水采生產(chǎn)系統(tǒng)

水采中煤的運(yùn)提是藉助水力完成的。水力運(yùn)輸是水采的一個(gè)基本生產(chǎn)環(huán)節(jié)。水力運(yùn)輸具有：運(yùn)輸工作連續(xù)、設(shè)備簡(jiǎn)單、工作可靠、維修工作量較少及生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點(diǎn)。盡管它存在管路磨損較大、水力運(yùn)輸設(shè)備的能耗較多以及增加煤漿制備和脫水環(huán)節(jié)等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外仍十分重視發(fā)展這種運(yùn)輸方式。

水力運(yùn)輸，按其設(shè)備和工作方式的不同，可分為明槽自流水力運(yùn)輸（也稱無(wú)壓水力運(yùn)輸）和管路水力運(yùn)輸（也稱有壓水力運(yùn)輸）。水采時(shí)，通常同時(shí)采用這兩種水力運(yùn)輸方式。

脫水是指把煤漿中的煤水分開(kāi)，使煤中殘留的水分達(dá)到國(guó)家規(guī)定的銷售標(biāo)準(zhǔn)，并使脫出的水能夠循環(huán)使用。水采礦井的脫水系統(tǒng)有以下三種方式：

（1）與選煤廠相結(jié)合；

（2）地面專用脫水車間；

（3）簡(jiǎn)易脫水系統(tǒng)。

與選煤廠相結(jié)合的脫水方式是將煤漿經(jīng)管路直接輸送到本礦井或附近的選煤廠，結(jié)合選煤藝進(jìn)行脫水，這樣既產(chǎn)精煤，又達(dá)到脫水的目的。這種方式具有脫水效果好、可提高煤質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，是水采脫水較理想的方式，是今后的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)水采礦井除少數(shù)外均已采用這種脫水方式。

地面專用脫水車間是為沒(méi)有選煤廠的水采礦井而設(shè)置的，其脫水設(shè)備和脫水工藝與選煤廠似，但沒(méi)有煤的洗選設(shè)備。與選煤廠相比，兩者的總投資和生產(chǎn)費(fèi)用相差不多，由于它沒(méi)有洗選環(huán)節(jié)，煤質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益不如選煤廠。因此，除特殊情況外，今后不采用這種脫水方式。

在簡(jiǎn)易脫水系統(tǒng)中，塊煤用振動(dòng)篩（或刮板篩）進(jìn)行脫水，而粒度較小的末煤和粉煤則分別用撈煤機(jī)和沉淀池進(jìn)行脫水。該脫水方式具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、建設(shè)期短等優(yōu)點(diǎn)。但由于其脫水效果較差、含水率偏高、水質(zhì)的凈化處理效果不好、沉淀池占地多及清理沉淀池作條件較差等缺點(diǎn)，一般限用在儲(chǔ)量和產(chǎn)量都比較小的水采井（區(qū)）或水力復(fù)采區(qū) 。2100433B

包括供水水源、高壓供水泵、高壓供水管路和水槍。

1.供水水源充足適用的水源是水采的必要前提之一。對(duì)水源的基本要求是：水量充足，水中含固體顆粒雜質(zhì)少，酸度低，取用方便。地面的河流、湖泊、水庫(kù)、礦井涌水及用鉆孔從含水巖層或溶洞取水均可作為供水水源。今后應(yīng)在研制新型高效耐蝕供水泵的基礎(chǔ)上，發(fā)展利用礦井涌水作為供水水源，這樣不僅可緩解一些水采礦井水源匱乏的矛盾，而且可大大節(jié)省礦井能耗。

高壓供水方式視水源的補(bǔ)給方式不同可分為開(kāi)式供水和閉式供水兩種方式。開(kāi)式供水時(shí)，水采各生產(chǎn)環(huán)節(jié)用水全部由水源供給，而生產(chǎn)用過(guò)的水不再?gòu)?fù)用，作為廢水排放。閉式供水時(shí)，生產(chǎn)用過(guò)的水經(jīng)澄清凈化后，再輸回供水系統(tǒng)予以循環(huán)使用，因此又稱循環(huán)供水。閉式供水方式不僅節(jié)約水資源、降低電耗，而且克服了開(kāi)式供水時(shí)大量廢水外排，污染環(huán)境的問(wèn)題。近年來(lái)，隨著水采工藝及技術(shù)裝備的不斷完善和發(fā)展，生產(chǎn)用過(guò)的水，經(jīng)過(guò)處理可以滿足供水的水質(zhì)要求，加之隨著環(huán)境保護(hù)日益受到重視，循環(huán)供水勢(shì)在必行。因此，宜優(yōu)先采用這種供水方式。

