水力采煤技术1(新1)

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1、1天地科技股份有限公司唐山分公司水力采煤水力采煤技术技术一一.水采水采概述概述五五.水采水采主要装备主要装备六六.主要主要技术指标技术指标四四.巷道巷道布置特点布置特点三三.水采水采工艺系统工艺系统二二.水采水采适用条件适用条件天地科技股份有限公司唐山分公司一、水力采煤概述一、水力采煤概述天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司1.1.水力采煤概念和特点水力采煤概念和特点1)1)水力采煤概念水力采煤概念 水力采煤是以高压水射流为动力源进行开采的一种水力机械化采煤工艺。它主要包括：高压供水系统 主要由落煤参数（f，P，Q）和高压供水设备（高压泵，高压管路，阀门等）组成。煤水运

2、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。天地科技股份有限公司唐山分公司 天地科技股份有限公司唐山分公司 2).水力采煤工艺的特点：水力采煤工艺的特点：在工作面用高压水射流进行破、在工作面用高压水射流进行破、落、冲、运煤炭，落、冲、运煤炭，；水采工作面不进行支护水采工作面不进行支护；水采工作面没有大型机电设备，搬家倒面方便、灵活；水采工作面没有大型机电设备，搬家倒面方便、灵活；工作面煤水靠溜槽无压运

3、输，对地质条件适应性强性；工作面煤水靠溜槽无压运输，对地质条件适应性强性；水枪操作人员在巷道内作业，安全可靠；水枪操作人员在巷道内作业，安全可靠；工作面粉尘浓度低，每立方米只有十几毫克，不进行灭尘；工作面粉尘浓度低，每立方米只有十几毫克，不进行灭尘；水采工作面操作人员少（只有水采工作面操作人员少（只有2-32-3人）；人）；3 在巷道布置、生产系统、回采工艺和安全生产管理方面在巷道布置、生产系统、回采工艺和安全生产管理方面与旱采长壁采煤方法有着根本区别。与旱采长壁采煤方法有着根本区别。)水采技术政策水采技术政策 由于水力采煤技术具有自身的特点。因此，在巷道布置由于水力采煤技术具有自身的特点。因

4、此，在巷道布置、生产系统、回采工艺和安全生产管理方面与旱采长壁采、生产系统、回采工艺和安全生产管理方面与旱采长壁采煤方法有着根本区别。所以，在编制设计、制定规章制度煤方法有着根本区别。所以，在编制设计、制定规章制度、编写作业规程方面结合水采的落运提脱四大生产系统的、编写作业规程方面结合水采的落运提脱四大生产系统的特点、重点和难点进行编制。特点、重点和难点进行编制。如：如：2008年年煤炭工业技术政策煤炭工业技术政策也明确规定也明确规定“煤层赋存适合水力采煤条件的可采用水力采煤”。煤炭工业矿井设计规范煤炭工业矿井设计规范2005年版对水力采煤设计做出了详细规定。矿井设计手册矿井设计手册中对水力采

5、煤设计部分单独列了一章（参见第三篇第六章）煤矿安全规程煤矿安全规程中根据水力采煤无支护、水射流的特点无支护、水射流的特点第66条对水力采煤方法作了详细规定；第116条对水采通风单独作了规定。2.水力采煤生产现状水力采煤生产现状 水力采煤技术是以高压水射流为动力源进行破落煤体的一种采煤工水力采煤技术是以高压水射流为动力源进行破落煤体的一种采煤工艺。该工艺经过长期的研究开发与生产实践，已发展到成熟阶段。国艺。该工艺经过长期的研究开发与生产实践，已发展到成熟阶段。国内外一些急倾斜煤层和地质构造复杂煤层的矿井采用了这一新技术。内外一些急倾斜煤层和地质构造复杂煤层的矿井采用了这一新技术。特别是近几年来，

6、国内通过水采在急倾斜煤层和地质构造复杂的煤层特别是近几年来，国内通过水采在急倾斜煤层和地质构造复杂的煤层反复实践及不断技术创新，许多适合水采煤层条件的矿井先后采用了反复实践及不断技术创新，许多适合水采煤层条件的矿井先后采用了水力采煤。水力采煤。1 1）国外情况：）国外情况：俄罗斯的新库斯尼克煤田俄罗斯的新库斯尼克煤田；加拿大的米歇尔矿；日本的砂川矿；天地科技股份有限公司唐山分公司 新西兰南岛的格里莫斯矿区 强人矿(STRONGMAN)水采已投产(日本设计的水采),30万t/a;全部煤水自流运输到地面;供水泵一台,N=1550KW,n=1440转/分,增速后泵为非作歹200转/分;太尔斯矿(TE

