水采生产系统

水采中煤的运提是藉助水力完成的。水力运输是水采的一个基本生产环节。水力运输具有：运输工作连续、设备简单、工作可靠、维修工作量较少及生产效率较高等优点。尽管它存在管路磨损较大、水力运输设备的能耗较多以及增加煤浆制备和脱水环节等问题，国内外仍十分重视发展这种运输方式。

水力运输，按其设备和工作方式的不同，可分为明槽自流水力运输（也称无压水力运输）和管路水力运输（也称有压水力运输）。水采时，通常同时采用这两种水力运输方式。

脱水是指把煤浆中的煤水分开，使煤中残留的水分达到国家规定的销售标准，并使脱出的水能够循环使用。水采矿井的脱水系统有以下三种方式：

（1）与选煤厂相结合；

（2）地面专用脱水车间；

（3）简易脱水系统。

与选煤厂相结合的脱水方式是将煤浆经管路直接输送到本矿井或附近的选煤厂，结合选煤艺进行脱水，这样既产精煤，又达到脱水的目的。这种方式具有脱水效果好、可提高煤质、经济效益显著等优点，是水采脱水较理想的方式，是今后的发展趋势。我国水采矿井除少数外均已采用这种脱水方式。

地面专用脱水车间是为没有选煤厂的水采矿井而设置的，其脱水设备和脱水工艺与选煤厂似，但没有煤的洗选设备。与选煤厂相比，两者的总投资和生产费用相差不多，由于它没有洗选环节，煤质和经济效益不如选煤厂。因此，除特殊情况外，今后不采用这种脱水方式。

在简易脱水系统中，块煤用振动筛（或刮板筛）进行脱水，而粒度较小的末煤和粉煤则分别用捞煤机和沉淀池进行脱水。该脱水方式具有设备简单、投资少、建设期短等优点。但由于其脱水效果较差、含水率偏高、水质的净化处理效果不好、沉淀池占地多及清理沉淀池作条件较差等缺点，一般限用在储量和产量都比较小的水采井（区）或水力复采区 。2100433B

包括供水水源、高压供水泵、高压供水管路和水枪。

1.供水水源充足适用的水源是水采的必要前提之一。对水源的基本要求是：水量充足，水中含固体颗粒杂质少，酸度低，取用方便。地面的河流、湖泊、水库、矿井涌水及用钻孔从含水岩层或溶洞取水均可作为供水水源。今后应在研制新型高效耐蚀供水泵的基础上，发展利用矿井涌水作为供水水源，这样不仅可缓解一些水采矿井水源匮乏的矛盾，而且可大大节省矿井能耗。

高压供水方式视水源的补给方式不同可分为开式供水和闭式供水两种方式。开式供水时，水采各生产环节用水全部由水源供给，而生产用过的水不再复用，作为废水排放。闭式供水时，生产用过的水经澄清净化后，再输回供水系统予以循环使用，因此又称循环供水。闭式供水方式不仅节约水资源、降低电耗，而且克服了开式供水时大量废水外排，污染环境的问题。近年来，随着水采工艺及技术装备的不断完善和发展，生产用过的水，经过处理可以满足供水的水质要求，加之随着环境保护日益受到重视，循环供水势在必行。因此，宜优先采用这种供水方式。

2.高压供水泵它是高压供水系统的核心设备。常用的供水泵有往复泵和离心泵两类。我国水采井（区）中均采用分段式多级离心泵。水采井（区）中，供水压力一般为12-20MPa。在开采较硬煤层而需要较高供水压力时，可串联使用高压供水泵。高压泵站可设于地面或井下，原则上使泵站位供水水源附近较为有利。

我国水采井（区）均采用一泵一枪的集中供水方式，即各生产工作面按统一作业图表依次轮流用水、同一时间内一套供水泵只向一台水枪供水，以保证破煤时所需要的射流流量，提高破煤能力。

此外，我国多数水采井（区）中的巷道掘进采用炮掘（或机掘）水运方式，该方式用水次数多，时间长且不固定，一般只需用低、中压水（0.6-2MPa）；掘进供水的要求与回采水枪用水不同。因此，一般设有单独的掘进供水系统。常用的掘进供水方式有：

（1）污水泵供水，以煤水仓污水为水源，用污水泵把污水排往掘进工作面；

（2）排水泵供水，将排水管与掘进用水管接通，靠排水泵压力供水；

（3）地面静压供水，以地面清水池为水源，利用静压直接通过管路把水输往掘进工作面。

这三种方式各有优缺点，选择时应根据矿井具体条件进行比较后再予确定。

3.高压供水管路水采矿井的高压供水管路一般比排水管路复杂，而且经常随开采工作的进展而拆移。高压水管一般采用无缝钢管，其管径的选用要视具体情况而定。管径愈大，阻力损失愈小，但是管径过大时，不仅投资增大，而且增加了装卸和搬运的困难。

