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摘 要：根据现代化标准煤矿建设管理办法，矿井要基本实现矿井采煤机械化，保障矿井安全生产。本矿井煤层平均倾角60°，属急倾斜煤层，原设计的采煤工艺为走向长壁伪倾斜柔性掩护支架爆破落煤采煤法，该工艺目前尚难实现机械化作业，据现场了解，该采煤方法和工艺对煤层厚度、倾角等产状变化的情况适应性相对较差，采煤机械化程度较低，工人劳动强度大，工作面作业环境较差。
关键词：采煤方法；工艺；参数
1 变更采煤方法的必要性
1、本矿井煤层平均倾角60°，属急倾斜煤层，目前该类煤层难以实现矿井采煤机械化。水力采煤是以高压水射流为动力源进行水力落煤、水力运输的一种采煤方法，对急倾斜煤层和赋存不稳定的倾斜煤层具有较好的适应性，是综合机械化采煤工艺的良好补充。
2、走向长壁伪倾斜柔性掩护支架爆破落煤采煤法推进速度慢，工人劳动强度大，工作面安全系数及作业环境较差。
3、水力采煤法具有如下优点：
（1）采用高压水射流落煤，工作面无带电设备，不会发生电气设备引发的事故。
（2）人在有加强支护的巷道内作业，不进入无支护的采场落煤作业区域，能保证人员不受顶板冒落危害，保证人员安全。
（3）水采可有效抑制煤尘，在采运过程中不会产生煤尘，可减少尘肺病的发生，防止煤尘爆炸。
（4）工作面人员少，回采时只有正副司机两人，减少人员伤亡概率。
（5）水力采煤实现机械化开采，生产连续性强，单面产量相对高，有利于提高产量。
（6）水采对煤层厚度、倾角等产状变化适应性强，可提高回采率。
2 矿井资源概况
井田内可采煤层7层，厚度0.78～3.55m不等。各煤层的顶底板岩石力学性能指标总体较好，岩石稳固性属优—良的类别，工程地质条件属中等类型。
矿井+1800m水平评估为无煤与瓦斯突出危险性；其中V11煤层在井田范围内+1781.24m水平及以下评估为有煤与瓦斯突出危险性。
各煤层均有煤尘爆炸性危险。
各煤层均属于自燃煤层。
3 采煤方法与采煤工艺
水力采煤是以高压水射流为动力源进行水力落煤、水力运输的一种采煤方法，对急倾斜煤层和赋存不稳定倾斜煤层具有较好的适应性，是综合机械化采煤工艺的良好补充。
根据本矿井煤层赋存情况、煤层顶底板岩性，比照国内急倾斜煤层采用的较成熟的采煤方法及工艺，结合矿井实际采掘情况，本矿井采用水力采煤工艺进行开采。
1、水力采煤技术主要适应条件
（1）急倾斜煤层，特别是倾角大于50°急倾斜煤层；
（2）煤厚、倾角变化大，断层等构造复杂的倾斜、缓倾斜难采煤层；
（3）综采丢弃的倾角大于7°的不规则块段和“三下”煤柱开采。
2、本矿井开采技术条件对水力采煤工艺的适应性、可靠性
地质构造：本矿井地质构造中等，各煤层平均倾角为60°，适合利用水力开采。水力采煤巷道及工作面布置灵活，对地质构造适应性强，特别是断层多，倾角大及倾角变化大时更具有明显的优势。
煤层厚度：本矿井7层可采煤层平均厚度分别为1.68m、0.78m、1.09m、1.19m、3.55m、1.47m、1.01m，煤层厚度变化相对较大，适合水力采煤法。
顶底板条件：井田内各煤层顶、底板多以炭质粉砂岩、含炭粉砂岩、粉砂岩、细砂岩为主，自然状态下岩石单向抗压强度平均值在40.94～96.0MPa。满足水采回采落煤工艺的要求。有利于提高回采率及巷道的掘进与支护。
瓦斯条件：《煤矿安全规程》规定，突出煤层严禁采用水力采煤法和非正规采煤法采煤。根据煤矿煤与瓦斯突出危险性评估报告，矿井+1800m水平以上为无煤与瓦斯突出危险性，可采用水力采煤工艺。
煤层硬度：根据地质报告，通过对Ⅳ7和Ⅳ13层采样用捣碎法测定，普氏硬度系数f值为0.45～0.6，属于软煤层，从水力落煤技术水平分析，判定该煤层属高压水射流易破碎型，有利于水力落煤。
煤泥處理：矿井地面建有选煤厂，煤泥可直接进入选煤厂进行洗选，降低生产成本。