7、RRACE)炮采水运,12万t/a;大卫山矿,北岛的东矿都准备采用水采;目前，许多国家都在关注水采，如越南、俄罗斯、新西兰、朝鲜先后来我国进行水力采煤技术参观、学习、交流。印度、澳大利亚等国进行信息交流。天地科技股份有限公司唐山分公司 2）国内情况：我国自1956年开始先后在河北的开滦、山东枣庄的八一、肥城的杨庄矿、辽宁的北票、河南的梁峪等矿区试验水力采煤技术，取得较好的技术经济效果。近年来，由于技术的进步，选择的条件对口，水近年来，由于技术的进步，选择的条件对口，水力采煤在不稳定煤层和中小地方煤矿发展较快，力采煤在不稳定煤层和中小地方煤矿发展较快，有许多不适合综合机械化开采的矿井采用了水力有

8、许多不适合综合机械化开采的矿井采用了水力机械化采煤技术。机械化采煤技术。如：如：黑龙江的鹤岗矿区、辽宁的南票矿区、大屯煤电公司的孔庄矿、吉林的通化矿区等采用了水采技术后，均取得较好的技术经济效果。天地科技股份有限公司唐山分公司南票矿区南票矿区 煤层条件比较复杂，煤层条件比较复杂，属于极不稳定的难采煤层（鸡窝状），厚度变化为01226米，而且断层多，火成岩侵入严重（各种旱采均尝试过）。为了寻求新的采煤方法，该局于八十年代初在三家子矿开始试验水力采煤。经过几年的努力，摸索出了水力开采不稳定煤层的经验。台枪生产能力均为60万t/a，最高年产原煤达到732万t/a，1997-2007年，百万吨死亡率为

9、0.65人/100万t。该局先后改造了三个矿井，水采产量占全局的70%天地科技股份有限公司唐山分公司 通化矿区通化矿区 位于吉林省长白山西麓位于吉林省长白山西麓是吉林省主要产煤基地之一，该矿区煤田由于受燕山运动的影响，含煤地层在地质构造影响下，受到极大破坏。断层多、褶曲发育、火成岩侵入十分严重、煤层倾角和厚度变化大。在1984年原煤炭部对当时96个统配矿务局的地质情况排查时，通化矿务局被列为第93位。于八十年代中期试验了长壁综采和高档普采，如松树，大湖等矿。但在复杂的煤层条件下，难以发挥综采作用，经常般家倒面，产量在30万t/a以下。有的较复杂块段弃而不采，造成了一些资源损失。该局为了解决通化

10、矿区地质条件复杂煤层的采煤方法，于九十年代初在东煤公司的领导下推行水采技术。目前，全局有5个矿井采用了水采技术，共建了8套水采生产系统，水采产量占全局总产量的65%以上。很好的解决了复杂煤层采煤方法问题 天地科技股份有限公司唐山分公司 北票矿区北票矿区 是百年老矿是百年老矿，煤层赋存条件大部分为急倾斜中厚煤层，具有煤与瓦斯突出危险。该局从1958年在冠山二井开始试验水采以来，经过多年水采实践，在急倾斜双突煤层条件下，对水采的工艺设计、巷道布置、通风管理、双突防治措施和生产组织等方面总结出了一套行之有效的经验。认为在双突煤层条件下，对于瓦斯和火灾管理水采更简单、更安全一些。这些年来水采工作面从未

11、发生突出事故，（突出现象一般均发生在掘进工作面的掘进过程中）。天地科技股份有限公司唐山分公司 中小型地方煤矿 目前,一些中小型地方煤矿及不稳定煤层开采的矿井也在采用水力采煤方法。如山西襄垣的古韩联营煤矿、金星煤矿、襄矿晋平煤业、吉林白山市的振东煤业、通明立井均已先后建成投产，年产分别达3050万t/a。比水采前产量提高3倍。天地科技股份有限公司唐山分公司 目前，正在进行水采技术改造的煤矿有：开滦局的董各庄矿；汾西局的正晖公司的昌华等4个矿；河南平煤集团的香山矿；湖南连邵局的斗立山矿；山东淄博的王庄矿；新疆阿克苏地区的博孜墩矿 均已经完成设计与审察工作。天地科技股份有限公司唐山分公司 3.3.我

12、国水力采煤技术发展水平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，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：在世界居领先水平。主要表现在：天地科技股份有限公司唐山分公司 1)1)在水力落煤技术方面：在水力落煤技术方面：

13、我国我国率先研究成功水采工作面无人水力落煤新技术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，实现了远程液动监控水力落煤工艺，解决了水采工作面面双出口双出口问题，使水力采煤技术又上了一个新的台阶。问题，使水力采煤技术又上了一个新的台阶。其原理：其原理：水采工作面的水枪全部进行液动控制，操水采工作面的水枪全部进行液动控制，操作人员距工作面作人员距工作面30100米以外的进风巷道操作液动水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

14、行传输到显视频幕上，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。垛内的煤炭顺利采出。天地科技股份有限公司唐山分公司 2）在水采煤泥水循环复用技术方面）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，

15、又能满足水采闭路循环用水的要求。天地科技股份有限公司唐山分公司3）在煤泥脱水与回收方面）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。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，使粗煤泥水份脱水回收粗煤泥。经过生产实践，使粗煤泥水份约约16左右，完全能够实现旱运旱提的要求。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，型号为的是小型隔膜压滤机，型号为XMZG200/1250-U型

