矿井防隔水煤柱的留设
第一篇：矿井防隔水煤柱的留设
留设村庄保安煤柱的请示
山西煤炭运销集团古交福昌煤业有限公司 关于801首采工作面留设村庄保安煤柱的请示
山西煤炭运销集团能源投资开发有限公司：
福昌煤业在2011年委托中矿国际工程设计研究院编制《矿井初步设计》时，由于地质报告没体现下石沟村，在设计801首采工作面时没考虑留设村庄保安煤柱。另外井田范围内有许多高压铁塔，也需留设保安保柱。
我矿801首采工作面顺槽即将掘至保安煤柱，但村庄保安煤柱如何留设、工作面长度如何确定还一直未敲定。2013年10月31日我矿委托山西省煤炭地质水文勘察研究院实地测绘井田范围内建筑物、构筑物，随后中矿国际工程设计研究院计算出了村庄保安煤柱。村庄保安煤柱煤量计算：面积51396.2m2×煤厚4.33m×视密度1.39t/m3=309338.3吨，约31万吨。每吨煤售价560元(开票)，产值为1.7323亿元。如果不留保安煤柱影响下石沟村房屋31户，面积约4774m。下石沟村现有130户，在籍487人。如果只搬迁一部分人，必有引起全村的不满。另外采矿许可证注明：井巷工程标高至地表，重要建(构)筑物压覆资源禁止开采。
我矿工作面如何布置请公司领导批示。
山西煤炭运销集团古交福昌煤业有限公司
二○一三年十二月八日
2我矿建议采用充填法管理顶板，优点是：
1、可不搬迁村庄。
2、不会造成地表裂缝及塌陷，大大减少地质环境治理、及土地复垦费用。
3、可不建矸石场，减少投资、保护环境。
4、国家政策提倡
我矿工作面如何布置请公司领导指示。
山西煤炭运销集团古交福昌煤业有限公司
二○一三年十二月八日
第二篇：矿井煤柱留设
煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。
目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱：30m;
阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m; 井田浅部防水煤柱：斜长为50m;
断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m;落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m;落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。
工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定; 斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m;
煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱
采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延;避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m;
采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m;
区段煤柱：斜长10m;
1、采区上(下)山间的煤柱宽度(沿走向)：对薄及中厚煤层为20m;对厚煤层为20～30m。工作面停采线至上(下)山的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20m;对于厚煤层约为30～40m。
2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8～15m。对于厚煤层约为30m。
3、运输大巷一侧煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20～30m;对于厚煤层约为25～50m。
4、回风大巷一侧煤柱宽度：对于薄及中厚煤层约为20m;对于厚煤层约为20～30m。
5、采区边界两个采区之间的煤柱宽度为10m。
6、断层一侧煤柱宽度根据断层落差及含水等具体情况而定：落差大且含水时留30～50m;落差较大留10～15m;采区内落差小的断层通常不留煤柱。 应当指出：大巷布置在较坚硬的岩层中，或大巷距煤层垂距在20m以上时，一般不受采动影响，其上方不留设护巷煤柱。
采区内留设的煤柱可以回收一部分，如区段隔离煤柱、上(下)山之间及其两侧的煤柱等。
