煤层注水在煤矿安全中的应用及效果浅析
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运输巷掘进工作面煤层注水安全技术措施在煤矿生产中,为了有效地预防煤层突水事故的发生,提高生产效益,运输巷掘进工作面煤层注水成为了主要的采取措施之一。
在煤层注水的过程中,必须采取相应的安全技术措施,以确保操作人员的安全。
煤层注水的概念及作用煤层注水是指通过在煤层下部进行注水,增加煤层下部的水分,以减少煤层裂缝中的水压,避免突水事故的发生。
通过煤层注水,还可以提高矿井的采高率,增加煤炭的回收率,降低煤尘爆炸的危险性。
煤层注水的方法和流程煤层注水主要使用的方法有喷洒法和钻孔法两种。
喷洒法是指通过喷洒水雾的方式将水分注入煤层中,而钻孔法则是通过在煤层下部钻孔并注入水分的方式实现。
在进行煤层注水前,首先需要确定注水的数量和注水位置。
通常使用的方法是在煤层下部开设一个长期注水孔,并根据煤层厚度、煤储量等因素确定注水孔的数量。
然后,可以开始进行注水工作。
在注水过程中,需要密切关注煤层突泵和水位波动等情况,及时采取相应的措施,确保安全运行。
同时,还需要按照规定的时间和方法对注水孔进行检查和维护,以确保注水的效果和安全性。
运输巷掘进工作面煤层注水的安全技术措施1.确定注水孔位置和数量在进行煤层注水工作前,必须进行充分的研究和评估,确定注水孔的位置和数量。
在选定位置时,需要考虑地质条件、水文地质情况等因素,确保注水孔的位置恰当、合理。
2.采用合适的煤层注水方法喷洒法和钻孔法都有各自的优缺点,必须根据情况选取合适的方法。
喷洒法操作简单,但是无法进行实时监控,容易造成水流过量或不足的情况。
钻孔法虽然能够实现实时监控,但钻孔条件较为苛刻,操作难度大。
3.加强对注水孔的检查和维护注水孔需要按照规定的程序进行检查和维护,确保注水孔的通畅性和安全性。
在检查的过程中,应该注意检查孔口是否存在漏水、泄露以及孔壁的稳定性等情况,并及时采取相应措施。
4.注意注水孔与运输巷的距离注水孔与运输巷之间应保持一定的距离,以免注水孔对巷道的安全造成危害。
煤层注水技术在高瓦斯矿井的应用展望文章重点介绍了煤层注水的工作技术原理,对注水过程的受力及各个阶段的作用进行了分析,并以此为依据预测了该项技术在矿井灾害防治方面的应用效果。
标签:煤层注水;高瓦斯;粉尘引言近年来,随着矿井开采规模和开采强深度的不断加大,煤矿井下生产过程中的粉尘产生量也急剧增加,冲击地压、瓦斯等灾害对于矿井安全生产的危害也日益加重。
然而,煤层注水技术凭借其在抑制煤尘、治理瓦斯、预防冲击地压等方面的良好效果,正在被人们所关注。
1 煤层注水1.1 煤层注水的工作技术原理煤的物理结构为多孔固体,原煤胶结过程中即存在原生空隙,又有因地质构造运动形成的裂隙及大量空隙,使得媒体中存在大量的自由空间和空隙表面。
这些自由空间为瓦斯赋存提供了良好的存储及运动条件,瓦斯的存在以吸附及游离状态吸附在媒体内,原煤形成过程中原生煤粉也在这些自由空间中得以保存。
煤层注水是指在原煤回采过程之前,选择合适的层位通过钻孔技术将压力水注入煤层,压力水通过裂隙进行渗透,扩散,毛细、压细运动,扩散的水分子在媒体裂隙中得以保存,使得煤层中水分含量增加,能够有效降低原煤回采过程中的粉尘产生,能够防治瓦斯,降低自燃发火概率及预防冲击地压。
