水力采煤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

夏鈞峰 楊皓文 趙繼海（通化礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司道清煤礦，吉林 白山 134300）

水力采煤技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

夏鈞峰 楊皓文 趙繼海（通化礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司道清煤礦，吉林 白山 134300）

在采煤工作中，選擇合適的方法與礦井生產(chǎn)的安全性以及經(jīng)濟(jì)效益等都有直接的關(guān)系。其中綜合機(jī)械化采煤法盡管已經(jīng)得到了廣泛使用，然而因?yàn)楦鞣N采煤法的使用范圍都不盡相同，所以在采煤方法的選擇上需要與實(shí)際情況相結(jié)合。針對(duì)一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、煤層賦存缺乏穩(wěn)定性且三角煤開(kāi)采運(yùn)用綜合機(jī)械化法存在難度的煤礦開(kāi)采工作，可以使用水力采煤技術(shù)，其主要原因在于水力采煤技術(shù)的適應(yīng)性比較強(qiáng)，加之現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外大部分煤礦都在運(yùn)用水力采煤技術(shù)，并且在經(jīng)濟(jì)上取得了良好的效果，所以水采技術(shù)目前在我國(guó)應(yīng)用范圍也得到了普遍擴(kuò)展。

1 國(guó)內(nèi)外水采生產(chǎn)現(xiàn)狀

所謂水力采煤技術(shù)，即通過(guò)高壓水射流這一動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)破落煤體這一目標(biāo)的采煤技術(shù)。這一技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與實(shí)踐之后，體現(xiàn)了裝備的簡(jiǎn)潔性、生產(chǎn)的連續(xù)性、回采工序的單一性、地質(zhì)條件的適應(yīng)性等諸多優(yōu)勢(shì)。尤其是對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造較為繁瑣、缺乏穩(wěn)定性、傾斜煤層和旱采機(jī)械化開(kāi)采存在難度的煤層進(jìn)行開(kāi)采工作，更加體現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)水力采煤技術(shù)的運(yùn)用主要有中國(guó)、俄羅斯、新西蘭等多個(gè)國(guó)家。以俄羅斯為例，新西伯利亞庫(kù)斯尼克煤田煤層的傾角為60～70°，其中有70%均以水力采煤為主，因?yàn)槎砹_斯國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備壓力比較低，在落煤方面具有一定的難度，所以在2007年引進(jìn)了由我國(guó)生產(chǎn)的高壓污水泵和液動(dòng)閥門(mén)等水采設(shè)備，由此提升了落煤壓力。

而在我國(guó)，遼寧地區(qū)的北票、南票以及吉林通化礦業(yè)集團(tuán)、山西地方煤礦等地區(qū)的煤礦集團(tuán)，在運(yùn)用水采技術(shù)之后，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面都取得了非常好的成效。

以北票為例，北票礦務(wù)局作為百年老礦，該地區(qū)的煤層賦存條件超過(guò)45°，所以屬于中厚煤層，這種煤層十分容易出現(xiàn)煤、瓦斯等一類(lèi)的突出性危險(xiǎn)。基于此，在1958年北票礦務(wù)局便運(yùn)用了水采技術(shù)，且歷經(jīng)多年實(shí)踐，在急傾斜“雙突”煤層的基礎(chǔ)上，在水采技術(shù)設(shè)計(jì)、巷道布置以及通風(fēng)管理等諸多方面都已經(jīng)形成了非常有效的經(jīng)驗(yàn)。所以，現(xiàn)如今認(rèn)為在“雙突”煤層這一環(huán)境下，針對(duì)瓦斯與火災(zāi)的管理，采用水采技術(shù)所達(dá)到的安全性要高于旱采。

當(dāng)前，少數(shù)中小型地方煤礦以及穩(wěn)定性較差的煤層在開(kāi)采礦井的過(guò)程中，都對(duì)水力采煤技術(shù)進(jìn)行了運(yùn)用，比如山西長(zhǎng)治地區(qū)的金星煤礦，其煤礦產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)45萬(wàn)t/a，相較于使用水采之前的產(chǎn)量要提升3倍，這一行為得到了當(dāng)?shù)卣c主管部門(mén)的高度好評(píng)。

