周繼峰　劉云會

摘 要：水利采煤方法最早來源于蘇聯(lián)，我國在上世紀(jì)五十年代也開始推廣，取得了較好的成效。當(dāng)前我國水采技術(shù)取得了較快的發(fā)展，同時(shí)在水采方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在地質(zhì)條件多變的不規(guī)則煤層及急傾斜煤層中水采應(yīng)用較為廣泛。文中分別對水力采煤方法中的傾斜短壁采煤法和走向短壁采煤法進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對水力采煤礦井的開拓特點(diǎn)進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：水力采煤；傾斜短壁水力采煤法；走向短壁水力采煤法；開拓；特點(diǎn)

前言

水力采煤法是利用水射流進(jìn)行落煤運(yùn)煤，不需要人員進(jìn)入到工作面中，在采煤過程中不需要進(jìn)行工作面支護(hù)、頂板管理和裝運(yùn)作業(yè)工序，采煤作業(yè)工序較為簡單，提升作業(yè)集中。當(dāng)前在煤礦中采用的水力采煤法由傾斜短壁水力采煤法和走向短壁水力采煤法兩種。短壁工作面內(nèi)煤的破落和運(yùn)輸都由水槍射流來完成，不需要作業(yè)人員進(jìn)入到工作面內(nèi)，作業(yè)機(jī)械化和生產(chǎn)自動化程序較高，采煤過程具有較好的安全性和可靠性，能夠更好的與地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行適應(yīng)，當(dāng)其與地面洗煤系統(tǒng)配套生產(chǎn)時(shí)具有非常好的效果。

利用水力采煤方法時(shí)，其采空區(qū)主要采用竄風(fēng)的形式，沒有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，這就導(dǎo)致水采產(chǎn)品水分含量較高，需要經(jīng)過脫水處理后才能使用。但對于煤礦企業(yè)來講，無論是脫水工作還是廢水凈化處理工作都具有較大的難度。水采區(qū)內(nèi)空氣潮濕，不利于工人的健康。而且水采區(qū)對煤層頂板條件要求較高，對于一些頂板堅(jiān)硬的深部煤層，很容易出現(xiàn)沖擊地壓從而導(dǎo)致頂板出現(xiàn)不同程度的破碎或是中途冒頂事故。相對于長壁工作面，水采工作面采出率較低，在噸煤開采過程中其電耗量也較大。而且在水力采煤過程中，需要進(jìn)行較多的掘巷作業(yè)，掘進(jìn)率較高，這給區(qū)內(nèi)輔助運(yùn)輸工作帶來了較大的難度。

1 傾斜短壁水力采煤法

在當(dāng)前有我國緩斜煤層條件下，傾斜短壁水力采煤法應(yīng)用較為廣泛。在具體應(yīng)用過程中，需要先準(zhǔn)備好采區(qū)上山、煤水硐室和區(qū)段巷道，然后從區(qū)段運(yùn)輸巷開始，尚仰斜方向進(jìn)行回采巷道至區(qū)段回風(fēng)巷的開掘工作，水槍通常會設(shè)置在回采眼中自上而下后退回采巷道兩側(cè)或是一側(cè)的煤帶，利用這種方法來實(shí)現(xiàn)巷道布置、煤水系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置。

在利用水力進(jìn)行采煤過程中，射流會受到射程和其他條件的限制，因此水槍在沖采一定范圍的煤體后則需要拆除和下移。每拆移一次水槍時(shí)在回采巷一側(cè)計(jì)劃沖采的范圍通常稱為煤垛，其參數(shù)作為水力采煤的重要基礎(chǔ)參數(shù)之一，由采垛角、最小移槍步距和最大煤垛長度等內(nèi)容組成。在對煤垛進(jìn)行回采時(shí)，煤會與水混合在一起形成煤漿在垛內(nèi)流出。這就需要在保證煤垛下幫的底板需要具有一定的坡度，確保煤水能夠自行流出，同時(shí)為了垛口部分維護(hù)工作創(chuàng)造一定的條件。所以在對煤垛下幫邊線進(jìn)行確定時(shí)，通常需要保持7%-10%以上的坡度，從而避免垛內(nèi)頂板出現(xiàn)過早冒落的情況，同時(shí)也能夠有效的避免采空區(qū)砟石竄入到工作空間內(nèi)，有利于煤垛的順利開采。在頂板條件較差時(shí)，會采用閉式落垛。

當(dāng)煤垛沖采完成后，供水停止后需要對水槍進(jìn)行拆除并移到新的工作地點(diǎn)。在對水槍進(jìn)行設(shè)置時(shí)，通常會采用支架形式來對水槍起到有效的保護(hù)作用。較為常見的有八字抬棚、單斜拾棚等幾種支架形式，對人員的工作安全性具有較好的保障作用。在作業(yè)過程中，為了能夠避免水槍頻繁的進(jìn)行拆移，則一般需要配備幾個(gè)生產(chǎn)工作面，每個(gè)生產(chǎn)工作面之間保持一定的錯(cuò)距，每個(gè)工作面配置一臺水槍，這樣可以依法進(jìn)行沖采服務(wù)業(yè)，有利于工作效率的提升。