第三篇：-××煤柱工作面隐患整改方案
×××××煤业
关于 工作面隐患
整改实施方案
年 月 日
2014年11月21日河南省××煤有限公司×××等一行领导对我矿-86煤柱工作面进行检查验收，经检查发现该工作面存在诸多安全隐患，特别针对顶板管理等方面问题做了具体指导及建议整改意见，并责令限期整改到位。会后我矿领导魏保安书记对检查出的隐患非常重视，亲自在自己办公室组织生产矿长、井下、后勤服务等科室及采煤
一、二队队长召开紧急会议，集思广益的对存在的问题做了全面剖析并对整改办法做了详细部署，要求大家务必全力以赴按照上级公司指示，认真完成本工作面隐患整改工作。具体方案如下：
一、成立隐患整改领导小组 组 长： 副组长: 成 员: 工作分工：
领导小组办公室设在生产调度指挥中心(调度室)，负责运作隐患整改工作具体实施步骤，组织、协调整个整改环节所遇到的各类问题，填写记录，做好上传下达并向上级公司及时汇报整改情况。
组长党文权：负责隐患整改全面工作，落实整改进度及完成情况，解决整改过程中所遇到的重大问题，确保安全高效整改; 副组长××：负责隐患整改过程的技术指导，在组长领导下组织制定整改方案及措施，并根据现场实际情况及时完善和补充实施方案，确保方案及措施的顺利实施;
副组长××：负责隐患整改过程的现场监督指导工作，落实方案、措施执行情况及质量检查，制止整改过程中违章违规操做现象，协调好科级带班;
副组长×××：负责隐患整改期间的材料供应，确保足够木料、板材、钢(塑料)网等背帮、背顶材料供给;
副组长胡海量：负责隐患整改期间的安全设施、设备、备品、备件等物资购买和供应，确保施工单位及时需用及时领取;
成员：××××负责监督指导当班现场隐患整改方案、措施执行情况及安全质量，发现解决所遇到的各类问题，并及时向相关领导回报处理。
××负责工作面具体隐患整改工作，按照方案及措施，组织全队干部、职工完成各项任务，深入现场发现和解决所遇的各类矛盾，教育职工按章操作，向领导小组汇报当日整改情况和所面临问题以及好的整改建议等。
二、工作面现状描述
-86煤柱工作面，为原三采区上部主进风巷、回风巷及皮带巷两侧所圈定的护巷煤柱而形成的工作面;该工作面的标高范围为：-81m～-105m，工作面由里向外呈“八字形”布臵，高差24m;工作面走向长50～170m，倾斜长约110m，倾角14°～16°，面积1.76万m，煤层平均厚度4.5m，储量约10万吨，服务年限为6个月(见工作面平面布臵图)。
2
++停++23022++
该工作面于2014年10月15日悬移支架安装完毕，由于安装支架是在原巷道(巷高1.8m)基础上直接安装的，安装后造成工作面支架净高不足1.5m，为了达到要求高度，11月初工作面开始组织采一队人员分两个班边整改边推进，截
+煤6-8柱工3# 作∠7面+2°采+线++++23043++++23033+6.56m至11月22日，共推进约10m，根据目前揭露工作面切巷资料分析，本区临近原液压泵站(老巷)附近底板起伏不平，工作面机巷和风巷两端较低中间底板略鼓，中间约50m范围内凸起部分高度为0.1～2.0m，推采期间老塘侧受原吊挂支架木梁影响升不上去，煤壁侧抬高支架会造成支架倾斜度较大无力且工作面底板上仰等因素，造成目前支架钻底，整体工作面高度受限，给安全生产工作带来严重隐患。(见工作面切巷剖面图)。
1.8m42001m1.9m602m
三、主要采取的方案
1. 采煤工作面劳动组织及人员调整
针对上级公司提出问题结合矿井人员结构和-86煤柱工作面地质条件现状，必须加大力度下决心进行根源治理。故我矿根据目前采一队人员短缺(采一队在册83人，两班作业)且岗位工种流动频繁，采煤直接工少等缺陷，调整本矿1.9m1.3m1.3m204204050.9m59.96m 主力采煤队(采二队在册121人，三班作业)到-86煤柱工作面进行隐患整改，本队人员结构简单，直接熟练工种多，且整体人数较多，三班作业有利于工作面快速循环，能够克服部分压力的集中。另外两个工作面(28061与-86煤柱工作面)的人员互换，还可以解决目前八采区煤质差且占用主力采煤力量，-86煤柱煤质较好且因为人员配备不足，造成矿井整个生产任务完成困难，煤质发热量提升困难等问题。
2. 各类作业规程及安全技术措施贯彻学习
各个工作面之间都有各自的管理重点和管理难点以及相配套的安全和生产管理制度，故会议要求每位职工干部在工作面更换之前，首先贯彻学习新工作面的《回采作业规程》、施工“安全技术措施”以及工作面相关管理制度，经考试合格后上岗作业，切实做到对新工作面危险源辨识，生产工艺，安全作业环境，设备性能，人机安全等做到全面了解，杜绝无措施施工现象发生。