1.2 煤层注水技术的受力分析媒体是由煤块及大量不规则的裂隙结构组成的复合体,煤层注水在孔隙及裂隙中动力来源有两种:一是孔口注水压力;二是孔隙及裂隙对水的毛细作用力,两种受力的矢量和就是注水的动力。
高瓦斯煤层中的瓦斯压力是阻止注水的阻力之一。
即在高瓦斯矿井中煤层注水动力是以上三种力的合力。
对于煤层孔隙,作用于孔隙两端的总压力差为:Pz+Pm-Pw=△P (1)式中:Pz为注水压力,kPa;Pm为毛细作用力,kPa;Pw瓦斯压力,kPa;△P总压力差,kPa。
式(1)中管网或水泵的压力决定注水压力,瓦斯赋存情况决定瓦斯压力,而孔隙的直径、水的表面张力、水对煤的润湿边角决定煤层孔隙的毛细作用力。
1.3 煤层中水的作用过程1.3.1 注水阶段。
煤层注水措施方案引言煤炭是全球最重要的能源之一,但采矿过程中,煤炭资源的可采回收率一直面临挑战。
为了提高煤炭的可采回收率,煤层注水成为一项被广泛应用的技术。
本文将介绍煤层注水的意义,原理以及具体方案。
煤层注水的意义煤层注水是通过将水注入煤层中,改变煤层内部力学性质和渗透性,增加煤层透水性,使得采煤过程中的瓦斯抽放更加安全高效,减少矿井事故的发生。
此外,煤层注水还可以改善煤层的稳定性,提高采煤效率,延长煤炭资源的利用寿命。
煤层注水方案1. 注水井布设在注水过程中,注水井的布设合理与否对注水效果有着决定性的影响。
在布设注水井时,应结合煤层的地质结构、透水能力和采煤工艺等因素进行综合考虑。
通常情况下,注水井应均匀分布在煤层采区的周边,以最大限度地覆盖煤层的整个区域。
2. 注水井参数设计注水井的参数设计对注水的效果也有很大的影响。
注水井的孔径、孔距、注水量等参数需要根据煤层的围压、水力性质以及煤层厚度等因素来确定。
根据经验,通常情况下,注水井的孔径在75mm~150mm之间,孔距在3m~6m之间,注水量在30~60L/min之间。
3. 注水压力控制注水压力对注水的效果有重要影响。
注水压力应根据煤层的透水性进行调整,一般情况下,注水压力应控制在10MPa~20MPa之间。
过高的注水压力可能导致煤层崩塌和注水井堵塞等问题,而过低的注水压力则会降低注水效果。
4. 注水液体的选择注水液体的选择应根据煤层的地质特征和工艺要求进行综合考虑。
常用的注水液体包括清水、泡沫体、聚合物溶液等。
注水液体应具有一定的黏度,以提高注水效果。
此外,注水液体还应具有良好的稳定性和环境友好性,以确保注水过程的安全性和可持续性。
5. 注水方案的监测和评估在进行煤层注水之后,需要对注水效果进行监测和评估。
监测主要包括注水井水位、注水压力以及注水液体的化学成分等指标的监测。
评估则包括注水效果的评估、煤层变形情况的评估和采煤效果的评估等。
通过监测和评估,可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整,以确保煤层注水的最佳效果。
《新登煤业二1煤层注水技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入,煤层注水技术已成为保障煤矿安全生产和提高煤炭资源利用效率的重要手段。
新登煤业地处我国某煤炭资源丰富地区,其二1煤层具有特定的地质条件和采矿环境,对注水技术提出了特殊要求。
本文旨在研究新登煤业二1煤层注水技术,为煤矿安全生产和资源的高效利用提供技术支持。
