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 射流仍用千沖落崩碎的煤塊，但壓力可升至4. 2MPa，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)表明，壓力只需2MPa即可，每噸煤耗水量3~6m3 。 耗電量從1.24kWh到0. 74kWh不等，主要隨噴嘴 直徑變化而不同。 使用32mm直徑噴嘴時(shí)耗電量大，使用50mm直徑噴嘴時(shí)耗電量小。 通常，噴嘴直徑為50mm，不僅在于其效率高，還在 于其射程遠(yuǎn)，距工作面20m處還能保證有效地開采。 前蘇聯(lián)最終建成九座水力煤礦，水力采煤產(chǎn)量從1952年的1.5萬(wàn)噸上升到1979年的 890萬(wàn)噸。 隨著技術(shù)的發(fā)展，已不需要預(yù)爆破，形成了真正的水力采煤 技術(shù)。前蘇聯(lián)最早的水力采煤機(jī)為固定式底座，手動(dòng)操作。 由于手動(dòng)操作使操作者距工作面很近，易被反濺的水中所含的煤塊擊中，因此很快即被遙控方式替代。 使用最廣泛的水力采煤機(jī)有兩種。 一種用于開采薄煤層，可在厚僅75cm的煤層中作業(yè)，噴槍可繞轉(zhuǎn)軸上下擺動(dòng)6 0，水 壓約lOMPa，耗水量150m3 ／h，采煤量可達(dá)50t/h；另一種主要用于開 采厚煤層，壓力為12MPa時(shí)，流量400m3/h，產(chǎn)量lOOt/h。 與前者相比，后者重新設(shè)計(jì)了接頭，噴槍可在垂直和水平兩個(gè)方向同時(shí)動(dòng)作。 兩 者均為遙控操作，后者可在50m外操作，噴槍動(dòng)作均由液壓缸控制。 由于改進(jìn)了輸水管道的布置，彎角大大減少，因而阻力小，減小了輸送過程中水能量的衰減，從而提高了射流性能【 I)。鑒于采煤耗水量巨大， 在采煤及運(yùn)煤（水力輸煤方式）過程中水要損失20%～30%，因此水需 循環(huán)使用。 但由于不可能過濾徹底，系統(tǒng)需要不斷維護(hù)，噴嘴壽命300~500h，系統(tǒng)壽命2~4年。 為提高系統(tǒng)的可靠性，液壓介質(zhì)從早期的 水換成了后來的油基工作液。在美國(guó)，水力采煤試驗(yàn)由美國(guó)礦務(wù)局主持，采用低壓大流量射流的遙控式機(jī)組，切割頭可上下左右擺動(dòng)。 采用9. 5mm 直徑噴嘴時(shí)， 28MPa壓力下流蜇為800L/min，產(chǎn)量可達(dá)1.8t/min，在Colorado - 座礦進(jìn)行的試驗(yàn)中，13MPa壓力、151L/min流量下，3人小組在61班 作業(yè)中采煤2567t，生產(chǎn)率比常規(guī)方法提高 35%。 但低壓大流量水采 法容易導(dǎo)致礦井事故。 美國(guó)的煤層坡度較小 、較平坦，采用低壓大流量射流采煤，水若不及時(shí)抽走，很快就會(huì)堆積起來，黏土質(zhì)礦層受水浸泡后易引起一系列的問題。 有鑒于此，特別是在發(fā)生兩起水采礦井塌方引起致命事故后，美國(guó)開始了對(duì)高壓、超高壓小流量水采法的研究。