2 走向短壁水力采煤法及兩種的比較

當(dāng)前在水力采煤中，應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬走向短壁水力采煤法。通過開掘多條回采巷道，并將水槍設(shè)置其中，然后采用后退回采的方式來對其上邦的煤垛進(jìn)行開采。走向短壁水力采煤法與傾斜短壁水力采煤法在煤水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、煤垛參數(shù)及落垛順序等方面都較為相似。利用傾斜短壁水力采煤法時(shí)，需要沿煤層傾斜方向進(jìn)行回采巷布置，同時(shí)回采巷坡道與煤層傾角大致相同。而且當(dāng)巷道坡度較大時(shí)，溜槽的運(yùn)煤能力也較強(qiáng)，而且在回采過程中不容易有淤溜現(xiàn)象發(fā)生。一旦煤層傾角過大，煤水在溜槽中的流速會較大，極易從溜槽中沖出，會帶來較大的安全隱患。

傾斜短壁水力采煤法回采巷沿煤層傾斜方向布置，回走向短壁水力采煤法回采巷沿煤層走向方向布置，并有7%-10%的坡度。沿巷道方向的坡度小，竄研壓槍的威脅較小，運(yùn)料條件好，但當(dāng)煤層傾角較小時(shí)，為了保證煤水運(yùn)輸所需的坡度，回采巷的掘進(jìn)方向與煤層走向的夾角較大，采區(qū)下部所留三角煤的盡寸較大且要多掘分段上山，回采巷只能回采巷道上幫的煤，回采巷間距小，巷道掘進(jìn)率相對更高。煤層越厚，傾角越大，傾斜短壁水力采煤法上方采空區(qū)竄研的威脅就越大，反之，煤層越薄，傾角越小，則走向短壁水力采煤法的掘進(jìn)率高及三角煤等問題就越突出。顯然，這兩種方法的選擇主要取決于煤層的厚度和傾角，如表1所示。

3 水力采煤礦井的開拓特點(diǎn)

3.1 井田的劃分

在水力采煤過程中，由于其生產(chǎn)能力較大，而且具有較強(qiáng)的增產(chǎn)潛力，相對來講采出率較低，所以需要通過增加井田的開采范圍及可采儲量來確保水力采煤礦井服務(wù)年限的延長。

3.2 階段斜長或開采水平垂高的確定

在當(dāng)前煤礦采區(qū)內(nèi)，當(dāng)采用水力采煤時(shí)，其運(yùn)輸方式都是利用明槽水力運(yùn)輸，在這種情況下，則需要對采區(qū)的走向長度進(jìn)行有效控制，避免采區(qū)三角煤過大。同時(shí)還需要加大階段斜長和開采水平垂睦高，這樣才能確保采區(qū)有足夠多的煤炭儲量，有效的對采掘接替緊張的矛盾進(jìn)行有效的緩解。

3.3 階段運(yùn)輸大巷的布置

運(yùn)輸大巷布置與礦井所選用的水力運(yùn)提方式有關(guān)。大巷采用管道水力運(yùn)輸時(shí)，巷道的坡度不受水力運(yùn)輸?shù)南拗疲话闳詾?.3%-0.5%的流水坡度。管道水力運(yùn)輸占用的斷面少，可與輔助運(yùn)輸安排在同一條大巷。當(dāng)大巷采用明槽水力運(yùn)輸時(shí)，大巷需有5%-7%以上的坡度，大巷的輔助運(yùn)輸條件差，大巷下幫形成的三角煤大，井田一翼長度較大時(shí)，不宜采用這種方式。

3.4 車場與硐室

在水力采煤礦井中，其運(yùn)輸主要依靠水力運(yùn)提方式，這就對硐室的布置及數(shù)量提出了更高的要求，但相對于早采礦井來講，水力采煤礦井井底車場的調(diào)車線路較為簡單。

4 結(jié)束語

在采用水力采煤法的開采作業(yè)中，需要對采前掘進(jìn)和采后掘進(jìn)的關(guān)系進(jìn)行有效的處理，同時(shí)還要處理好采后掘進(jìn)與回采及回采收尾等關(guān)系，確保運(yùn)輸系統(tǒng)的暢通性，而且有利于日常巷道修理、插背及清理工作的順利實(shí)施。在當(dāng)前水采礦井作業(yè)過程中，需要加快創(chuàng)新和改革的力度，只有這樣才能更好的推動水力采煤技術(shù)的快速發(fā)展。

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