二、新登煤业二1煤层概况新登煤业的二1煤层具有以下特点:煤层厚度大,瓦斯含量高,煤质较硬,且煤层中含有一定的硫分和灰分。
这些特点使得在开采过程中容易出现瓦斯突出、煤尘爆炸等安全隐患。
因此,对二1煤层进行注水处理,可以有效地降低瓦斯含量、软化煤体、减少粉尘产生,从而提高煤矿生产的安全性。
三、注水技术研究1. 注水方式选择根据二1煤层的特性,选择合适的注水方式是关键。
目前,常用的注水方式包括静压注水、动压注水和混合注水。
针对新登煤业的实际情况,混合注水方式被认为是最合适的选择。
该方式结合了静压注水和动压注水的优点,能够更好地适应二1煤层的特性。
2. 注水参数优化注水参数的优化是提高注水效果的关键。
通过对注水压力、注水量、注水时间等参数进行优化,可以使得注水效果达到最佳。
在优化过程中,需要结合二1煤层的实际情况,进行现场试验和数据分析,以确定最佳的注水参数。
3. 注水设备与技术改进为了提高注水效率和质量,对注水设备和技术进行改进是必要的。
通过引进先进的注水设备和技术,对现有设备进行升级改造,可以提高注水的稳定性和可靠性,从而确保煤矿生产的安全和高效。
四、实验与分析为了验证新登煤业二1煤层注水技术的效果,进行了现场试验。
通过对注水前后的煤层进行对比分析,发现注水后煤层的瓦斯含量明显降低,煤体得到软化,粉尘产生量减少。
同时,注水技术还提高了煤炭的采收率,降低了生产成本。
这些结果表明,新登煤业二1煤层注水技术具有显著的效果和优越性。
五、结论与展望通过对新登煤业二1煤层注水技术的研究,得出以下结论:1. 混合注水方式能够更好地适应二1煤层的特性,提高注水效果。
采煤工作面煤层注水管理煤矿采煤工作面煤层注水管理,是煤矿采煤工作中一项重要的技术工作。
煤矿采煤工作面在进行采煤作业时,由于煤与矸石的差异,常会导致工作面产生塌陷和隆起等现象。
这些现象对工作面的采煤作业造成了很大影响,为了保障采煤工作的顺利进行,提高采煤效率,必须进行煤层注水管理。
煤层注水管理是通过向煤层注入水来改变煤层的物理性质,从而保持工作面的稳定性,降低采煤难度,减少煤炭损失。
正确的煤层注水管理对于保持矿井稳定,保障采煤面安全具有重要作用。
煤层注水管理面临的主要难题是如何合理利用水资源,达到提高采煤效益的目的。
煤层注水管理需要根据地质条件、矿井特点和采煤工艺等因素来制定相应的注水方案。
注水方案必须综合考虑水源的供应、注水管道的敷设和注水设备的选择等问题。
在制定注水方案时,需要根据煤层的地质条件确定注水井的位置。
注水井应该位于煤层的延伸线上,使水能够全面渗透到整个煤层中。
在确定注水井位置时,还需要考虑到井下排水的问题,以及井下工作环境的安全问题。
注水井的选择要根据井下地质条件和煤层性质来确定,要充分考虑注水井的稳定性和注水效果。
注水设备的选择也是煤层注水管理的一个重要环节。
注水设备主要包括注水泵、注水管道和注水阀门等。
注水设备的选择要根据采煤工作面的布置和需要注水的煤层来确定,要保证注水设备的可靠性和安全性。
注水设备的敷设要考虑到井下工作环境的限制和注水效果的需求,注水设备要具备良好的适应性和灵活性。
另外,注水管理还需要合理利用水资源,提高水资源回用和循环利用的能力。
煤层注水过程中,注水井周围的地下水会受到污染,如果不进行处理就会对地下水和地表水造成严重污染。
