水力采煤技术的应用与发展趋势

在采煤工作中, 选择合适的方法与矿井生产的安全性以及经济效益等都有直接的关系。其中综合机械化采煤法尽管已经得到了广泛使用, 然而因为各种采煤法的使用范围都不尽相同, 所以在采煤方法的选择上需要与实际情况相结合。针对一些地质结构较为复杂、煤层赋存缺乏稳定性且三角煤开采运用综合机械化法存在难度的煤矿开采工作, 可以使用水力采煤技术, 其主要原因在于水力采煤技术的适应性比较强, 加之现在国内外大部分煤矿都在运用水力采煤技术, 并且在经济上取得了良好的效果, 所以水采技术目前在我国应用范围也得到了普遍扩展。

1 国内外水采生产现状

所谓水力采煤技术, 即通过高压水射流这一动力源, 实现破落煤体这一目标的采煤技术。这一技术经过长时间的发展与实践之后, 体现了装备的简洁性、生产的连续性、回采工序的单一性、地质条件的适应性等诸多优势。尤其是对于地质构造较为繁琐、缺乏稳定性、倾斜煤层和旱采机械化开采存在难度的煤层进行开采工作, 更加体现了优势。

当前, 世界范围内水力采煤技术的运用主要有中国、俄罗斯、新西兰等多个国家。以俄罗斯为例, 新西伯利亚库斯尼克煤田煤层的倾角为60~70°, 其中有70%均以水力采煤为主, 因为俄罗斯国内生产的设备压力比较低, 在落煤方面具有一定的难度, 所以在2007年引进了由我国生产的高压污水泵和液动阀门等水采设备, 由此提升了落煤压力。

而在我国, 辽宁地区的北票、南票以及吉林通化矿业集团、山西地方煤矿等地区的煤矿集团, 在运用水采技术之后, 在技术经济方面都取得了非常好的成效。

以北票为例, 北票矿务局作为百年老矿, 该地区的煤层赋存条件超过45°, 所以属于中厚煤层, 这种煤层十分容易出现煤、瓦斯等一类的突出性危险。基于此, 在1958年北票矿务局便运用了水采技术, 且历经多年实践, 在急倾斜“双突”煤层的基础上, 在水采技术设计、巷道布置以及通风管理等诸多方面都已经形成了非常有效的经验。所以, 现如今认为在“双突”煤层这一环境下, 针对瓦斯与火灾的管理, 采用水采技术所达到的安全性要高于旱采。

当前, 少数中小型地方煤矿以及稳定性较差的煤层在开采矿井的过程中, 都对水力采煤技术进行了运用, 比如山西长治地区的金星煤矿, 其煤矿产量已经高达45万t/a, 相较于使用水采之前的产量要提升3倍, 这一行为得到了当地政府与主管部门的高度好评。

2 目前我国水采技术发展水平

2.1 使水采使用范围更为确定

近几年, 对于无支护水力开采的过程中, 针对这一技术的使用条件与巷道布置等, 均已经形成了非常丰富的经验。一方面在于对水采技术使用条件的深入、创新认识, 我国煤层中所赋存的条件十分多变, 无论是哪一种采煤技术都无法达到“包打天下”的效果, 因为每一种技术都有其自身的技术优势与使用范围。针对水采技术来说, 并非是所有的旱采机械化开采存在难度的煤层均可以运用水采, 水采也有自己的使用范围, 比如特硬煤层以及倾角较缓的煤层, 这一类并不适合水采技术。所以, 水力采煤在未来阶段, 需要将发展的重点放在不稳定煤层以及急倾斜煤层等方向。

2.2 水采工作面的巷道布置更为合理

现阶段, 为了将水采工作面通风这一问题加以解决, 水采工程中的有关技术人员可以将支护方式、巷道布置以及采垛参数等进行改变, 以此实现水采工作面巷道布置的合理性。

2.3 加大水采工作面无人开采技术的运用

对水采工作面无人开采技术进行运用, 其原理主要体现为以下方面:针对水采工作面水枪, 需要运用液动控制, 操作者在水采工作面之外的巷道中进行液控水枪的操作, 以此实现水力落煤, 即便是水采工作面无人的状态下, 也能够顺利采出采垛中的煤炭。这一技术已经在六道江井中进行了工业性试验, 并且取得了成功, 以此实现了水采工作面安全性能的提升, 也将作业环境进行了改善。

2.4 使水采煤泥水处理技术得到广泛运用

水采煤泥水处理属于水采工艺衍生的问题, 对煤炭产品质量有直接的影响。对于此, 通过相关人员多年的研究与实验, 已经将水采煤泥水处理技术中存在的问题进行解决。处理煤泥水技术主要是以斜管浅层沉淀技术为核心, 并搭配高效絮凝剂使固液分离速度加快, 提升净化水质质量, 使其能够满足国家环保要求。

2.5 将水采井下煤泥脱水和回收问题进行解决

通化矿业通过与唐山研究院的合作, 彻底解决了水采耗能高这一问题, 这一行为也为今后我国水采工艺系统的减化提供了支持。

总而言之, 在水采技术进步的影响下, 水力采煤存在的一些不足也逐渐得到解决, 并且在不断研究与实验下, 水力采煤技术也日趋完善, 为十二五期间小煤矿机械化水平的提升奠定了扎实的基础。

3 水力采煤技术发展趋势

水力采煤技术的工作面装备十分简洁, 地质结构也体现了非常强的适应性。基于此, 针对一些开采稳定性较差的煤层中, 对该技术进行推广重点体现了其极强的生命力与优越性。相关资料中介绍, 在2008年底, 山西省的2598座煤矿当中有307座煤矿已经彻底实现了综采, 这仅仅占据总数的11.9%, 而中、小煤矿中综采机械化所占比例则更小。这一类煤矿因为自身的地质条件比较差, 且煤矿资源储量少、块段小, 使用的技术装备较为落后、缺乏完善的安全条件、所以在实现旱采机械化方面也体现了难度。但是水力机械化采煤与其截然相反, 不仅工作面设备少、人员少, 且设备的操作简单, 极易掌握, 也为国家十二五计划的实现提供了支持。

4 结语

受科学技术发展的影响, 水采技术在我国采煤行业也得到了广泛的运用, 并且解决了其中一直存在的难题, 针对繁琐难开的采煤层, 水采技术的运用更加体现了优势, 并且在未来采煤行业中拥有更为广阔的发展前景。