2 目前我國(guó)水采技術(shù)發(fā)展水平

2.1 使水采使用范圍更為確定

近幾年，對(duì)于無(wú)支護(hù)水力開(kāi)采的過(guò)程中，針對(duì)這一技術(shù)的使用條件與巷道布置等，均已經(jīng)形成了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)。一方面在于對(duì)水采技術(shù)使用條件的深入、創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，我國(guó)煤層中所賦存的條件十分多變，無(wú)論是哪一種采煤技術(shù)都無(wú)法達(dá)到“包打天下”的效果，因?yàn)槊恳环N技術(shù)都有其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與使用范圍。針對(duì)水采技術(shù)來(lái)說(shuō)，并非是所有的旱采機(jī)械化開(kāi)采存在難度的煤層均可以運(yùn)用水采，水采也有自己的使用范圍，比如特硬煤層以及傾角較緩的煤層，這一類(lèi)并不適合水采技術(shù)。所以，水力采煤在未來(lái)階段，需要將發(fā)展的重點(diǎn)放在不穩(wěn)定煤層以及急傾斜煤層等方向。

2.2 水采工作面的巷道布置更為合理

現(xiàn)階段，為了將水采工作面通風(fēng)這一問(wèn)題加以解決，水采工程中的有關(guān)技術(shù)人員可以將支護(hù)方式、巷道布置以及采垛參數(shù)等進(jìn)行改變，以此實(shí)現(xiàn)水采工作面巷道布置的合理性。

2.3 加大水采工作面無(wú)人開(kāi)采技術(shù)的運(yùn)用

對(duì)水采工作面無(wú)人開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，其原理主要體現(xiàn)為以下方面：針對(duì)水采工作面水槍?zhuān)枰\(yùn)用液動(dòng)控制，操作者在水采工作面之外的巷道中進(jìn)行液控水槍的操作，以此實(shí)現(xiàn)水力落煤，即便是水采工作面無(wú)人的狀態(tài)下，也能夠順利采出采垛中的煤炭。這一技術(shù)已經(jīng)在六道江井中進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，并且取得了成功，以此實(shí)現(xiàn)了水采工作面安全性能的提升，也將作業(yè)環(huán)境進(jìn)行了改善。

2.4 使水采煤泥水處理技術(shù)得到廣泛運(yùn)用

水采煤泥水處理屬于水采工藝衍生的問(wèn)題，對(duì)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量有直接的影響。對(duì)于此，通過(guò)相關(guān)人員多年的研究與實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)將水采煤泥水處理技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行解決。處理煤泥水技術(shù)主要是以斜管淺層沉淀技術(shù)為核心，并搭配高效絮凝劑使固液分離速度加快，提升凈化水質(zhì)質(zhì)量，使其能夠滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求。

2.5 將水采井下煤泥脫水和回收問(wèn)題進(jìn)行解決

通化礦業(yè)通過(guò)與唐山研究院的合作，徹底解決了水采耗能高這一問(wèn)題，這一行為也為今后我國(guó)水采工藝系統(tǒng)的減化提供了支持。

總而言之，在水采技術(shù)進(jìn)步的影響下，水力采煤存在的一些不足也逐漸得到解決，并且在不斷研究與實(shí)驗(yàn)下，水力采煤技術(shù)也日趨完善，為十二五期間小煤礦機(jī)械化水平的提升奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3 水力采煤技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

水力采煤技術(shù)的工作面裝備十分簡(jiǎn)潔，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也體現(xiàn)了非常強(qiáng)的適應(yīng)性。基于此，針對(duì)一些開(kāi)采穩(wěn)定性較差的煤層中，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行推廣重點(diǎn)體現(xiàn)了其極強(qiáng)的生命力與優(yōu)越性。相關(guān)資料中介紹，在2008年底，山西省的2598座煤礦當(dāng)中有307座煤礦已經(jīng)徹底實(shí)現(xiàn)了綜采，這僅僅占據(jù)總數(shù)的11.9%，而中、小煤礦中綜采機(jī)械化所占比例則更小。這一類(lèi)煤礦因?yàn)樽陨淼牡刭|(zhì)條件比較差，且煤礦資源儲(chǔ)量少、塊段小，使用的技術(shù)裝備較為落后、缺乏完善的安全條件、所以在實(shí)現(xiàn)旱采機(jī)械化方面也體現(xiàn)了難度。但是水力機(jī)械化采煤與其截然相反，不僅工作面設(shè)備少、人員少，且設(shè)備的操作簡(jiǎn)單，極易掌握，也為國(guó)家十二五計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)提供了支持。

4 結(jié)語(yǔ)

受科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，水采技術(shù)在我國(guó)采煤行業(yè)也得到了廣泛的運(yùn)用，并且解決了其中一直存在的難題，針對(duì)繁瑣難開(kāi)的采煤層，水采技術(shù)的運(yùn)用更加體現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)，并且在未來(lái)采煤行業(yè)中擁有更為廣闊的發(fā)展前景。