16、。为了降低滤饼水份，采用压风反吹措施，使型。为了降低滤饼水份，采用压风反吹措施，使细煤泥水份均在细煤泥水份均在2223之间。完全能够满足井之间。完全能够满足井下运输要求。下运输要求。天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司 4)4)在节能降耗方面：在节能降耗方面：试验成功的采区化水采新工艺，彻底试验成功的采区化水采新工艺，彻底取消了煤水提升取消了煤水提升系统和地面脱水系统系统和地面脱水系统，使水采煤泥水在采区内闭路循环复，使水采煤泥水在采区内闭路循环复用，大大用，大大降低降低了了系统装机功率系统装机功率。这为我国水采技术创新和。这为我国水采技术创新和节能降耗树立了典范。节能

17、降耗树立了典范。（比原水采系统运转功率降低（比原水采系统运转功率降低500-500-1000kW1000kW）。）。采区化水采工艺具有灵活机动性，可采区化水采工艺具有灵活机动性，可针对不同煤层赋针对不同煤层赋存条件和矿井的不同生产水平的存条件和矿井的不同生产水平的某一块段进行设计，特别某一块段进行设计，特别是综采丢弃的边角煤柱更具有推广应用前景。是综采丢弃的边角煤柱更具有推广应用前景。天地科技股份有限公司唐山分公司 二二.水力采煤的适应条件水力采煤的适应条件 天地科技股份有限公司唐山分公司 采煤方法条件论采煤方法条件论:我国煤层赋存条件千变万化任何一种采煤我国煤层赋存条件千变万化任何一种采煤方

18、法都不能包打天，无论水力机械化采煤，还方法都不能包打天，无论水力机械化采煤，还是综合机械化采煤都有其适用条件和应用范围是综合机械化采煤都有其适用条件和应用范围 水力采煤作为综合机械化采煤的有效补充水力采煤作为综合机械化采煤的有效补充，两者可以形成优势互补，各自发挥自身的优，两者可以形成优势互补，各自发挥自身的优势势,这已被生产实践充分证明。如开滦吕家坨与这已被生产实践充分证明。如开滦吕家坨与董各庄董各庄 1.1.煤层赋存条件煤层赋存条件 顶板稳定或中等稳定，瓦斯含量小，煤质中硬顶板稳定或中等稳定，瓦斯含量小，煤质中硬或中硬以下，煤厚或中硬以下，煤厚3 38 8米，倾角米，倾角10103535度

19、的倾斜度的倾斜、缓倾斜、厚及特厚的煤层。、缓倾斜、厚及特厚的煤层。这类煤层是最能发挥无支护水采工艺优势的这类煤层是最能发挥无支护水采工艺优势的比较理想的煤层，一般台枪年生产能力为比较理想的煤层，一般台枪年生产能力为60609090万万t/a,t/a,个别好的条件可达到个别好的条件可达到100100万万t/at/a以上。以上。天地科技股份有限公司唐山分公司.顶板中等稳定的急倾斜煤层。顶板中等稳定的急倾斜煤层。如吉林省通化矿业集团八宝矿、道清矿、六如吉林省通化矿业集团八宝矿、道清矿、六道江矿等，台枪年产量道江矿等，台枪年产量35354545万万t/at/a，回采率大于，回采率大于75%75%。正在

20、设计的汾西矿业集团的。正在设计的汾西矿业集团的4 4个个9090万万t/at/a矿井矿井和开滦矿业集团的鲁各庄矿（和开滦矿业集团的鲁各庄矿（9090万万t/at/a）。天地科技股份有限公司唐山分公司.顶板稳定和中等稳定顶板稳定和中等稳定,煤层产状不规则煤层产状不规则,走向、厚度、倾角变化大走向、厚度、倾角变化大,地质破坏严重的地质破坏严重的极不稳定煤层极不稳定煤层 如江苏大屯煤电公司孔庄矿，山西晋平煤业如江苏大屯煤电公司孔庄矿，山西晋平煤业、山西襄垣七一煤矿等，都是综采和水采共存的、山西襄垣七一煤矿等，都是综采和水采共存的矿井矿井,台枪年产量台枪年产量30306060万万t/at/a，回采率大

21、于，回采率大于75%,75%,由于发挥了两种采法各自的优势由于发挥了两种采法各自的优势,形成了优势互补形成了优势互补，稳定了矿井产量，稳定了矿井产量,提高了矿井的资源回收率。提高了矿井的资源回收率。天地科技股份有限公司唐山分公司 煤层顶板稳定和中等稳定，矿井储量顶板稳定和中等稳定，矿井储量偏小且分散，偏小且分散，不能布置长壁工作面开采的不能布置长壁工作面开采的中小型地方煤矿中小型地方煤矿.如吉林省白山市的振东煤业、通明立井、如吉林省白山市的振东煤业、通明立井、湖南连邵的斗立山矿、山西襄垣的辉坡矿湖南连邵的斗立山矿、山西襄垣的辉坡矿和晋平煤业等。和晋平煤业等。天地科技股份有限公司唐山分公司 煤尘