水源条件：水力采煤水系统为闭路循环，耗水量约占采煤量的20%。因煤炭会带走部分水分，需要进行补水，苏杭河煤矿紧临台勒曲克河，能够满足水采生产要求。
通过以上分析，本矿井开采技术条件适用水力采煤工艺，采用小阶段式采煤法。
4 回采工作面参数
1、回采顺序
采垛内的落煤顺序如图1所示，采用闭式落煤顺序。
2、水采工作面推进度
为了便于管理，每班退枪2次，开枪时间为4～6小时，工作制度为3班生产，日采垛个数6个，日退尺为36m。
3、工作面生产能力
根据该矿水采开采煤层的赋存情况并结合其它水采矿井开采同一煤层的经验，同时为了便于管理，每班退枪2次，采2个采垛，每垛开枪时间为2～3h。
工作面生产能力由下式计算：
Q=330×L×a×h×r×c
式中 Q——回采工作面年产量，t；
330——年生产天数，d；
L——两回采眼间距，m，取15m；
a——日退枪距离，m，取36m；
h——煤层厚度，m，取煤平均厚度1.85m；
r——煤的容重，1.4t/m3；
c——回采率，85%。
Q=330×15×36×1.85×1.4×85%=392307t=0.39Mt
Ⅳ1、Ⅳ7、Ⅳ11、Ⅳ13、Ⅳ14煤层交替回采，本矿井煤层间距不大，回采后冒落影响高度大，采用下行式开采，原则上采完上煤层再开采下煤层。采区内先采上部煤层，后采下部煤层。区段内先采上部煤层后采下部煤层，区段内上部煤层开采时对下部煤层无影响。按煤层平均厚度计算及掘进面掘进煤量，生产能力基本可以达到0.45Mt/a。
5 工作面设备选型
水采工作面由于采用高压水射流落煤，煤水通过溜槽无压运输至采区煤水硐室。工作面装备简单，无大型机械设备。主要包括水枪、阀门、管路和快速接头等设备。
6 结束语
本矿井设计采用小阶段采煤法，巷道布置由于回采巷道沿走向布置，为了减少掘进量，采用采空区回风，考虑到采空区回风不稳定，为了安全生产，水采工作面配局扇辅助通风。水采工作面共分3个小阶段4个顺槽进行水采，设计在每个阶段进风顺槽内（4个顺槽3进1回，最上部为回风顺槽，其他顺槽为进风顺槽）设置2台局部通风机，一台使用，一台备用，共6台。当采空区回风不稳定时，通过进风顺槽的局部通风机辅助向采空区供风。
关键词：采煤方法；工艺；参数
1 变更采煤方法的必要性
1、本矿井煤层平均倾角60°，属急倾斜煤层，目前该类煤层难以实现矿井采煤机械化。水力采煤是以高压水射流为动力源进行水力落煤、水力运输的一种采煤方法，对急倾斜煤层和赋存不稳定的倾斜煤层具有较好的适应性，是综合机械化采煤工艺的良好补充。
2、走向长壁伪倾斜柔性掩护支架爆破落煤采煤法推进速度慢，工人劳动强度大，工作面安全系数及作业环境较差。
3、水力采煤法具有如下优点：
（1）采用高压水射流落煤，工作面无带电设备，不会发生电气设备引发的事故。
（2）人在有加强支护的巷道内作业，不进入无支护的采场落煤作业区域，能保证人员不受顶板冒落危害，保证人员安全。
（3）水采可有效抑制煤尘，在采运过程中不会产生煤尘，可减少尘肺病的发生，防止煤尘爆炸。
（4）工作面人员少，回采时只有正副司机两人，减少人员伤亡概率。
（5）水力采煤实现机械化开采，生产连续性强，单面产量相对高，有利于提高产量。
（6）水采对煤层厚度、倾角等产状变化适应性强，可提高回采率。
2 矿井资源概况
井田内可采煤层7层，厚度0.78～3.55m不等。各煤层的顶底板岩石力学性能指标总体较好，岩石稳固性属优—良的类别，工程地质条件属中等类型。
矿井+1800m水平评估为无煤与瓦斯突出危险性；其中V11煤层在井田范围内+1781.24m水平及以下评估为有煤与瓦斯突出危险性。
各煤层均有煤尘爆炸性危险。
各煤层均属于自燃煤层。
3 采煤方法与采煤工艺
水力采煤是以高压水射流为动力源进行水力落煤、水力运输的一种采煤方法，对急倾斜煤层和赋存不稳定倾斜煤层具有较好的适应性，是综合机械化采煤工艺的良好补充。