2.高壓供水泵它是高壓供水系統(tǒng)的核心設(shè)備。常用的供水泵有往復(fù)泵和離心泵兩類。我國(guó)水采井（區(qū)）中均采用分段式多級(jí)離心泵。水采井（區(qū)）中，供水壓力一般為12-20MPa。在開(kāi)采較硬煤層而需要較高供水壓力時(shí)，可串聯(lián)使用高壓供水泵。高壓泵站可設(shè)于地面或井下，原則上使泵站位供水水源附近較為有利。

我國(guó)水采井（區(qū)）均采用一泵一槍的集中供水方式，即各生產(chǎn)工作面按統(tǒng)一作業(yè)圖表依次輪流用水、同一時(shí)間內(nèi)一套供水泵只向一臺(tái)水槍供水，以保證破煤時(shí)所需要的射流流量，提高破煤能力。

此外，我國(guó)多數(shù)水采井（區(qū)）中的巷道掘進(jìn)采用炮掘（或機(jī)掘）水運(yùn)方式，該方式用水次數(shù)多，時(shí)間長(zhǎng)且不固定，一般只需用低、中壓水（0.6-2MPa）；掘進(jìn)供水的要求與回采水槍用水不同。因此，一般設(shè)有單獨(dú)的掘進(jìn)供水系統(tǒng)。常用的掘進(jìn)供水方式有：

（1）污水泵供水，以煤水倉(cāng)污水為水源，用污水泵把污水排往掘進(jìn)工作面；

（2）排水泵供水，將排水管與掘進(jìn)用水管接通，靠排水泵壓力供水；

（3）地面靜壓供水，以地面清水池為水源，利用靜壓直接通過(guò)管路把水輸往掘進(jìn)工作面。

這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)礦井具體條件進(jìn)行比較后再予確定。

3.高壓供水管路水采礦井的高壓供水管路一般比排水管路復(fù)雜，而且經(jīng)常隨開(kāi)采工作的進(jìn)展而拆移。高壓水管一般采用無(wú)縫鋼管，其管徑的選用要視具體情況而定。管徑愈大，阻力損失愈小，但是管徑過(guò)大時(shí)，不僅投資增大，而且增加了裝卸和搬運(yùn)的困難。

高壓供水管按設(shè)置地點(diǎn)和使用期限分為主干管、支干管和支管。主干管鋪設(shè)在井筒、井底車場(chǎng)、運(yùn)輸大巷和石門等巷道中。由于它的使用期長(zhǎng)，拆運(yùn)條件好，可選用較大的管徑，多采用內(nèi)徑250mm或300mm、壁厚10-15mm的鋼管。支管鋪設(shè)在采區(qū)上山、區(qū)段運(yùn)輸巷和分段上山等巷道中。

由于它的使用期不太長(zhǎng)，拆運(yùn)條件不太好，應(yīng)適當(dāng)減小管徑，多采用內(nèi)徑150mm或200mm、壁厚7-10mm的鋼管。支管鋪設(shè)在回采眼或回采巷中。由于它的使用期短，需要經(jīng)常拆移，且拆運(yùn)條件差，宜選用較小的管徑，多采用內(nèi)徑125mm或150mm、壁厚7mm的鋼管。

高壓供水管間的聯(lián)接，過(guò)去干管多采用法蘭盤或焊接，支管則采用快速接頭聯(lián)接。近年來(lái)，由于快速接頭逐漸改善，干管中也逐漸改用快速接頭聯(lián)接。此外，為調(diào)節(jié)控制供水，在管路中需設(shè)置各種閘門。

4.水槍它是水采礦井主要采掘設(shè)備之一，是形成高壓水射流和控制射流沖擊方向而進(jìn)行破煤的主要工具。按其操作和移動(dòng)支設(shè)方式可分為：

（1）手動(dòng)水槍；

（2）液控水槍（包括程序自動(dòng)控制水槍）；

（3）自移液控水槍。

沖采時(shí)，水槍司機(jī)操縱操作手把，高壓水經(jīng)槍筒從噴嘴噴出高壓水射流，槍體上有垂直回轉(zhuǎn)接頭和水平回轉(zhuǎn)接頭，便于槍簡(jiǎn)向上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)整射流方向 。

通常把以水采為主礦井稱為水采礦井。水采礦井按其生產(chǎn)系統(tǒng)的水力化程度可分為全部水力化礦井和水早結(jié)合的部分水力化們開(kāi)兩種關(guān)型。在全部水力化礦井中，水采產(chǎn)量占礦井產(chǎn)量的絕大部分，而且礦井生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)采、運(yùn)輸及提升工作全部或絕大部分利用水力完成。而在部分水力化礦井中，水采產(chǎn)量不占很大比重。在此類礦井中既有水采采區(qū)又有早采不區(qū).或者礦井的部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)利用水力完成，而其余部分利用早采機(jī)械和生產(chǎn)方式完成。