22、发生量大煤尘发生量大,北京局的房山矿煤尘大（旱采煤尘浓度高达北京局的房山矿煤尘大（旱采煤尘浓度高达4200mg/m34200mg/m3，矽肺病十分严重。改用水采后工作，矽肺病十分严重。改用水采后工作面粉尘浓度大幅度降低（煤尘浓度为面粉尘浓度大幅度降低（煤尘浓度为4-10mg/m34-10mg/m3），稳定了职工队伍。），稳定了职工队伍。工作面淋水大的矿井工作面淋水大的矿井。南票邱皮沟矿南票邱皮沟矿天地科技股份有限公司唐山分公司 水力复采残煤，水力复采残煤，用水采复采倾角大于用水采复采倾角大于7 7度缓斜和倾斜厚煤层度缓斜和倾斜厚煤层,这类煤层过去这类煤层过去由于使用如巷柱、落垛等旧的采法由于使

23、用如巷柱、落垛等旧的采法,回采率只有回采率只有202030%,30%,采用水力复采可取得较好的经济效益采用水力复采可取得较好的经济效益,这对于资源枯竭的这对于资源枯竭的老井挖潜具有现实意义。老井挖潜具有现实意义。水力复采产量一般在水力复采产量一般在15153030万万t/at/a，如山东枣庄局的枣庄矿、福建的，如山东枣庄局的枣庄矿、福建的邵武矿、通化的大湖矿均先后进行过水力复采。南票煤电公司的三家邵武矿、通化的大湖矿均先后进行过水力复采。南票煤电公司的三家子矿一直在子矿一直在-300-300水平以上进行水力复采，台枪生产能力最高达水平以上进行水力复采，台枪生产能力最高达5050万万t/at/a

24、。天地科技股份有限公司唐山分公司 2.电源供应条件电源供应条件 对于生产能力对于生产能力3060万万t/a矿井，水采运行矿井，水采运行负荷一般为负荷一般为15002500kw.3.水资源条件水资源条件 由于采用闭路循环工艺，一般吨煤带走水由于采用闭路循环工艺，一般吨煤带走水分为分为2025%计算，就能满足要求，对于计算，就能满足要求，对于3060万万t/a矿井，每天水采需要补给水量矿井，每天水采需要补给水量400600 t/d。天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司 1.1.全水力化提升工艺系统全水力化提升工艺系统 1.1 1.1 概念：概念：全水力化水采矿井的特点是回采

25、及掘进出的全水力化水采矿井的特点是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。车间处理。1.2 1.2 系统流程：系统流程：回采或掘进工作面的煤炭通过无压水力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运输至采区下部煤水硐室中的分级筛,筛下品进入煤水仓筛下品进入煤水仓，经定量给煤机（圆盘或螺旋给煤机）喂入煤水泵排至地，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面选煤厂或 脱水车间，筛上品进入块煤仓后，通过皮带脱水车间，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，

26、破碎后的煤炭进入溜转载至安装在主溜煤道上的破碎机，破碎后的煤炭进入溜天地科技股份有限公司唐山分公司 煤道随水流进入分级筛，由此形成一个完整的循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。环破碎系统，其生产工艺系统流程如下图所示。1.3 1.3 适应条件：新设计的水采矿井适应条件：新设计的水采矿井,可以不设主提可以不设主提升井升井,减少初期矿建投资减少初期矿建投资;煤层埋藏较浅的矿井（煤层埋藏较浅的矿井（深度不超过深度不超过200200米）米）;主提升能力不足的矿井主提升能力不足的矿井,可以可以通过管道运输弥补旱提能力不足。通过管道运输弥补旱提能力不足。天

27、地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司 2.2.分级提升工艺系统分级提升工艺系统 2.1 2.1 概念：概念：分级运提的水采矿井的特点是回采及掘进出的分级运提的水采矿井的特点是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。煤水泵通过管道提升到地面进入选煤厂或脱水车间处理。2.2 2.2 系统流程：系统流程：回采或掘进工作面的煤炭通过溜槽无压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

28、中的分级筛硐室水力运输至采区下部煤水硐室中的分级筛硐室,筛下煤进筛下煤进入煤水仓，经煤水泵排至地面选煤厂或入煤水仓，经煤水泵排至地面选煤厂或 脱水车间；筛上脱水车间；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。产工艺系统流程如下图所示。2.3 2.3 适应条件：适应条件：旱采改水采矿井，有一定旱采改水采矿井，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。区域适合水采的块段。天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分

29、公司 3.3.采区化水采工艺系统（全部旱提模式）采区化水采工艺系统（全部旱提模式）3.1 3.1 概念：概念：采区化水采工艺系统彻底打破了常规型水采落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、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，