3.-86煤柱工作面调整支架方案
根据工作面目前钻底板支架受压变形严重原因主要是切巷底板鼓起机巷底板低，工作面中间支架跟不上底板上仰坡度，老塘侧压力大，柱鞋使用不规范，支架受顶梁木料影响上涨不够尺寸等原因造成。会议要求针对以上问题，制定专项安全技术措施，并派专人落实指导施工单位措施执行。 ① 首先对工作面前出口处顶梁木料未落底段进行推进，后部工作面顶梁已经落底段自老塘侧按照悬移支架性能逐架上涨，上涨高度第一趟保持不少于1.6m，上涨期间严禁采煤，应采取慢慢掏顶梁上部煤体，工作面前后由验收员负责统一拉中线，同时检查支架起伏，确保不超过两支架内错规定;
② 工作面完成第一排支架上涨高度后，经队验收员验收合格后报矿领导小组或主管科室进行验收，达到推采条件开始上仰煤墙侧支架，上仰高度按照措施要求(20cm)抬高支架前柱，背好帮顶。工作面由验收领导小组成员验收每架支架的迎山、扎脚、起伏、平直，高宽等主要参数，合格后进入下一循环作业;
③ 待前出口工作面推进至木梁全部落底后，统一对工作面进行拉线调整支架。仍然按照从前向后逐架上调老塘侧支柱高度，支柱下铺设道木或硬质材料垫底，确保高度不少于1.8m，工作面上调支架期间禁止分摊采煤或放煤。待工作面全部上涨高度达到要求，经矿领导小组统一验收合格后，然后进入下一循环，以此类推。
4. -86煤柱工作面仰采方案
① 根据目前工作面地质情况分析，自工作面原液压泵站至工作面切巷25m范围内底板倾角约15°，推进期间支架需要上仰，会议要求，仰采期间必须提前进行煤层深孔注水，加强工作面戗棚和加强柱管理，加强工作面单体液压柱和悬移支架初撑力管理，底板松软处支架下必须穿柱鞋，支架前端必须与煤墙接实，严禁空帮空顶现象。
② 针对以上具体要求必须制定仰采专项安全技术措施，现场跟班领导小组成员及安全检查人员严格按照措施要求监督管理。
③ 自工作面下出口向后50m范围内，工作面底板出现凸起现象，经判断为一小型构造(褶曲)。会议要求，在过构造期间，工作面要配备足够的支护材料，加强支护质量，增加构造处支护强度，加强支柱动态管理，严格坚持敲帮问顶制度，若遇片帮、漏顶严重现象，则要采取挤帮固定的方法管理顶板。
5. 端头支护方案
因本工作面由里向外呈“八字形”布臵，工作面每推进两排(1.6m)需增加支架两架，端头管理成为本工作面管理的重中之重，目前主要表现为前出口工作面与顺槽搭接面积较大，端头呈扇形布臵;后出口巷道顶板破碎严重，巷道高低起伏不平;会议要求，每向前推进两排必需及时安装悬移支架，确保前出口端头支护长度不超过3m，后出口端头支护长度不超过2m，单体柱支护，金属网罩顶，必须接顶背实，不得出现网兜和漏顶;安全出口处悬移支架必须高低一致，均匀架设，支架迎山有力，支柱初撑力不低于350KN,浮煤清净，安全畅通。支架中间打加强柱，单体柱初撑力不低于90KN。机头、机尾压戗柱要齐全、牢固有力。
三、安全技术措施
针对本工作面目前所存在和需要及时整改的调整支架、仰采、过构造、端头支护、支架设备管理等一系列问题及隐患，特制定以下安全技术措施。
1. -86煤柱隐患整改期间，每班都须有隐患整改小组成员跟班，检查整改期间方案及措施的执行情况，发现不安全因素，立即采取措施进行处理，确保施工安全，跟班人员随工人一起上下井，坚持现场交接班制度。
2. 要认真开好班前会，并在作业现场向当班所有作业人员讲清上一班交班时所遗留的不安全隐患及当班安全注意事项;切实执行作业现场交接班制度，认真排查和及时处理交接班时未处理与未处理完毕的不安全因素。
3. 严格执行敲帮问顶制度，及时处理施工地点的活矸或危岩。
4. 加强对-86煤柱机、风两巷距安全出口10m范围内双抬棚打设，10～20m范围内单抬棚打设，确保超前支护质量和强度。
5. 加强采面注水，每班必须安排一人打眼注水，人员按照规程措施中相关规定执行，间距6m，孔深不得小于5m，使用高压注水枪注水，每个眼注到有水向外流出为止。 6. 采面支架必须拉中线排直，其偏差不得超过±50mm;架间隙不得超过200mm，确保支架不挤不咬，发现咬架必须及时使用手拉葫芦调正。
7. 加强采面的顶板管理，确保工作面支护状态良好，相邻支架高低差不得超过支架侧护板的2/3。
8. 采面支架夹斜及变形严重地段，必须打设戗棚或戗点，确保支架支护强度;失效或漏液柱必须更换。
9. 必须加强采面支柱初撑力管理，保证单体液压支柱初撑力达到11.46Mpa，悬移液压支架初撑力不得小于18Mpa，每班必须有验收员或领导小组成员亲自安表测定支柱初撑力，达不到要求的及时补液或返工处理。
