mpa），需要單獨(dú)設(shè)供水系統(tǒng)?？煞譃橐韵聨追N：（1）、污水泵供水（利用煤水倉(cāng)之水）（2）、排水泵供水（井下向地面排水）（3）、地面靜壓清水3）、高壓供水管路分為主干管、支干管、支管幾種管路。主干管為主要管路，鋪設(shè)在井筒、井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷和石門中，使用期限長(zhǎng)，要用較大直徑，內(nèi)徑250～300mm，壁厚10～15mm；支干管鋪設(shè)在上山、區(qū)段運(yùn)輸巷、分段上山中，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，管的內(nèi)徑為150～200mm，壁厚7～10mm；支管設(shè)在回采眼、回采巷中，要經(jīng)常拆移，用小的管路，一般內(nèi)徑125～150mm，壁厚7mm。4）、水槍水槍型號(hào)工作水壓(MPa）外形尺寸（長(zhǎng)寬高mm）重量(kg)干管直徑（mm）操作力矩(N?m)5～15m間射流傳輸效率上下左右L—W16152668685383806567%～75%呂—4161620590818115724410043%～44QSSQ20020152060082914596235137～27564%～75上?！?41214806208151209014711052%～56%YSS—22015616769611759611814754%～57%見(jiàn)圖3，是水采的最主要采掘設(shè)備；可分為手動(dòng)水槍、液控水槍、自移液控水槍。手動(dòng)水槍：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，造價(jià)低，操作人員可直接監(jiān)視破煤情況；但勞動(dòng)強(qiáng)度大，沖采時(shí)易發(fā)生返煤傷人情況。液控：機(jī)械化程度高，動(dòng)力單一，破煤效果好，可離槍操作。自移液控水槍：在研究中?？梢赃h(yuǎn)距離操作，安全、高效。幾種水槍的技術(shù)參數(shù)如表2所示。 表2 水槍的技術(shù)參數(shù)煤水運(yùn)提系統(tǒng)，可分為明槽自流水力運(yùn)輸系統(tǒng)、管道運(yùn)輸系統(tǒng)兩種。1）、明槽自流水力運(yùn)輸：溜槽或巷道底板。有坡度，2～3m/S以上的速度。采區(qū)內(nèi)部多用此方式。自溜運(yùn)輸方式。2）、管道運(yùn)輸：煤水泵提供動(dòng)力，是水采礦井廣泛采用的運(yùn)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(shù)參數(shù)。 表3 幾個(gè)煤水泵的技術(shù)參數(shù)煤水泵型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)允許排煤粒度(mm)電動(dòng)機(jī)功率(kw)12M62A800300501250M450—150/2004504501502005050500650M750—250/300750750250300505010501250DM300—603—13300180～780240～6003240～1050320～800DM360—753—12360225～900240～6003360～1600320～800DMB—200/8或10300679031000、1250管道運(yùn)輸最大的問(wèn)題是泵、管的磨損問(wèn)題。脫水系統(tǒng)將煤、水分離的系統(tǒng)。可以與選煤廠相結(jié)合，直接進(jìn)行煤的洗選。若無(wú)洗煤廠，則需要設(shè)地面專用脫水車間，或設(shè)簡(jiǎn)易脫水系統(tǒng)；四、與旱采礦井相比水采礦井的開(kāi)拓特點(diǎn) 井田劃分上：要大一些，使儲(chǔ)量多一些，其原因是：生產(chǎn)能力高，增產(chǎn)潛力大，采出率相對(duì)偏低； 水平劃分：加大垂高（因掘進(jìn)率高，還應(yīng)考慮煤水泵揚(yáng)程、排量因素，適當(dāng)） 大巷布置：運(yùn)輸方式上的坡度。若用溜槽自溜運(yùn)輸，則需要5～7%的以上坡度。 井巷斷面：比旱采要小，這要看與通風(fēng)的關(guān)系，風(fēng)量的大小，沒(méi)有設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊?。水力落煤與水力采煤方法五、射流的破煤作用與破煤能力 水槍射流：分為低、中、高壓和超高壓射流。當(dāng)前基本用3～8Mpa（中），8～20 Mpa（高）兩種。 射流破煤：分二步1）、掏槽：在煤體中切割出具有一定面積和深度的裂隙或空間；2）