水力采煤法

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水力采煤工艺是水力采煤各生产环节有机组合的总称，适用于层厚 1～8m，倾角超过6～8、顶底板较好、瓦斯不大的软或中硬煤层的开采。

中文名称

水力采煤工艺

英文名称

hydraulic coal mining technology

定　　义

水力采煤各生产环节有机组合的总称。

应用学科

煤炭科技（一级学科），煤矿开采（二级学科），水力采煤（三级学科）

走向长壁采煤法通常包括炮采、普采和综采三种采煤工艺。

走向长壁采煤法炮采

炮采工作面采煤工艺过程有：爆破落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等。

(1)爆破落煤。爆破落煤的生产过程包括打眼、装药、填炮泥、连炮线、爆破等工序。

(2)装煤。炮采工作面主要装煤方法有：爆破装煤、人工装煤和机械装煤等。爆破装煤是通过爆破使煤直接落入刮板输送机内。

(3)运煤。采煤工作面的运输方式主要根据落煤方式及煤层倾角来确定。倾斜工作面可采用铁溜槽或搪瓷溜槽，缓倾斜工作面主要采用可弯曲刮板输送机运煤。

(4)支护。炮采工作面常用金属支柱。

(5)采空区处理。随着采煤工作面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为保证工作面的安全生产，需要及时对采空区进行处理。采空区处理方法有多种，但最常用的是全部垮落法。

炮采除运煤的工序实现了机械化外，其余的工序全部是人工操作。炮采工作面的装备有：钻眼工具用煤电钻、麻花钻杆与合金钻头；运煤设备一般使用轻型刮板输送机；支护材料用木柱、木棚、摩擦式金属支柱与金属铰接顶梁或单体液压支柱与金属铰接顶梁配套的支架支撑顶板；回柱用人工的方法或简单的回柱机具或者配备回柱绞车。炮采的优点是：适应性强，各种条件的采煤工作面均可采用，所需设备少，初期投资小。炮采的缺点是：回柱放顶工序安全风险大，顶板事故多，产量及效率低，工人劳动强度大等。

走向长壁采煤法普采

普采工艺是用采煤机械来完成落煤及装煤过程，而运煤、顶板支护及采空区处理等过程与炮采工艺大致相同。某普采面，工艺过程如下：每班开始时，采煤机自工作面下切口开始割煤，滚筒截深为1 m，滚筒直径为 1.25 m。采煤机向上运行时，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋和弧形档煤板装煤。工人随机挂梁，拖住刚暴露的顶板，梁距0.6 m。采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形档煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。采煤机下行时，负荷较小，牵引速度较快。滞后采煤机 10~15 m，依次开动千斤顶推移输送机，与此同时，输送机上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。支柱间的距离，即沿煤壁方向的距离为 0.6 m；牌局，即垂直与煤壁方向的距离，等于滚筒截深（1.0 m）。

当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头的支架，移直输送机，采用直接推入法进刀，是采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。工作面下切口长 4m，当采煤机运行至工作面下部终点位置时，其滚筒恰好到达机一起推入新的位置，待输送机移成一条直线时，采煤机也进刀完毕。采煤机完整地割完一刀煤，并且相应的完成推移输送机、支架和进刀工序后，工作面有原来的 3 排柱控顶变为 4 排柱控顶。为了有效的控制顶板，要回掉

1 排柱，让采空区顶板自行垮落，重新恢复工作面 3 排柱控顶，同时检修设备。割煤和回柱期间，乳化液泵站始终向工作面供液，以保证推移输送机和支设、回车液压支柱工作面正常进行。采煤面这一采煤工艺过程称为一个循环。该实例完成一个循环为 8 小时。