10. 底板松软处支架下必须穿柱鞋，垫道木或硬质材料，规格不得小于1000mm×500mm×200mm。
11. 采面安全出口必须布臵成对棚形式，然后开出要求的安全出口，严禁留台阶，以便人安全上下。
12. 支架前段必须与煤墙接实，空帮时及时伸出伸缩梁接实煤墙，禁止违章与空顶作业。
13. 若发现来压预兆，如片帮严重、煤炮声急等，要立即停止作业，加强支护，同时让人员撤到安全地点;待压力稳定后，先检查支架情况，确定没有异常后，需先对支柱进行二次注液，再恢复正常作业。 14. 工作面空顶、片帮处，必须用木料绞架接顶，并增设抬棚、点柱和木垛等特种支护形式加固，防止推、抿支架事故的发生;处理空顶时，跟班队长必须指派有经验的老工人进行看顶，看顶期间不得从事其他无关工作或擅自离岗。处理空顶前必须将工作地点上下两端清理畅通，并备足物料;跟班班队长必须亲自指挥协调工作，确保施工安全与工程质量。
15. 工作面机巷、风巷安全出口采用3.6mπ型梁配DZ22-300/100型单体柱支护，金属网罩顶，一梁三柱，两根为一组，沿倾向随工作面推进交错前移，每次前移0.8m,每组两梁六柱，组与组柱距为0.6m;必须接顶背实，不得出现网兜和漏顶;安全出口宽度不小于0.8m，高度不小于1.6m。
16.风巷安全出口、机巷安全出口端头的特殊支护必须始终超前正常回采的煤壁一排进行维护。
17.安全出口处悬移支架必须高低一致，均匀架设，支架迎山有力，支柱初撑力不低于350KN,浮煤清净，安全畅通;支架中间打加强柱，单体柱初撑力不低于90KN。
18. 安全出口和与之相连接的巷道必须设专人维护，发生支架弯梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。
19.进行端头支护时，必须至少两人进行作业，一人观察顶板，一人进行监护，监护人负责观察顶板情况，发现异常，立即通知作业人员进行撤离，保证人员安全。 20. 回出的支柱、顶梁等要及时运出，严禁堵塞退路。 21. 进行端头π型钢梁的前撺工作时，必须停止工作面运输机后才能进行作业。
22. 其它未尽事宜严格参照《-86煤柱工作面回采作业规程》相关条款执行。
第四篇：钢结构厂房墙板与柱的连接
钢结构厂房的板柱连接应安全可靠，便于制作、安装和检修。一般分为柔性连接和刚性连接两类。
1、柔性连接
柔性连接的特点是，墙板与厂房骨架以及板与板之间在一定范围内可相对独立位移，能较好地适应振动引起的变形。
柔性连接的构造形式一般有螺栓挂钩柔性连接、角钢挂钩柔性连接和压条柔性连接。
2、刚性连接
刚性连接是将每块板相与柱子用型钢焊接在一起，无需另设钢支托，墙板自重完全由柱子承担，连接件钢材用量少，但墙板与厂房骨架间失去了相对独立位移的条件。在振动和不均匀沉降引起的荷载作用下，墙易产生裂缝破坏。
3、板缝的处理
对板缝的处理首先要求是防水，并应考虑制作安装的方便，对保温墙板还应注意满足保温要求。根据不同的情况，可以做成各种形式。
水平缝可做成平口缝、高低错口缝、企口缝等。综合考虑制作、施工以及防止雨水的重力和风力渗透等因素，错口缝是比较理想的，故广泛采用这种形式。
第五篇：水煤浆燃烧技术综述
高飞、邵海龙、张德强、李晓东
一、背景 1.水煤浆的概念
水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，可以在不增加费用的前提下，大大提高了水煤浆的环保效益。在我国丰富煤炭资料的保障下，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源。 2.水煤浆的发展
水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂，经过一定的工艺流程加工而成，其灰分及含硫量低，燃烧时火焰中心温度较低，燃烧效率高，烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤。许多国家基于长期的能源战略考虑，将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备，且已实现商业化使用。