30、缩短了用水循环圈，使其更具有简单、可靠和生产环节，缩短了用水循环圈，使其更具有简单、可靠和灵活性灵活性。3.2 3.2 系统流程：系统流程：从工作面下来的回采及掘进出的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，煤水先进入刮板捞坑进行水力分级，+0.5mm+0.5mm筛上筛上品通过刮板筛脱水后运至煤仓旱运；品通过刮板筛脱水后运至煤仓旱运；-0.5mm-0.5mm筛下筛下煤水进入井下脱水硐室脱水回收，回收后的煤泥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。区内循环复用，

31、详见工艺系统图。3.3 3.3 适应条件：适应条件：旱运旱提能力富裕，开采深度较旱运旱提能力富裕，开采深度较大（大于大（大于300300米），以及旱采矿井某一区域适合水米），以及旱采矿井某一区域适合水采的块段。采的块段。天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司1.1.小阶段采煤法巷道布置。小阶段采煤法巷道布置。2.2.漏斗采煤法巷道布置漏斗采煤法巷道布置 3.3.边界回风上山巷道布置边界回风上山巷道布置天地科技股份有限公司唐山分公司 1.1.水力采煤巷道布置概述水力采煤巷道布置概述 水力采煤巷道布置主要根据煤层倾角来确定：水力采煤巷道布置主要根

32、据煤层倾角来确定：.小阶段采煤法巷道布置。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适应条件：该巷道布置适合于煤层倾角大于2020以上以上的煤层条件。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向布置,为了减少掘进量，采用经部分采空区回风，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，最大回风距离情况决定，最大回风距离80801

33、00100米，据测定，采空米，据测定，采空区风阻为区风阻为1mm1mm水柱水柱/m/m。天地科技股份有限公司唐山分公司水 枪30 50m采区边界回 采 顺 槽煤水轨道上山回风上山主 溜 煤 道区段上山回 风 顺 槽回 采 顺 槽联络巷80 100m小阶段采煤法巷道布置图小阶段采煤法巷道布置图天地科技股份有限公司唐山分公司.漏斗采煤法巷道布置。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适应条件：该巷道布置适合于煤层倾角小于2020的煤的煤层条件。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伪斜布置,采区上部有回风巷采

34、区上部有回风巷,能够形成全负压通风能够形成全负压通风,通通风效果好。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煤层使用水采较少，大部分均采用小阶段巷道布置方式。式。天地科技股份有限公司唐山分公司水枪水枪中央回风上山煤水轨道上山下阶段回风顺槽溜煤顺槽回风顺槽回采眼漏斗采煤法巷道布置图漏斗采煤法巷道布置图天地科技股份有限公司唐山分公司.边界回风上山巷道布置边界回风上山巷道布置 布置采区边界回风上山主要是为了减少采空区回风距布置采区边界回风上山主要是为了减少采空区回风距离，保证水采工作面能够形成

35、稳定的全负压通风系统离，保证水采工作面能够形成稳定的全负压通风系统，满足稀释瓦斯的需要。，满足稀释瓦斯的需要。边界回风上山巷道布置见下图。边界回风上山巷道布置见下图。采区边界回风上山巷道布置采空区最大回风距离就是采区边界回风上山巷道布置采空区最大回风距离就是联络巷间距，根据各矿煤层条件，一般为联络巷间距，根据各矿煤层条件，一般为303050m50m，在加上采取瓦斯抽放和局煽辅助通风等措施，水采工在加上采取瓦斯抽放和局煽辅助通风等措施，水采工作面通风完全能够满足生产要求。作面通风完全能够满足生产要求。天地科技股份有限公司唐山分公司回 采 大 巷80 100m联络巷回 采 顺 槽区段上山主 溜 煤

36、 道煤水轨道上山回 采 顺 槽边界回风上山30 50m边界上山巷道布置图边界上山巷道布置图天地科技股份有限公司唐山分公司 1.1.工作面装备工作面装备 2.2.高压供水装备高压供水装备 3.3.煤水煤水分级运分级运提装备提装备 4.4.煤泥脱水煤泥脱水装装备备 1.1.工作面装备工作面装备 1 1）高压水枪）高压水枪 手动水枪手动水枪 重量轻：重量轻：120kg120kg 可解体，单件重可解体，单件重46kg.46kg.有效射程：有效射程：15152525米。米。天地科技股份有限公司唐山分公司 天地科技股份有限公司唐山分公司液控水枪液控水枪 重量轻：重量轻：180kg180kg。可解体，单件重

37、可解体，单件重46kg46kg。使用乳化液和油介质。使用乳化液和油介质。操控距离操控距离5 51515米米。有效射程：有效射程：15152525米。米。远程液控水枪系统图远程液控水枪系统图天地科技股份有限公司唐山分公司510水 枪操控台乳化液泵站300500天地科技股份有限公司唐山分公司远程监控液动水枪远程监控液动水枪 重量轻：重量轻：180kg180kg。可解体，单件重可解体，单件重46kg46kg。使用乳化液和油介质。使用乳化液和油介质。操控距离操控距离3030150150米米。有效射程：有效射程：15152525米。米。天地科技股份有限公司唐山分公司2）跟枪阀）跟枪阀重量轻：重量轻：98