走向长壁采煤法综采

综采就是通常所说的机械化采煤，也就是破、装、运、支、处五个主要工序全部实现机械化作业。

下面是某综采面的工艺过程：（缩伸缩梁、护帮板）向端头割煤→移架（伸伸缩梁、护帮板）→（牵机至工作面中部）中部进刀→自端头顺移刮板输送机至面中部→（缩伸缩梁、护帮板）割煤→移架（伸伸缩梁、护帮板）→（牵机至工作面中部）自端头顺移刮板输送机至面中部。

综采工作面一般采用双滚筒采煤机，各工序简化为割煤、移架、推移输送机3个主要工序，采煤机骑在刮板输送机上完成割煤和装煤，一般前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。液压支架通过底部的千斤顶与刮板输送机连接，可互为支点，从而实现移架和推移刮板输送机。移架时，支柱卸载，顶粱下降(与顶板脱离或不完全脱离)，支架整体前移，移到新位置后，立柱重新加载载，支护新位置处的顶板。推移刮板输送机时，移架千斤顶重新伸出，推移刮板输送机到煤壁处，割煤后可可以及时依次推移液压支架和输送机，也可以先逐段依次推移机，再依次移设液压支架，即及时支护和滞后支护。

综采工作面布置如下：

采煤方法分类

采煤方法种类很多，世界主要产煤国家使用的采煤方法，总的划分为壁式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统，还是回采工艺都有很大的区别。

壁式采煤法的特点是煤壁较长、工作面的两端巷道分别做为入风和回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面，我国多采用壁式采煤法开采煤层。

柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。

我国当前常用的采煤方法主要有：

1、走向长壁采煤法，薄及中厚煤层长壁工作面沿走向推进的采煤方法。

2、倾斜长壁采煤法，缓倾斜薄及中厚的煤层长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法

3、大采高一次采全厚，厚煤层沿走向或倾斜面推进的采煤方法。

4、放顶煤长壁采煤法，开采6米以上缓斜后缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤方法。

5、掩护支架采煤法。在急斜煤层，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤方法。

6、倾斜分层走向(倾斜)长壁下行垮落采煤法。在缓斜煤层，沿走向(倾斜)布置采煤工作面，分层推进的采煤方法。

7、台阶采煤法。在倾斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。

8、水平分层采煤法。急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。

9、斜切分层采煤法。急斜厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法。

10、房柱式采煤法。沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。

11、房式采煤法。沿巷道每隔一定距离开采煤房，在煤房之间保留煤柱以支撑顶板的采煤方法。

12、仓储、巷道长壁采煤法。急斜煤层中将落采的煤 暂存于已采空间中，待仓房内的煤体采完后，再依次放出存煤的采煤方法。

13、倾斜分层长壁上行填充采煤法、刀柱式采煤法、水力采煤法。

采煤方法方法选择

采煤方法是地下采煤时，区段或采煤条带内的巷道布置方式和回采工艺及其相互配合的总称。按巷道布置方式和回采工艺的特点，可分为壁式采煤法和柱式采煤法两大类。

选用何种采煤方法，应视煤层地质条件和开采的经济条件而定，以最大限度地满足工作安全、产量大、效率高、煤质好、成本低和煤炭回采率高等要求。

适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键。影响采煤方法的因素很多,概括起来主要有地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等。

采煤方法发展现状

我国当前的采煤方法有50多种，是世界上采煤方法最多的国家。长壁采煤法的发展为机械化采煤创造了条件，随着长壁采煤法的发展，采煤机械化水平逐年提高。1975年及改革开放以来，国有重点煤矿采煤工作面主要生产指标取得显著进展。

我国是世界上应用水力采煤最早的国家之一。自1956年推广以来,逐渐稳定发展,产量占世界前列。特别是煤层厚度、倾角变化较大的不规则煤层中应用更能发挥其能力。

2001年，国有重点煤矿综采工作面平均个数为298个，平均年产93.65万t；普采工作面平均个数为260个，平均年产为28.5万t；水采工作面19个，平均年产26.82万t；炮采工作面731个，平均年产15.76万t。