我国的水煤浆研究工作起步于70年代末，80年代初，与国外同步，直接原因是国际上爆发的石油危机，使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。而中国是一个富煤、少气、贫油的国家，因此我国一直致力于水煤浆的研发工作，并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。近年来，我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快，并达到了国际水平，先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。在环保产业的高科技领域，我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平，而水煤浆是一个例外，中国的水煤浆技术优先于国外，这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。
目前水煤浆技术已被列为我国能源发展重点推广技术，也是煤炭工业洁净煤技术优先发
[1]展重点技术之一。《201-2017年中国水煤浆行业发展前景与投资预测分析报告》指出，我国是一个富煤少油的国家，水煤浆作为新型代油环保燃料，正被越来越多的企业所认识，采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构，提高煤炭企业经济效益。水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程调节的问题。而且可以利用工厂有机废水(如造纸黑液)制成水煤桨燃烧。因此水煤浆技术是当前较现实的，也是21世纪最有市场的洁净煤技术。 从长远来看，随着国民经济的发展，我国液体燃料供需矛盾将进一步加大，环境对燃料的约束也进一步加强，水煤浆的使用量将逐步加大;而随着水煤浆技术的进一步提高将会使其社会效益更加明显，经济效益得到改善。因此，水煤浆的应用前景非常广阔。
3.发展水煤浆燃烧技术的意义
(1) 替代石油，合理利用我国能源资源
由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。 (2) 解决煤炭运输问题
我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。 (3) 降低煤利用过程中的污染
制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性 水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。 (1) 水煤浆的浓度
水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。但浓度的提高会影响到水煤浆的流动性，通常根据其实际需要和煤质特性，将浓度控制在60-75%之间。 (2) 水煤浆中煤的粒度
水煤浆中煤的粒度对水煤浆的流变性、稳定性以及燃烧特性影响很大，同时合理的粒径分布还有利于达到较高的水煤浆浓度。一般情况下，煤炭的最大粒径不超过300um，且小于200目(74um)的颗粒含量不小于75%。 (3) 水煤浆的流变特性
流变性用于描述非均质流体的流动特性，它是影响水煤浆储存的稳定性输变的流动性、雾化及燃烧效果的重要因素，一般用剪切应力-切变率关系来表示，常用参数为黏度。水煤浆属于非牛顿流体，它的黏度随流动时的速度梯度(即剪切速率)的大小而变。
为了便于利用，在不同的剪切速率或温度下，要求水煤浆能表现出不同的黏度值。当其静止时，要求其表现出高黏度，以利于存放;当其受到外力，则能迅速降低黏度，体现出良好的流动性，也就是具有良好的触变性，或者说是“剪切变稀”的特性。同时，水煤浆还需要类似于油的黏温特性，升温后，黏度明显降低，易于雾化，可以提高燃烧效率。 (4) 水煤浆的稳定性
作为一种固、液两相的混合物，水煤浆很容易发生固液分离、生成沉淀物的现象。水煤浆的稳定性是指其维持不产生硬沉淀的性能，所谓硬沉淀，就是无法通过搅拌是水煤浆重新恢复均匀状态的沉淀，反之称为软沉淀。一般工业要求的水煤浆存放稳定期是三个月。
以上水煤浆的特性是衡量水煤浆质量的重要指标，但由于其中有些特性之间是相互制约的，如浓度高会引起黏度增大，流动性变差;黏度低有利于泵送、雾化和燃烧，却会使稳定性降低等。因此，必须根据水煤浆的实际用途，来协调其各个性质参数，目前主要的水煤浆种类、特性及用途如表3-10所示。
三、水煤浆的制备
1、水煤浆制备的基本原理
水煤浆的制备过程直接决定了水煤浆的特性，为了使水煤浆能够满足实际应用的要求，在其制备过程中需考虑以下4个方面。