38、kg98kg压力：压力：20MPa20MPa通径：通径：DN125DN125，DN150DN150天地科技股份有限公司唐山分公司 3）高压管与快速接头）高压管与快速接头 无缝钢管：材质无缝钢管：材质2020号钢。号钢。通径：通径：DN125DN125，DN150DN150。快速接头：快速接头：133133；159 159 ；168168天地科技股份有限公司唐山分公司 2.2.高压供水装备高压供水装备 有两种类型，一是污水高压泵；二是清水高压有两种类型，一是污水高压泵；二是清水高压泵；污水高压泵型号主要为泵；污水高压泵型号主要为D300-80D300-801212和和DZ300-80DZ300-

39、801212,两泵串联两泵串联供水压力为供水压力为2 20MPa,0MPa,供供水水流量为流量为2 20 00 024240m0m3 3/h/h，煤水浓度小于，煤水浓度小于1g/l,1g/l,粒粒度小于度小于0.5mm0.5mm污水。技术参数见下表：污水。技术参数见下表：天地科技股份有限公司唐山分公司级数级数流量流量（m m3 3/h/h）扬程扬程(m)(m)转速转速(r/min)(r/min)轴功率轴功率(kw)(kw)配机功率配机功率(kw)(kw)效率效率(%)(%)4 43003003203201480148038038044044072725 53003004004001480148

40、047047056056072726 63003004804801480148056056068068072727 73003005605601480148065065085085072728 83003006406401480148074774785085072729 93003007207201480148084084010501050727210103003008008001480148093493410501050727211113003008808801480148010271027125012507272121230030096096014801480112011201250125

41、07272D（Z）300-80型高压泵技术参数表 清水高压泵型号主要为型号主要为D DG270G270-14140 01 12 2和和GZ270-140GZ270-1401212,两泵串联两泵串联供水压力为供水压力为2 20MPa,0MPa,供水供水流量为流量为2 20 00 024240m0m3 3/h/h，水质浓水质浓度小于度小于1 150m50mg/l,g/l,单台供水压力单台供水压力P=17MPaP=17MPa。技。技术参数见下表：术参数见下表：天地科技股份有限公司唐山分公司 3.3.煤水煤水分级分级运提装备运提装备 提升设备：有大小粒度，单级多级煤水提升设备：有大小粒度，单级多级煤水

42、泵。泵。DN300-60DN300-60（360-75360-75）型）型多级多级煤水泵煤水泵,该泵为水采专用泵该泵为水采专用泵,单台最大扬程单台最大扬程900900米米,ZJZJ型单级煤水泵型单级煤水泵，单单泵泵扬程为扬程为110m110m。具体具体参数见下表：参数见下表：泵型泵型DN300-60DN300-604 41212DN360-75DN360-754 41212级数级数流量流量m m3 3/h/h扬程扬程(m)(m)功率功率(kw)(kw)效率效率(%)(%)流量流量m m3 3/h/h扬程扬程(m)(m)功率功率(kw)(kw)效率效率(%)(%)4 43003002402403

43、15315717136036030030050050072725 5300300300300400400717136036037537556056072726 6300300360360500500717136036045045068068072727 7300300420420560560717136036052552585085072728 830030048048063063071713603606006001000100072729 93003005405407107107171360360675675112011207272101030030060060080080071713603

44、60750750125012507272111130030066066090090071713603608258251400140072721212300300720720100010007171360360900900140014007272DN型煤水泵技术参数表天地科技股份有限公司唐山分公司天地科技股份有限公司唐山分公司 煤水分级设备煤水分级设备 刮板刮板分级分级脱脱水筛水筛机机 分级粒度：分级粒度：+0.5mm-50mm 水分水分1315%天地科技股份有限公司唐山分公司煤仓刮板分级脱水筛溢流区沉淀区稳流区3000380030002200大巷溢流平台+0.5mm-0.5mm浓缩仓来浆道来浆

45、道煤仓水采原煤分级脱水硐室结构图天地科技股份有限公司唐山分公司 4 4.煤泥脱水煤泥脱水装装备备 1）粗煤泥脱水）粗煤泥脱水 振动弧形筛振动弧形筛+高高频筛频筛+0.3+0.30.50.5粗煤粗煤泥回收设备泥回收设备 水分水分202023%23%2）细煤泥脱水）细煤泥脱水天地科技股份有限公司唐山分公司 隔膜压滤机隔膜压滤机-0.3mm-0.3mm细煤泥细煤泥脱水设备脱水设备 水分水分232325%25%天地科技股份有限公司唐山分公司 天地科技股份有限公司唐山分公司1.1.投资投资 改造矿井改造矿井改造矿井，其改造投资费用见下表：改造矿井，其改造投资费用见下表：改造矿井投资费用表改造矿井投资费用

