6.1水力采煤
水力采煤是利用高壓水射流直接落煤、運煤和提升煤炭的一種采煤工藝。這是新中國建立以來煤炭行業中研究曆時最長,實踐較廣,經曆曲折較多的重大技術項目。自1956年開始試驗水力采煤以來,唐山煤炭研究所和開灤、鶴壁、棗莊等礦物局合作,經過共同努力,水采技術從無到有,工藝係統不斷完善。國內已能自行設計、製造水力采煤所需全部技術裝備,並掌握了大、中型水采礦井生產的特點和規律。在高壓水力落煤方麵,70年代以來,實際使用的最大供水壓力可達20MPa,在國標上已處於領先地位。煤水提升設備已初步形成係列,M係列加襯大粒度煤水泵的串聯使用以及順列布置的多效煤泥泵,最高揚程均可達到600m。水采的適用範圍,也已從緩傾斜煤層逐步擴大到急傾斜煤層和穩定性較差的不規則煤層。水采和一般采煤方法相比,在相同的條件下,產量可提高一倍。工作麵年產量可達45-75萬噸;坑木消耗可降低50%;全員效率可達3噸/工以上。
中國治_驗證明,雖然水采在使用條件上要求較嚴,但能夠應用於k度和傾角變化大的煤層,而這類煤層又難以使用綜合機械化或普通機械化開采。因此,水力采煤已成為這類煤層實現機械化開采的一種途徑。水采具有裝備簡單、機械化程度高,作業連續性強,回采工序單一,操作技術易於掌握,.易實現生產係統全部自動監控等優點。
中國的水力采煤技術,已發展到比較成熟的階段,引起了世界上某些主要采煤國家的重視[1]。
高壓水射流可以各種方式用於采煤:
(1)用直徑(10-35mm)水槍,在5-15MPa壓力下破碎煤層,範圍達25m,通常利用水槽借重力輸送煤塊。
(2)用小直徑射流(10mm以下),在20-100MPa壓力下切割小範圍煤層。
(3)用高壓水連續擺振細射流(2-3mm),在35-70MPa下破落煤體⑴。
(4)用細射流開槽,並用機械工具將煤槽間的煤破開。
(5)用脈衝水炮,在200-700MPa壓力下破碎硬煤和煤礦入口處的岩層。
上述第一種方法(水槍射流)用於在中國、前蘇聯、德國、日本和哥倫比亞等地的煤層。典型的水槍,使用5-15MPa的壓力及350ms/h以下的流量,衝掉工作麵的煤塊。落煤借重力作用流進水槽中,然後流至煤坑或直接輸出礦外。該係統可利用水力運輸和提升。采礦作業可在一定距離外進行,除了有工作人員的場所。一般均無需搭棚頂支撐。煤塵的濃度很低,因而可排除在靠近礦麵的電氣設備的危險敵障。由於機械刀具或電氣故障而引起的瓦斯爆炸事故也可避免。
連續射流與機械工具聯合使用的工作麵采煤機械,已進行了大量的研究,並且尚在進行中。預期的應用範圍包括連續采煤機被、短臂式和長臂式機械,以及切割岩石的遂道機。