根据本矿井煤层赋存情况、煤层顶底板岩性，比照国内急倾斜煤层采用的较成熟的采煤方法及工艺，结合矿井实际采掘情况，本矿井采用水力采煤工艺进行开采。
1、水力采煤技术主要适应条件
（1）急倾斜煤层，特别是倾角大于50°急倾斜煤层；
（2）煤厚、倾角变化大，断层等构造复杂的倾斜、缓倾斜难采煤层；
（3）综采丢弃的倾角大于7°的不规则块段和“三下”煤柱开采。
2、本矿井开采技术条件对水力采煤工艺的适应性、可靠性
地质构造：本矿井地质构造中等，各煤层平均倾角为60°，适合利用水力开采。水力采煤巷道及工作面布置灵活，对地质构造适应性强，特别是断层多，倾角大及倾角变化大时更具有明显的优势。
煤层厚度：本矿井7层可采煤层平均厚度分别为1.68m、0.78m、1.09m、1.19m、3.55m、1.47m、1.01m，煤层厚度变化相对较大，适合水力采煤法。
顶底板条件：井田内各煤层顶、底板多以炭质粉砂岩、含炭粉砂岩、粉砂岩、细砂岩为主，自然状态下岩石单向抗压强度平均值在40.94～96.0MPa。满足水采回采落煤工艺的要求。有利于提高回采率及巷道的掘进与支护。
瓦斯条件：《煤矿安全规程》规定，突出煤层严禁采用水力采煤法和非正规采煤法采煤。根据煤矿煤与瓦斯突出危险性评估报告，矿井+1800m水平以上为无煤与瓦斯突出危险性，可采用水力采煤工艺。
煤层硬度：根据地质报告，通过对Ⅳ7和Ⅳ13层采样用捣碎法测定，普氏硬度系数f值为0.45～0.6，属于软煤层，从水力落煤技术水平分析，判定该煤层属高压水射流易破碎型，有利于水力落煤。
煤泥處理：矿井地面建有选煤厂，煤泥可直接进入选煤厂进行洗选，降低生产成本。
水源条件：水力采煤水系统为闭路循环，耗水量约占采煤量的20%。因煤炭会带走部分水分，需要进行补水，苏杭河煤矿紧临台勒曲克河，能够满足水采生产要求。
通过以上分析，本矿井开采技术条件适用水力采煤工艺，采用小阶段式采煤法。
4 回采工作面参数
1、回采顺序
采垛内的落煤顺序如图1所示，采用闭式落煤顺序。
2、水采工作面推进度
为了便于管理，每班退枪2次，开枪时间为4～6小时，工作制度为3班生产，日采垛个数6个，日退尺为36m。
3、工作面生产能力
根据该矿水采开采煤层的赋存情况并结合其它水采矿井开采同一煤层的经验，同时为了便于管理，每班退枪2次，采2个采垛，每垛开枪时间为2～3h。
工作面生产能力由下式计算：
Q=330×L×a×h×r×c
式中 Q——回采工作面年产量，t；
330——年生产天数，d；
L——两回采眼间距，m，取15m；
a——日退枪距离，m，取36m；
h——煤层厚度，m，取煤平均厚度1.85m；
r——煤的容重，1.4t/m3；
c——回采率，85%。
Q=330×15×36×1.85×1.4×85%=392307t=0.39Mt
Ⅳ1、Ⅳ7、Ⅳ11、Ⅳ13、Ⅳ14煤层交替回采，本矿井煤层间距不大，回采后冒落影响高度大，采用下行式开采，原则上采完上煤层再开采下煤层。采区内先采上部煤层，后采下部煤层。区段内先采上部煤层后采下部煤层，区段内上部煤层开采时对下部煤层无影响。按煤层平均厚度计算及掘进面掘进煤量，生产能力基本可以达到0.45Mt/a。
5 工作面设备选型
水采工作面由于采用高压水射流落煤，煤水通过溜槽无压运输至采区煤水硐室。工作面装备简单，无大型机械设备。主要包括水枪、阀门、管路和快速接头等设备。
6 结束语
本矿井设计采用小阶段采煤法，巷道布置由于回采巷道沿走向布置，为了减少掘进量，采用采空区回风，考虑到采空区回风不稳定，为了安全生产，水采工作面配局扇辅助通风。水采工作面共分3个小阶段4个顺槽进行水采，设计在每个阶段进风顺槽内（4个顺槽3进1回，最上部为回风顺槽，其他顺槽为进风顺槽）设置2台局部通风机，一台使用，一台备用，共6台。当采空区回风不稳定时，通过进风顺槽的局部通风机辅助向采空区供风。