46、表生产能力生产能力万万t/at/a设备及材料投资（万元）设备及材料投资（万元）矿建矿建（万元）（万元）土建土建（万元）（万元）安装安装（万元）（万元）合计合计（万元）（万元）高压系高压系统统煤水系煤水系统统配电系配电系统统303027027034034026026012012035035021021015501550606038038048048031031021021041041030030020902090天地科技股份有限公司唐山分公司由于各矿煤层条件及基础条件不同，其实际投资可能与上表有所区别，一般来讲，对于生产能力60万t/a，投资基本在15002000万元左右。新建矿井新建矿井对于新

47、建矿井，其投资和长壁机械化开采区别不对于新建矿井，其投资和长壁机械化开采区别不大。大。天地科技股份有限公司唐山分公司2.成本由于开采条件不同，成本有所区别，结合几个有代表性的矿井实例说明：山西省襄垣县金星煤矿：山西省襄垣县金星煤矿：煤厚煤厚6 6米，倾角米，倾角7 74040度，顶板稳定或中等稳定，低瓦斯，煤质中硬以下度，顶板稳定或中等稳定，低瓦斯，煤质中硬以下，开采边角煤及村庄压煤，属于前面所说的一类条，开采边角煤及村庄压煤，属于前面所说的一类条件。矿井原设计件。矿井原设计1515万t/a，20082008年水采改造后，产年水采改造后，产量一直维持在量一直维持在5050万万t/at/a，如不

48、受旱提能力制约，可，如不受旱提能力制约，可以达到以达到75 t/a75 t/a，回采率大于，回采率大于80%80%。天地科技股份有限公司唐山分公司20112011年年1 18 8月份金星矿成本构成表月份金星矿成本构成表 单位单位:元元/t /t 材料材料电力电力井巷井巷维简维简安全安全折旧折旧工资工资其他其他 合计合计42.3442.3418.518.51.231.231.951.955.245.2415.5415.5423.5623.568.258.25116.6116.6煤厚煤厚(m)(m)倾角倾角（度）（度）开采深开采深(m)(m)供水压力供水压力(MPa)(MPa)运行负荷运行负荷(k

49、w)(kw)生产能力生产能力(万万t/a)t/a)工作面工作面数量数量6 67 7404020020013131600160050501 1金星矿开采技术条件及参数金星矿开采技术条件及参数 天地科技股份有限公司唐山分公司吉林通化矿业集团六道江矿：吉林通化矿业集团六道江矿：煤厚煤厚0 06 6米，倾角米，倾角35356565度，局部反转，顶板稳定，低瓦斯，煤质中度，局部反转，顶板稳定，低瓦斯，煤质中硬以下，属于前面所说的二类条件。矿井原设计硬以下，属于前面所说的二类条件。矿井原设计1515万t/a，20092009年年6 6月水采改造后，单枪产量一直维持月水采改造后，单枪产量一直维持在在3535

50、4040万万t/at/a，20112011年年2 2台枪基本月产台枪基本月产7 7万万t/t/月，月，计划年产计划年产8484万万t/at/a，回采率大于，回采率大于75%75%。天地科技股份有限公司唐山分公司20112011年年1 18 8月份六道江矿成本构成表月份六道江矿成本构成表 单位单位:元元/t /t 材料材料电力电力井巷井巷维简维简安全安全折旧折旧工资工资其他其他合计合计52.2852.2820.6120.610.660.661.721.724.174.1717.6717.6777.1277.129.049.04183.3183.3煤厚煤厚(m)(m)倾角倾角（度）（度）开采深开采

51、深(m)(m)供水压力供水压力(MPa)(MPa)运行负荷运行负荷(kw)(kw)生产能力生产能力(万万t/a)t/a)工作面工作面数量数量工艺工艺模式模式0 06 63535656560060013132400240084842 2采区化采区化六道江矿开采技术条件及参数六道江矿开采技术条件及参数 天地科技股份有限公司唐山分公司辽宁南票煤辽宁南票煤电公司的电公司的三家子矿：三家子矿：煤厚煤厚0 07 7米，倾米，倾角角35357070度，高瓦斯，煤质硬度，高瓦斯，煤质硬f=2.12f=2.12，断层多，火，断层多，火成岩侵入严重，属于前面所说的四类条件。矿井原成岩侵入严重，属于前面所说的四类条

52、件。矿井原设计设计6060万t/a，19821982年水采改造后，年水采改造后，2 2台枪年产量一台枪年产量一直维持在直维持在60607070万万t/at/a，期间试验了多种长壁采煤，期间试验了多种长壁采煤法，最后还得使用水采，现一直在法，最后还得使用水采，现一直在-300-300水平进行水平进行水水力复采力复采，两台枪生产能力一直保持，两台枪生产能力一直保持5050万万t/at/a。天地科技股份有限公司唐山分公司20112011年年1 18 8月份三家子矿成本构成表月份三家子矿成本构成表 单位单位:元元/t /t 材料材料电力电力井巷及井巷及维简维简安全安全折旧折旧工资工资其他其他合计合计2

