昌瑞煤矿水力采煤工艺系统配套研究.pdf

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1、第2期2017年6月水力采煤与管道运输HYDRAULICCOALMINING＆PIPELINETRANSPORTATl0NNo．2Jun．2017DOI：10．14187／j．cnki．enl3—1185／tn．2017．02．003昌瑞煤矿水力采煤工艺系统配套研究李涛(煤炭工业太原设计研究院，山西太原030001)摘要：基于昌瑞煤矿厚度4．21～8．37m，倾角60。～90。的特殊难采急倾斜中厚煤层的开采条件，研究了采用水力采煤工艺进行开采的相关系统配套，涉及煤水硐室布置、高压供水系统、煤水运输系统、煤水提升系统和煤泥脱水系统。结果表明：设置中央煤水硐室和采区煤水硐室，进

2、行煤水分段接力运输，布置合理可靠；回采和掘进采用闭路循环、独立供水方式，满足环保要求、节约煤泥水处理费用、系统运行可靠；回采和掘进工作面的原煤水经刮板分级筛进行≥0．5mm筛分，筛分粒径与煤炭筛分资料高度匹配；高压供水、煤水运输和提升设备选型合理、节能高效、运行可靠；根据煤泥筛分、脱水试验资料，优化煤泥脱水流程、选型煤泥脱水设备，煤泥脱水效果较好，能够满足生产需求。关键词：水力采煤工艺；系统配套；煤水硐室；煤泥脱水中图分类号：TD825文献标志码：A文章编号：1006—0898(2017)02一0012一04昌瑞煤矿井田范围内的可采煤层有2号、3号和5号，煤层平均厚度为4．

3、21～8．37m，平均倾角为60。～90。，属于特殊难采的急倾斜中厚煤层¨J。矿井采用水力采煤工艺，以实现急倾斜中厚煤层的机械化开采。水力采煤工艺经过六十多年的发展，生产应用不断推广、生产系统El臻完善‘2][3

4、。水力采煤工艺系统主要由高压供水系统、煤水运输系统、煤水提升系统和煤泥脱水系统组成，系统设置是否合理，直接关系到矿井的基建工程、建设投12资、有效运行及生产成本‘4

5、。因此，有必要对水力采煤工艺系统进行合理配套，以取得良好的水采技术经济效果。1煤水硐室布置基于井田范围和煤层赋存条件，根据井田开拓开采部署，在井筒落底附近设置中央煤水硐室，在各采区下部设置采区煤水硐室

6、，进行煤水分段接力运输。中央煤水硐室设置在副斜井井底车场巷道附近，主要由中央煤水泵房、煤水仓、溢流仓、煤李涛：昌瑞煤矿水力采煤工艺系统配套研究第2期水管道等组成，煤水仓和溢流仓容积各为350m3；煤水仓通过煤水管道与副斜井相连，通过敷设于副斜井的煤水管道将煤水提升至地面煤水车间脱水。采区煤水硐室设置在采区轨道上山下部车场附近，主要由刮板脱水筛机硐室、煤水仓、溢流仓、煤水泵房等组成，煤水仓和溢流仓容积为350m3；刮板脱水筛机硐室采用刮板捞坑布置形式，宽4．5m、高3．75m，锚网喷支护。煤水硐室布置如图1所示。2水力采煤工艺系统配套图1煤水硐室布置(煤层立面图)2．1基本情

7、况昌瑞煤矿布置1个水采工作面、2个顺槽炮掘水运工作面和1个大巷普掘工作面来保证矿井90万t／a的生产能力和正常的采掘接替，其中水采工作面生产能力为66．66万t／a，顺槽炮掘水运工作面生产能力为22．35万t／a，大巷普掘工作面生产能力为4．10万t／a。根据矿井筛分资料，水采工作面日产煤2020t、日耗水3501m3、日产煤水4875m3，小时产煤150t、小时耗水260m3、小时产煤水362m3；顺槽炮掘水运工作面日产煤677t、日耗水1680m3、日产煤水2141m3，小时产煤40t、小时耗水lOOm3、小时产煤水127m3．2．2高压供水系统2．2．1供水技术参数水

8、力采煤工作面供水压力P与煤层的普氏硬度系数和煤层的节理发育程度密切相关，昌瑞煤矿2号煤层普氏硬度系数为1．12～1．32，平均1．22；3号煤层普氏硬度系数为1．20～1．65，平均1．39；5号煤层普氏硬度系数为0．55～O．85，平均0．72。2、3号煤层较硬，层理发育，所需落煤压力为18～20MPa，5号煤层相对较软，所需落煤压力为5～8blPa，水枪流量260m3／h。煤巷掘进采用炮掘水运的工艺方式，冲运压力为1MPa，流量80～lOOm3／h。2．2．2供水方式综合考虑环保要求和节约煤泥水处理费用等问题，回采和掘进供水采用闭路循13水力采煤与管道运输第2期环方式，

9、不足部分水量用矿井涌水补给。为使系统运行可靠、管理方便，回采和掘进独立供水，回采选用高压泵供水，掘进采用低压泵供水。2．2．3供水设备回采选用三组D300--80×12+DZ300--80×12高压泵串联，泵出口压力为20MPa，一用一备一检修，单台流量为300m3／h、扬程960m、功率1250kW；掘进选用两台DN300—60×5供水泵，一用一备，单台流量为300m3／h、扬程300m、功率500kW。回采供水在井筒、大巷和采区上山铺设两条+219的无缝钢管作为主干管，在回采顺槽铺设书159的无缝钢管作为跟枪管