[1] 煤炭的选择及其成浆性。制浆前必须根据需要选择每种，如其灰分、硫分、热值、挥发分及灰熔点等，这对水煤浆是否能够稳定燃烧、燃烧效率及污染排放都有很大的影响。如挥发分影响到水煤浆在炉膛中能否稳定着火燃烧，根据经验，通常用于锅炉燃烧时要求制浆用煤的挥发分含量大于25%，用于炉窖燃烧时要求大于15%。另外如果灰分、硫分等杂质过多，还需要在制备过程中进行洗选脱除。
在煤种选取过程中，成浆性是用来表征其制浆难度程度的参数，一般不同煤种的成浆性有着很大的差异。有的煤在常规条件下很容易制成高浓度的水煤浆，而有的则要求较为复杂的制浆工艺和较高的成本。对于煤的成浆性，其影响因素很多，但一般认为：煤阶越高，内在水分越少，煤种O和C比值越小，亲水官能团越少，孔隙越不发达，可磨性指数越高，煤中所含可溶性高价金属离子越少，制浆越容易。 [2] 颗粒级配技术。水煤浆中的煤炭不仅有粒度大小的限制，还要求其有良好的粒度分布，即希望使不同粒径的煤粒能够相互填充，减小煤粒之间的空隙，达到较好的堆积效率。堆积效率越高，由于空隙少就可以减少水的消耗量，容易配置高浓度的水煤浆。在制备过程中，这项技术又称之为颗粒级配技术。一般在目前的制浆工艺中常用所谓的双峰分布来实现较好的级配。
[3] 制浆工艺流程。制浆工艺是指对煤炭颗粒、水和添加剂等原料进行细选、破碎、磨矿、搅拌、混合、过滤、调浆等工艺来制备水煤浆的过程。通过优化制浆工艺流程，可以实现水煤浆中煤颗粒的较高堆积效率，满足使用特性的要求，同时减少消耗。 [4] 添加剂。通常情况下，要使水煤浆能够达到高浓度、高稳定性以及良好的流变特性，必须添加一些化学药剂。一般可分为分散剂和稳定剂两类。分散剂是用来促进煤粒在水中均匀分散的化学药剂，通常煤粉与水混合，煤颗粒之间存在着很强的引力，使得煤粒成团、凝聚、煤浆黏度增高、流动性变差。分散剂是一些表面活性剂，可以显著地降低溶液的表面张力，提高煤粒表面的润湿性。而水煤浆稳定剂则是用来改善水煤浆稳定性，以使其在存储和输送期间保持特性均匀的状态。
2、水煤浆的制浆工艺
水煤浆的制浆工艺一般可以氛围干法、干湿法和湿法制浆三大类，由于干法和干湿法的能耗高，制浆效果均不如湿法，因此近些年很少在工业中应用。图3-45为我国两个典型的湿法制浆工艺流程。
总的说水煤浆制备通常包括洗选、破碎和磨矿混合和搅拌、过滤加工等部分。 [1] 洗选。即通过洗选对煤进行净化，出去煤中的部分灰分和硫分等杂质。一般情况下选煤应放在磨矿前，但当煤中矿物杂质需经磨洗方能分离出杂质时，也可采用磨矿后在选煤的工艺。
[2] 破碎和磨矿。破碎和磨矿是为了将煤炭磨碎至要求的粒度，并使其分布具有较高的妒忌效率，是制浆过程中最为重要也是能耗最高的缓解。在湿式制浆工艺中，通常将水、添加剂和破碎的煤粒混合后进行湿磨。
[3] 混合和搅拌。混合与搅拌是使煤浆混合均匀，并使其在搅拌过程中经受强力剪切，加强药剂与煤粒表面的作用，改善起流变性能。其中混合一般用在干磨或中浓度磨矿之后，使其磨制后的产物经过滤机脱水所得的滤饼能与分散剂均匀混合，形成具有一定流动性的浆体，便于后续搅拌。 过滤加工。过滤加工是指在装运储存之前，对工艺过程中产生的粗颗粒或其他杂物进行过滤脱除，以免对水煤浆的输送和燃烧带来影响。
四、水煤浆的燃烧技术
1、水煤浆的燃烧特性
水煤浆的燃烧过程一般先通过雾化器将水煤浆雾化城细小的浆滴，一个浆滴通常包括若干细小的煤粉颗粒，进入炉膛后，浆滴受热蒸发，将煤粉颗粒暴露在炉膛内，然后发生与煤粉炉内煤粒类似的燃烧过程，直到燃尽。
从总体来看，在雾化器喷口处，水煤浆呈雾炬形燃烧，如图3-46所示。由于水煤浆中含有较多的水分，因此无论是分析雾炬燃烧、还是分析单个的煤粒燃烧都反映出与煤粉燃烧不同的特性。
图3-46 水煤浆的雾炬形燃烧
水煤浆经雾化以后高速喷入炉膛，在喷口处形成如图3-46所示的雾炬形态。进入炉膛后雾炬燃烧一般要经历以下过程，首先雾炬在高温烟气对流及辐射作用下，迅速升温，并开始水分蒸发，其中的煤粉颗粒发生结团。当浆滴温度升高到300-400℃时，其中的挥发分开始析出并率先着火，形成火焰;此后进入强烈燃烧阶段，同时焦炭开始燃烧，直至彻底燃尽。
对比煤粉炉内煤粉的燃烧，水煤浆燃烧主要有以下特点. [1] 由于水煤浆中含有30%-35%的水分，水煤浆着火前需要多余的热量蒸发水分，同时由于水煤浆雾炬的入口速度相当高，一般为200-300m/s，是普通煤粉炉一次风的近10倍，所以尽管水分蒸发的很快，但仍存在0.5-1m的脱火距离，这也是水煤浆燃烧组织的关键。