最初的試驗(yàn)在連續(xù)采煤機(jī) 的切割臂上安裝8個(gè)增壓器進(jìn)行。 壓力可達(dá)450MPa 的超高壓水通過兩組噴頭形成射流，用于在煤層中隨著切割臂的上下運(yùn)動(dòng)切出深槽。 當(dāng)切割臂向下移動(dòng)時(shí)主噴頭組工作，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)輔噴頭組工作。 噴頭位置使射流切出的槽之間的煤層寬18 ~22.5cm，這部分煤很易刮落。 整個(gè)機(jī)組耗電905kW,8個(gè)增 壓器每個(gè)耗電40kW，效率只有48%。 水流量lOOL/min，壓力受條件限制只 能達(dá)到240MPa，整個(gè)機(jī)組的生產(chǎn)率只有2t/min，只能達(dá)到現(xiàn)有采煤機(jī) 組的20%～25%。 隨后，第二個(gè)試驗(yàn)在另一種采掘機(jī)上裝4個(gè)增壓器進(jìn)行，每個(gè)流量27.3L/min，壓力330MPa，供應(yīng)2個(gè)0.6mm直徑噴 嘴。 整個(gè)方案與前類似，只是把切割臂移動(dòng)方向改為水平方向，兩槽之間的煤只需利用射流的打擊力即可剝除下來。 機(jī)組耗電880kW，其中增壓器功率746kW。 試驗(yàn)時(shí)，粉塵童比常規(guī)方法高得多，達(dá)813mg/t,開采量為6t/min，與原采掘機(jī)組相近。美國(guó)為對(duì)鏟煤機(jī)加以改進(jìn)，進(jìn)行了試驗(yàn)[ I】。 該機(jī)在切煤過程中，先在煤層底部及中間割2個(gè)水平槽，然后在兩槽間的煤片后切第三個(gè)槽 ， 煤片即可破碎下落。 一次切下煤片的最大厚度可達(dá)2. Im。3個(gè)切槽由射流完成，破碎則靠梩狀框完成。 由于美國(guó)的平坦煤層限制了流量 的增大，盡管提高流量比提高壓力更有助于提高射流的切槽深度和效 率，實(shí)際流量只能達(dá)到200L/min，因?yàn)檫@是煤礦能夠處理的最大流量 （煤礦用這一流量降塵）。 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，7 ~ lOMPa的壓力用于切槽已足夠了，壓力升到350MPa根本無必要，因此最后壓力選為70MPa，整個(gè) 機(jī)組的功率不到225kW。為了把槽切得足夠?qū)捯员沩樌匕褔婎^和梩形框的前導(dǎo)向邊伸人槽內(nèi)，將單噴嘴射流改為共軸式雙噴嘴射流（見圖17 -23)后 ， 一次可切出寬5cm的槽，滿足了要求。 機(jī)組設(shè)計(jì)可切的煤層高為0.75m，實(shí)際可達(dá)1. 3m，一次可切煤層厚0. 5~1. Om，而此時(shí)耗用功率即變化不大。

我國(guó)是水力采煤技術(shù)起步較晚但發(fā)展很快的國(guó)家。 1956年水力 采煤技術(shù)引入中國(guó)，經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段，壓力從2~6MPa逐步升高 到20MPa左右，年采煤量已達(dá)到1700萬(wàn)噸(1977年數(shù)字）。 各礦每臺(tái) 機(jī)組年產(chǎn)量在25~60萬(wàn)噸之間，生產(chǎn)率一般在200t/h左右，流量250~3oom3 /h。 耗能7~1 Ok Wh/t。 中國(guó)在擺振射采煤（見圖17 - 24)和 水炮采煤方面取得了進(jìn)展。試驗(yàn)【6】表明，對(duì)于射流切割脆性煤層，多路徑、每次切縫較淺比單路徑、一次切縫較深在單位時(shí)間內(nèi)的落煤措要高得多；為提高射流能量的利用率，應(yīng)提高射流掃過煤層表面的相對(duì)速度。為此，在現(xiàn)有的巷道掘進(jìn)機(jī)上安裝了水射流噴桿，它由慢速擺動(dòng)的搖桿和高頻小幅振動(dòng)的噴桿共同組成。噴桿的振動(dòng)方向既可與搖桿運(yùn)動(dòng)方向垂直，也可與其平行，從而可以得到垂直與平行擺振射流。早期，兩桿的運(yùn)動(dòng)通過機(jī)械連桿實(shí)現(xiàn)，但由于機(jī)械機(jī)構(gòu)慣量大，速度的提高受到限制，故后來均改為液壓驅(qū)動(dòng)。運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行的試驗(yàn)顯示出了特殊的性能：(1)射流掃過煤層表面的相對(duì)速度有了明顯的增加，平均速度 在0.6~9m/s; (2)連續(xù)射流變成了間斷射流，消除了連續(xù)射流切割時(shí)易產(chǎn)生的水墊效應(yīng)，從而提高了射流的落煤效率。

采用該技術(shù)切割 煤層時(shí)，從底部開始切出深槽后向上逐漸移動(dòng)，底 部的深槽有促進(jìn)上部 煤層大量坰塌落下的作用。 對(duì)結(jié)果分析表明，直接被水射流切割 下來的煤占落煤量的7.5%～24%，而兩個(gè)切槽之間殘余煤的落下量占總量的18%～44%，由于射流垂直方向的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)分量引起的落煤和兩個(gè)切割層面之間的落煤占總量的20%~38%，坰 塌下來的煤占總量的8%～42%。 由這些數(shù)據(jù)可見，射流能量得到了充分利用。 更重要的是，在利用擺振射流水 采法時(shí)，煤 是逐漸落下，而不是突然坰塌下來 ，煤層中所含的瓦斯得到逐步釋放，不易引起爆炸 ，提高了安全性。 因此，本技術(shù)已在易于發(fā)生冒頂和瓦斯爆炸的小煤礦得到了應(yīng)用。