高压供水管按设置地点和使用期限分为主干管、支干管和支管。主干管铺设在井筒、井底车场、运输大巷和石门等巷道中。由于它的使用期长，拆运条件好，可选用较大的管径，多采用内径250mm或300mm、壁厚10-15mm的钢管。支管铺设在采区上山、区段运输巷和分段上山等巷道中。

由于它的使用期不太长，拆运条件不太好，应适当减小管径，多采用内径150mm或200mm、壁厚7-10mm的钢管。支管铺设在回采眼或回采巷中。由于它的使用期短，需要经常拆移，且拆运条件差，宜选用较小的管径，多采用内径125mm或150mm、壁厚7mm的钢管。

高压供水管间的联接，过去干管多采用法兰盘或焊接，支管则采用快速接头联接。近年来，由于快速接头逐渐改善，干管中也逐渐改用快速接头联接。此外，为调节控制供水，在管路中需设置各种闸门。

4.水枪它是水采矿井主要采掘设备之一，是形成高压水射流和控制射流冲击方向而进行破煤的主要工具。按其操作和移动支设方式可分为：

（1）手动水枪；

（2）液控水枪（包括程序自动控制水枪）；

（3）自移液控水枪。

冲采时，水枪司机操纵操作手把，高压水经枪筒从喷嘴喷出高压水射流，枪体上有垂直回转接头和水平回转接头，便于枪简向上下左右转动以调整射流方向 。

通常把以水采为主矿井称为水采矿井。水采矿井按其生产系统的水力化程度可分为全部水力化矿井和水早结合的部分水力化们开两种关型。在全部水力化矿井中，水采产量占矿井产量的绝大部分，而且矿井生产过程中的开采、运输及提升工作全部或绝大部分利用水力完成。而在部分水力化矿井中，水采产量不占很大比重。在此类矿井中既有水采采区又有早采不区.或者矿井的部分生产环节利用水力完成，而其余部分利用早采机械和生产方式完成。

清水池的清水通过高压供水泵变为6~20MPa的高压水，经高压供水管路向采煤工作面水枪供水。由水枪喷嘴喷射出的高压水射冲击煤体并使其破碎。破落下来的煤和水混合成煤浆,由采煤工作面经过具有一定坡度的溜槽自流到煤水硐室，在煤水硐室人口处设有脱水筛，粒度小于筛条间隙的筛下品进人采区煤水仓,而粒度超限的筛上品用输送机运到破碎机 加以破碎,使其粒度符合要求后运送回采区煤水仓。采区煤水仓中的煤浆由煤水泵 经煤水管路排到井底煤水仓。再用煤水泵将其提升到地面选煤厂进行洗选和脱水。脱水后的煤运送到铁路煤仓并装车外运。析出的水经沉淀清除其中所含固体微粒后输回清水池循环使用或作为废水外排。矿井的矸石、材料和设备等的运提仍采用旱运、早提方式,因此.它的辅助运输系统与旱采矿井大体相似,只是运输能力较小。

综上所述,水采矿井生产系统可归纳为4个主要系统，即:高压供水系统;水力运输系统；水力提升系统;脱水系统。2100433B

水下生产系统是二十世纪六十年代发展起来的，它利用水下完井技术结合固定式平台、浮式生产平台等设施组成不同的海上油田开发形式。水下生产系统可以避免建造昂贵的海上采油平台，节省大量建设投资，受灾害影响较小，可靠性强随着海上深水油气田及边际油田的开发，水下生产系统在结合固定平台、浮式生产设施组成完整的油气田开发方式上得到了广泛应用。

水下生产系统的作业流程是：油气藏中的生产流体通过水下井口头和采油树汇集到管汇，然后通过海底管线上的终端设备进行集输，最后由立管输送至水面设施。在整个生产过程中，由水面设施的主控站通过水下脐带缆系统及控制设备对生产过程进行检测、控制和化学药剂的注入.

典型的水下生产系统由水下设备和水面控制设施组成。按照功能可分为井口及采油树系统、管汇系统及连接系统、水下控制及脐带缆系统。

水下采油具有如下特点：

1. 水下采油可避开如风、浪、流、冰山、浮冰和航船等恶劣的海面条件的影响，采油设备处于条件相对稳定的海底。

2. 水下设备能和各种平台甚至油轮组合成不同类型的早期生产系统，以适应不同海况油田开发的需要。

3. 水下采油能充分利用勘探井、探边井，使其成为生产系统中的卫星井，或短期内进行早期生产，这不仅可为后期开发收集油层资料，还可以尽快回收初期投资。

4. 可以不钻定向井就开发浅油层。在浅油层上钻出若干垂直井，在其中央建立平台，进行集中处理、输送。

5. 由于不再使用价格昂贵的海上平台，尤其对于深水区，可极大地节省油田开发总投资。

6. 由于省去了平台操作人员，故可较多的节省生产管理操作费用。