[2] 虽然水分蒸发会浪费部分热值(3-4%),但从其后的挥发分析出容纳少及焦炭燃烧来看，水煤浆的燃烧特性要优于普通煤粉燃烧。这是因为水分蒸发时，煤粒之间发生结团形成了多孔性结构，其表面积和微孔容积都要比煤粉颗粒大，从而有利于挥发分的析出，提高焦炭的燃烧速度。 [3] 水煤浆的燃烧火焰稳定，但燃烧火焰温度低。水煤浆的雾化燃烧可以使其流动组织更加稳定，而能达到良好的稳定着火与燃烧。同时由于水分的存在，使得其火焰温度平均比煤粉火焰低100-200℃。
[4] 水煤浆具有与煤粉一样的燃尽水平和燃烧效率。水煤浆的燃烧效率除了受煤质自身因素影响外还与雾化质量、水煤浆水分、受热条件等因素有关。由于前面讲的水分蒸发的影响，即使在较低的火焰温度下，水煤浆的燃烧速度也要比煤粉高，其燃烧效率与煤粉燃烧相当，对于大型水煤浆锅炉可以稳定达到99%以上。
在影响水煤浆燃烧过程的各个因素中，影响最大也是与普通煤粉炉所不同的是其雾化特性和特殊的配风要求。水煤浆的雾化效果越好，其浆滴粒径越小，越容易着火，还能提高燃烧效率。如表3-11所示，可见雾化器(雾化喷嘴)是水煤浆燃烧中最为重要的设备。
2、水煤浆燃烧污染物排放
水煤浆燃烧同其他燃煤过程一样，也会产生飞灰颗粒物、SO
2、NOX等大气污染物。但由于水煤浆中的煤粒在制备过程中经过了洗选，以及水煤浆燃烧温度低等原因，使得水煤浆燃烧的污染情况要好于普通煤粉燃烧。
[1] 飞灰颗粒物的排放。水煤浆燃烧形成飞灰颗粒物的污染总量与相同煤种煤粉燃烧相比并没有明显减少，而且在替代层燃炉时还有提高，这是必学正试的一个问题。但水煤浆燃烧生成的飞灰颗粒物的质量平均直径通常大于普通煤粉燃烧产生的颗粒物的质量平均直径，这是由于浆滴蒸发时煤粉颗粒发生结团的缘故。这个特点有助于飞灰颗粒物在除尘器中被脱除，减少其最终排放量。对于PM10和PM2.5的排放降低可能是有利的。
[2] SO2的排放。本质上讲水煤浆燃烧过程中SO2的排放并不会显著降低。有报道说水煤浆以洗精煤为原料，一般在燃烧前即可以脱除10%~30%的无机硫而降低SO2的排放，但这并不是水煤浆特有的优点。同时研究表明可以在制浆过程中加入一定比例的石灰石或石灰乳固硫剂，在燃烧过程中进行脱硫，但实践表明这一方法的脱硫效果并不明显，且与燃烧控制密切相关。由于燃烧过程中脱硫剂利用率不高，从总体上看，水煤浆燃烧的总脱硫率在30%以下。
[3] NOX的排放。前面介绍到，水煤浆的火焰温度通常比相同煤种煤粉低200℃左右，根据燃煤过程中NOX的生成机理，将有助于抑制NOX的生成，如图3-47所示，但由于燃煤过程中主要生成的染料型NOX在1000℃以上受温度变化的影响比较小，所以也要采用分级燃烧等降低NOX燃烧技术进行控制，不过水煤浆的雾化燃烧特性为合理进行分级燃烧配风创造了良好的条件，有可能达到低于同种煤粉燃烧的NOX排放水平。
五、水煤浆的应用 水煤浆作为低污染的液体燃料，可以应用在许多行业中。根据国内外工业应用的现状，大致可以氛围三个方向：即直接燃烧、气化和管道运输。其中直接燃烧包括在电站锅炉、工业锅炉和工业窖炉中的应用。管道运输是水煤浆的另一个主要用途，其在美国、前苏联都有成功的商业运用实例。除此之外，对于某些超低灰分的水煤浆产品，还可以应用在内燃机或燃气轮机中，但目前还未进入商业运行阶段。
1、 水煤浆直接燃烧的应用
作为替代燃料是水煤浆技术发展的最初目的，依托于水煤浆制备技术和燃烧技术的共同发展，目前水煤浆已经作为燃油的替代燃料通过对电站锅炉、工业锅炉及工业窖炉的改造，广泛地应用在诸如电力、冶金、建材、化工等行业中。
[1] 水煤浆在电站锅炉上的应用。对燃油锅炉进行改造以燃用较为廉价的水煤浆，是水煤浆最主要的用途。1995年8月日本在对其勿来电厂4号75MW机组的锅炉上进行了全烧水煤浆试验。此后又在8号600MW机组中进行了水煤浆和煤粉，水煤浆和重油的混烧试验，获得了稳定燃烧后一直运行至现在。美国、加拿大、瑞典、意大利和前苏联等都进行了类似的试验。
我国在20世纪80年代中期对北京造纸一厂的20t/h和60t/h燃油锅炉进行了改烧水煤浆的工业示范。其后经过多年的实践研究，针对我国燃料的特点，无论是在结构设计还是参数选择上，都发展了具有自身特色的较为成熟的水煤浆燃烧技术。
山东华能白杨河电厂拥有3台230t/h锅炉由燃油改燃水煤浆，锅炉运行稳定，燃烧效率达到99%以上，锅炉效率为90%~91%，灰渣含碳量在8%左右，飞灰含碳量在10%以下;SO2和NOX排放均符合标准要求。如表3-12所示。
[2] 水煤浆在工业炉上的应用。北京造纸一厂20t/h的燃油锅炉是国内最早使用水煤浆的工业锅炉，在随后的10年里，采用配套旋流燃烧器和炉前设置稳燃室燃烧方式，对燃油锅炉、燃煤锅炉进行了多台改造，并开发了专用水煤浆锅炉，容量从1~65t/h不等，由于锅炉容量、炉膛形式、喷嘴性能的差异，燃烧水煤浆的燃烧效率和锅炉效率也有所不同，一般情况下，水煤浆燃烧效率达90%~99%，锅炉效率达80~90%。对于改造的锅炉一般都能达到油/浆两用的要求，但其出力有一定的差别。