53、4.7424.74 45.2345.236.66.636.336.35.215.2166.966.99.849.84194.8194.8煤厚煤厚(m)(m)倾角倾角（度）（度）开采深开采深(m)(m)供水压力供水压力(MPa)(MPa)运行负荷运行负荷(kw)(kw)生产能力生产能力(万万t/a)t/a)工作面工作面数量数量工艺工艺模式模式0 07 73030707060060020207500750050502 2分级分级三家子矿开采技术条件及参数三家子矿开采技术条件及参数 天地科技股份有限公司唐山分公司辽宁南票煤电公司的电公司的小凌河矿：煤厚煤厚0 02323米，米，呈鸡窝状，倾角呈鸡窝状

54、，倾角35356363度，高瓦斯，煤质中硬，断度，高瓦斯，煤质中硬，断层多，火成岩侵入严重。矿井原设计层多，火成岩侵入严重。矿井原设计6060万t/a，19841984年水采改造后至今，年水采改造后至今，2 2台枪年产量一直维持在台枪年产量一直维持在6060万万t/at/a。天地科技股份有限公司唐山分公司20112011年年1 18 8月份小凌河矿成本构成表月份小凌河矿成本构成表 单位单位:元元/t /t 材料材料电力电力井巷及维简井巷及维简安全安全折旧折旧工资工资其他其他 合计合计26.326.332.832.87.717.7131314.874.8752.552.59.319.31 164

55、.6164.6煤厚煤厚(m)(m)倾角倾角（度）（度）开采深开采深(m)(m)供水压力供水压力(MPa)(MPa)运行负荷运行负荷(kw)(kw)生产能力生产能力(万万t/a)t/a)工作面工作面数量数量工艺工艺模式模式0 02323353563631000100016166200620060602 2分级分级小凌河矿开采技术条件及参数小凌河矿开采技术条件及参数 3.效益效益与各矿煤质及售价有很大区别，在上面所举的例子中效益与各矿煤质及售价有很大区别，在上面所举的例子中，六道江矿和金星矿煤质为瘦煤，原煤售价在，六道江矿和金星矿煤质为瘦煤，原煤售价在600600800800元元/t,/t,这两个

56、矿年利润均在这两个矿年利润均在2 2亿以上。亿以上。南票三家子矿和小凌河矿由于煤质较差，灰份南票三家子矿和小凌河矿由于煤质较差，灰份404060%60%，目前售价稍有赢利。目前售价稍有赢利。天地科技股份有限公司唐山分公司 结束语 水力采煤是机械化采煤方法之一，多年来，一直在不水力采煤是机械化采煤方法之一，多年来，一直在不稳定难采煤层领域应用，并稳定难采煤层领域应用，并在一些矿区具有举足轻重的地在一些矿区具有举足轻重的地位位.为这些矿区的经济发展及社会稳定作出了为这些矿区的经济发展及社会稳定作出了一定一定贡献。贡献。根据水采的适用条件，其推广应用前景比较广阔根据水采的适用条件，其推广应用前景比较

57、广阔,主要有主要有以下几个方面以下几个方面:1 1）国家提出十二五重点是发展小煤矿机械化国家提出十二五重点是发展小煤矿机械化。我国中、小我国中、小型地方煤矿机械化采煤水平低，并且量大面广（特别是江型地方煤矿机械化采煤水平低，并且量大面广（特别是江南九省）。统计数据显示，目前我国小型煤矿有南九省）。统计数据显示，目前我国小型煤矿有1.11.1万多万多家，煤炭产量约家，煤炭产量约1212亿吨，机械化水平只有亿吨，机械化水平只有10%10%。为此，水。为此，水力机械化开采技术在这个领域具有推广前景；力机械化开采技术在这个领域具有推广前景；天地科技股份有限公司唐山分公司 2 2）急倾斜煤层。储量占我国

58、煤炭储量的）急倾斜煤层。储量占我国煤炭储量的4%4%左右，开左右，开采这些煤层（特别是倾角大于采这些煤层（特别是倾角大于5555度的煤层），目前均无较度的煤层），目前均无较好的旱采机械化好的旱采机械化开采开采方法。方法。水采在水采在急倾斜急倾斜煤层开煤层开采采已有成已有成功范例，功范例，这为水采提供了新的发展机遇。这为水采提供了新的发展机遇。3 3）水力复采残煤。）水力复采残煤。随着随着综采的开采强度加大，综采的开采强度加大，矿井资源矿井资源涿渐涿渐萎缩，一些萎缩，一些适合综采开采煤层条件的数量也在减少，适合综采开采煤层条件的数量也在减少，综采丢弃的边角综采丢弃的边角煤柱和旧法采过的煤层进行煤柱和旧法采过的煤层进行水力复采具有一定的发展空间。水力复采具有一定的发展空间。天地科技股份有限公司唐山分公司7777谢谢！谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH