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水力采煤六十年发展回顾与展望
水力采煤技术是19世纪30年代由苏联创立的,其主要特点是利用高压水射流直接破碎煤体,并借助水力介质来完成运输、分级、提升等工序的水力机械化开采工艺。由于该技术具有工艺简单、装备灵活、生产高效、安全等优点,六十年来,水力采煤一直在不稳定煤层、急倾斜煤层、复采煤层以及煤层赋存不规则的区域或块段使用,为此类条件煤层安全开采和机械化水平的提高作出了贡献。 目前,我国的水力采煤技术已发展到比较成熟的阶段,生产规模逐渐扩大,采掘、运输、提升和脱水工艺日臻完善,可自行设计和制造全套的水采技术装备,积累了年产300万t水采矿井比较完整的生产技术管理经验,并引领世界水采技术发展方向。 1 水力采煤的发展历程 综观水力采煤六十年的发展历程,主要分为如下6个阶段: (1)1956—1966年:1956年在学习国外先进经验的基础上,我国首次在萍乡高坑和开滦林西矿开辟了2个水采试验区;1958年在开滦唐家庄矿盆地丙和峰峰羊渠河一号斜井建成了我国第一批带有独立水提系统的水采区,试验获得了成功,初步显示了水采的优越性。 由于受到这些效果的鼓舞,1958年召开的全国煤矿工作会议肯定了水采技术方向,从而掀起了大搞“水力化”的高潮,到1960年,水采产量激增至1 700万t。由于当时实践的时间短、经验不足、技术装备差,加上对主观条件估计不够,造成资源的严重丢失,井上、下煤泥泛滥成灾,没有取得预期的技术经济效益,引起了煤矿生产的混乱,其影响深远。1961年以后水采开始转入低潮,根据中央“调整、巩固、充实、提高”的八字方针,大部分水采井区被调整下马,保留了一批具有生命力的水采井区,如淮南谢三矿、徐州旗山矿、北票冠山矿、开滦唐家庄盆地丙、枣庄八一矿、鹤壁梁峪、肥城杨庄等,产量锐减到200~300万t。这一阶段的起伏尽管付出了很大的代价,但奠定了我国水采技术初步的基础。 (2)1967—1978年:在此期间,虽然遭到了“十年动乱”的严重破坏,但水采产量还保持着上升趋势。由于当时对煤炭产量的迫切需求,使八一、梁峪、杨庄等矿井都超过了设计能力,逐步增产成为近百万吨的大矿;同时又投入了大胡、吕家坨和陶庄等三个水采井区。到1975年已拥有5个水采矿井,12个水采井区,总产量达900万t。 “十年动乱”期间,几乎中断了水采的科研技术工作,水采专业设计队伍被解散,原唐山煤研所开采室是全国唯一的水采技术研究单位,研究人员改行、外调、地震伤亡等人员总计80余人,大大削弱了水采科研队伍。其间对水采贡献最大的科研成果就是20MPa高压大射流水力落煤工艺的试验成功,为后来的水采发展奠定了基础。 (3)1979—1990年:随着1978年全国科学技术大会的召开,以及国家对科技工作的重视,水采科研也逐渐步入正轨,由于当时我国综合机械化刚刚起步,技术上还不成熟,综合机械化生产能力只有40~60万t/a,而当时八一矿和吕家坨矿单套水采能力已达100万t/a,八一矿是当时全国经济效益最好的矿井之一。我国当时对水采发展也非常重视,从科研政策等方面给予大力支持。其间对多级煤水泵、水采硐室小型化、煤水分级提升、煤泥水井下净化以及液控水枪等新技术的研究应用,使水力采煤技术水平得到了极大提高,尤其是煤泥水井下净化技术的应用,使煤泥水80%基本实现井下闭路循环使用,降低了成本,提高了效率。 与此同时,水力采煤技术逐渐向不稳定煤层和急倾斜煤层领域发展,如南票矿区、通化矿区和鹤岗峻德矿,新增产能约500万t/a,但因大胡、梁峪、杨庄和陶庄等水采因故改为机采水运,水采产量仍维持在1 000万t左右。 (4)1991—2004年:由于煤炭产能过剩,煤矿整体效益下滑,加上科研单位改制,国家科研拨款越来越少,为了生存,在国家改革开放方针的指导下,水采科研单位将水力技术向非煤产业延伸,如电厂水力除灰等领域,致使水力采煤科研几近停滞。 (5)2005—2012年:2005年随着经济的复苏,煤炭企业开始扭亏为赢,在国家引进、消化、吸收再创新的方针指引下,我国综合机械化装备水平上了一个新台阶,出现了年产数百万吨甚至千万吨工作面。但对于煤层不规则及井型较小的乡镇煤矿,综合机械化还很难适应,为此2005年5月首次在山西襄垣古韩联营煤矿进行了水采试验探索。考虑到山西为缺水地区,加上煤层赋存较浅,将煤泥脱水和净化设施建在地面,实现了水采用水井上、下闭路循环,节约水源,杜绝了污染。该矿2006年投产,为我国首个全闭路循环的水采矿井,产量由原来的5万t/a,提高到30万t/a。由于示范作用,又先后在其周边发展了金星、襄垣、辉坡以及七一煤矿,均取得了较好的经济技术效益。 根据古韩联营煤矿将选煤厂煤泥脱水与水采煤泥水净化技术结合的成功经验,2009年成功应用到通化矿业集团六道江矿井下采区,取消了煤水提升系统。水采原煤全部实现了井下分级脱水,旱运旱提
文章来源:《水力采煤与管道运输》 网址: http://www.slcmygdys.cn/qikandaodu/2020/0629/331.html
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