1999年12月北京市环境保护监测中心对35t/h锅炉水煤浆与重渣油1:1混烧进行测试，其结果如表3-15所示。
[3] 水煤浆在工业窖炉上的应用。近年来，水煤浆代替燃油，大量适用于冶金、机械、建材、化工等各类工业窖炉。如陶瓷厂的隧道窑、喷雾干燥塔，耐火材料厂的隧道窑、倒焰窑，保温材料厂的隧道窑、膨化窑，冶金企业的锻造加热炉、型钢加热炉、烧结矿加热炉等，上述燃烧设备由原来燃用才有、重油、天然气、焦炉煤气等，改烧水煤浆，不仅满足了加热工艺要求，优化了加热工艺，而且还可以获得十分显著的经济效益。
水煤浆在工业窖炉上的应用有大量工程实践范例。桂林轧钢厂、绍兴轧钢厂连续轧钢加热炉由烧散煤改烧水煤浆，连续运行了8年，燃烧效率由烧煤粉时的约70%提高到97%以上，不仅为企业大大节约了生产成本，还取得了良好的环保效益，如表3-16所示。
2、水煤浆管道输送的应用
管道运输是水煤浆的另一主要用途，也是煤炭运输方式的一次突破，能在很大程度上解决有资源分布不均造成的煤炭运输问题。
煤炭管道运输其实已经有了近百年的历史，但其大规模的应用是在20世纪的50年代。美国率先建成了俄亥俄洲煤浆管道，长170km，年输送煤炭130万吨;1970年又建成至亚利桑那州卡塔因-内华达州某电厂的长439km，年输送煤炭480万吨的黑迈萨(Black Mesa)管线，一直安全运行至今，输煤已超过1亿吨。早期的管道输煤(浆)是先把煤破碎稻1mm以下的力度，与水混合，按50%左右的质量浓度配制成煤浆，用泵沿管道输送到用户。然后经脱水干燥后作为燃料使用。其方案如图3-48(Ⅰ，Ⅱ)所示，均为到达目的地后需脱水处理的煤炭运输管道。
六、水煤浆的发展前景 近些年来，我国水煤浆的生产能力发展较快，而且自主设计生产水平也有了飞速的提高。1998年以前，我国只有北京水煤浆示范厂、兖日水煤浆厂、枣庄矿务局八一水煤浆厂、株洲选煤厂水煤浆车间、抚顺胜利矿水煤浆厂5家水煤浆制备企业，总设计能力约为65万吨/年。其中规模较大的北京水煤浆示范厂(25万吨/年)、兖日水煤浆厂(25万吨/年)均为引进国外水煤浆制备技术建厂。其后我国扩建或新建了一批水煤浆生产线，如浆八一水煤浆厂改建成了25万吨/年的制浆生产线，并拥有了我国自主知识产权的制备技术。新建了白杨河发电厂自备浆厂、邢台东庞矿水煤浆厂、北京燕化新东方水煤浆厂等，同时也建起了一些非国有企业的水煤浆制备厂如大同的新源水煤浆厂、河北霸州水煤浆厂等。截至2002年底，我国共有水煤浆厂15座，设计能力约为426万吨/年，是5年前的6.5倍，水煤浆厂的数量和总生产能力均居世界第一位。更为欣喜的是这些新建的水煤浆厂都是由我国自主设计，采用我国制浆技术、设备、添加剂。足以证明我国的制浆工艺和添加剂性能已达到国际先进水平。
相对于生产能力的快速提高，我国水煤浆的工业应用稍显落后。2002年全国水煤浆厂供生产水煤浆99.5万吨，占设计能力的23.4%。2000年全国水煤浆厂供生产43.7万吨，占设计能力的24.8%2002年的生产量是2000年生产量的2.3倍，由此可见，水煤浆行业在近两年有了较快速度的发展。但目前水煤浆的制备生产线并没有充分利用，没有足够的用户燃用水煤浆。水煤浆技术是一项系统工程，水煤浆产业化应用包括从制浆、运输到燃烧等多个环节，每个环节缺一不可。目前的水煤浆厂是在不考虑用户的条件下盲目上马的。水煤浆不能作为简单的商品而必须进行系统的考虑。
水煤浆作为我国洁净煤技术的组成部分，有其特殊的优越性，但对于水煤浆技术的发展我们还应该清醒的认识到以下几点。
[1] 水煤浆技术是一项涉及多门学科的技术，它包括煤浆的制备、储运、装卸、燃烧等技术，虽然我国经过20余年的攻关和开发，在水煤浆技术的各个领域都取得了长足的发展，但由于它作为一种特定的技术，其应用范围是有一定的限制，一般对于大型燃油锅炉不适于改用煤粉时才有其意义。
[2] 水煤浆是洁净煤技术的一种，具有许多优越性，但水煤浆的缺点也很突出，如水煤浆的制备和运输要消耗较多的电力和水，制备1t水煤浆耗电40-60kW·h. [3] 水煤浆制备对煤的质量要求较高，需低灰、低硫、精煤，水煤浆替代粉煤燃烧是毫无经济价值的，只有替代油料才能体现出其效益;以美国、瑞典、俄罗斯、日本等国家为例，虽然这些国家水煤浆技术发展历史较早，而且技术成熟，但仍未得到大范围的推广。对于我国预计在燃料结构调整后这一应用也将收到限制，不会大规模推广。