清水池的清水通過(guò)高壓供水泵變?yōu)?~20MPa的高壓水，經(jīng)高壓供水管路向采煤工作面水槍供水。由水槍噴嘴噴射出的高壓水射沖擊煤體并使其破碎。破落下來(lái)的煤和水混合成煤漿,由采煤工作面經(jīng)過(guò)具有一定坡度的溜槽自流到煤水硐室，在煤水硐室人口處設(shè)有脫水篩，粒度小于篩條間隙的篩下品進(jìn)人采區(qū)煤水倉(cāng),而粒度超限的篩上品用輸送機(jī)運(yùn)到破碎機(jī) 加以破碎,使其粒度符合要求后運(yùn)送回采區(qū)煤水倉(cāng)。采區(qū)煤水倉(cāng)中的煤漿由煤水泵 經(jīng)煤水管路排到井底煤水倉(cāng)。再用煤水泵將其提升到地面選煤廠進(jìn)行洗選和脫水。脫水后的煤運(yùn)送到鐵路煤倉(cāng)并裝車外運(yùn)。析出的水經(jīng)沉淀清除其中所含固體微粒后輸回清水池循環(huán)使用或作為廢水外排。礦井的矸石、材料和設(shè)備等的運(yùn)提仍采用旱運(yùn)、早提方式,因此.它的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)與旱采礦井大體相似,只是運(yùn)輸能力較小。

綜上所述,水采礦井生產(chǎn)系統(tǒng)可歸納為4個(gè)主要系統(tǒng)，即:高壓供水系統(tǒng);水力運(yùn)輸系統(tǒng)；水力提升系統(tǒng);脫水系統(tǒng)。2100433B

水下生產(chǎn)系統(tǒng)是二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的，它利用水下完井技術(shù)結(jié)合固定式平臺(tái)、浮式生產(chǎn)平臺(tái)等設(shè)施組成不同的海上油田開(kāi)發(fā)形式。水下生產(chǎn)系統(tǒng)可以避免建造昂貴的海上采油平臺(tái)，節(jié)省大量建設(shè)投資，受災(zāi)害影響較小，可靠性強(qiáng)隨著海上深水油氣田及邊際油田的開(kāi)發(fā)，水下生產(chǎn)系統(tǒng)在結(jié)合固定平臺(tái)、浮式生產(chǎn)設(shè)施組成完整的油氣田開(kāi)發(fā)方式上得到了廣泛應(yīng)用。

水下生產(chǎn)系統(tǒng)的作業(yè)流程是：油氣藏中的生產(chǎn)流體通過(guò)水下井口頭和采油樹(shù)匯集到管匯，然后通過(guò)海底管線上的終端設(shè)備進(jìn)行集輸，最后由立管輸送至水面設(shè)施。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，由水面設(shè)施的主控站通過(guò)水下臍帶纜系統(tǒng)及控制設(shè)備對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)、控制和化學(xué)藥劑的注入.

典型的水下生產(chǎn)系統(tǒng)由水下設(shè)備和水面控制設(shè)施組成。按照功能可分為井口及采油樹(shù)系統(tǒng)、管匯系統(tǒng)及連接系統(tǒng)、水下控制及臍帶纜系統(tǒng)。

水下采油具有如下特點(diǎn)：

1. 水下采油可避開(kāi)如風(fēng)、浪、流、冰山、浮冰和航船等惡劣的海面條件的影響，采油設(shè)備處于條件相對(duì)穩(wěn)定的海底。

2. 水下設(shè)備能和各種平臺(tái)甚至油輪組合成不同類型的早期生產(chǎn)系統(tǒng)，以適應(yīng)不同海況油田開(kāi)發(fā)的需要。

3. 水下采油能充分利用勘探井、探邊井，使其成為生產(chǎn)系統(tǒng)中的衛(wèi)星井，或短期內(nèi)進(jìn)行早期生產(chǎn)，這不僅可為后期開(kāi)發(fā)收集油層資料，還可以盡快回收初期投資。

4. 可以不鉆定向井就開(kāi)發(fā)淺油層。在淺油層上鉆出若干垂直井，在其中央建立平臺(tái)，進(jìn)行集中處理、輸送。

5. 由于不再使用價(jià)格昂貴的海上平臺(tái)，尤其對(duì)于深水區(qū)，可極大地節(jié)省油田開(kāi)發(fā)總投資。

6. 由于省去了平臺(tái)操作人員，故可較多的節(jié)省生產(chǎn)管理操作費(fèi)用。