因此,在注水管理中要采取相应的措施来防止污染,例如建立水封帷幕、布置沉砂池和构筑地下水拦蓄设施等。
同时,还要加强对水资源使用的管理,提高水资源的利用效率,减少对水资源的浪费。
总之,煤层注水管理是煤矿采煤工作中非常重要的一项工作。
通过合理的煤层注水管理,可以提高采煤效率,保障采煤面的安全,减少煤炭损失。
煤层注水总结报告煤层注水是一种常用的煤矿采透水治理技术,通过向煤层注入水来改善矿井通风条件,增加水力支护效果,提高采煤工作面的生产能力和综采率。
下面是本次煤层注水工作的总结报告。
本次煤层注水工作是在A煤矿进行的,共注入煤层水量达到了xxxxx立方米。
在注水过程中,我们采用了地面注水井和工作面注水井相结合的方式,通过注入高压水来保持矿山井道的稳定性。
在注水工作的开始阶段,我们首先进行了煤层水文地质勘查,确定了水源的地理位置和水资源的供应能力。
同时,我们还对煤矿井道进行了系统的检测,确保井道无渗漏以及其稳定性能。
这些前期工作为后续的注水操作提供了有力的支持。
在注水的过程中,我们采用了泡沫注浆技术,通过将空气压力传递到注水钻孔中,使其形成高速旋转的涡流,从而打开煤层裂缝,提高了注水的渗透能力。
同时,我们也对注水方式进行了调整,根据不同位置的煤层裂隙特点,采用了不同的注水量和时间控制,以达到最佳注水效果。
在注水工作的结束阶段,我们进行了一系列的监测和评价工作,包括对矿井地面、工作面和注水井的渗流压力、温度等参数进行了测量,并与注水前进行了对比分析。
同时,我们还对注水后的矿井通风和环境进行了评估,确保矿井的安全运营。
通过本次煤层注水工作,我们取得了以下几点成绩:1. 改善了矿井通风条件:注水后,煤层裂隙中的水膜能够形成有效的隔离层,阻止了有害气体的扩散,提高了矿井通风的效果。
2. 提高了采煤工作面的生产能力和综采率:注水后,矿层的稳定性增强,采煤效率得到提升,生产能力和综采率也有所增加。
3. 增加了煤层工作面的安全性:注水改善了煤层的结构,使矿井工作面的支护效果更好,降低了矿井事故发生的风险。
然而,我们也发现了一些问题:1. 注水后煤层变形的情况较为明显,特别是在较湿润的煤层中。
这可能是由于注水过程中水与煤层反应导致的。
2. 部分工作面的采煤效果并不理想,可能与煤层注水的时间和量控制不准确有关。
针对以上问题,我们将进一步加强对煤层的预测和评价工作,在注水前进行更加详细的水文地质勘查,并调整注水方式和量控制,以提高注水效果和采煤效率。
探究煤层注水对治理煤矿井下灾害(粉尘)的重要作用摘要:煤矿井下作业中会产生大量的粉尘,这些粉尘对于井下作业以及工作人员的身体健康都会产生严重影响,在进一步促进煤矿井下作业顺利进行的过程中,应该尽可能地降低粉尘的灾害,对于粉尘灾害进行防治,相关单位必须要加强对于煤矿井下作业产生的粉尘灾害的重视,提高粉尘灾害防治的关注,加强粉尘灾害防治的力度,尽可能地降低粉尘灾害对于生产以及员工的影响。
关键词:煤层注水;防治措施;粉尘灾害1.煤矿井下粉尘灾害的危害1.1引发尘肺病根据分析可以发现,煤矿井下相关工作人员长期接触到粉尘,由于人体的皮肤过于潮湿,在接触的时候会对于人体的皮肤进行刺激,最终导致出现皮肤发炎。
另外,长期接触到粉尘,在呼吸的过程中,所呼吸到的空气当中均含有大量的粉尘,这些粉尘进入到呼吸道当中,会遗留在肺中,最终出现一种慢性职业疾病。
在对于该疾病进行具体分析的过程当中发现,根据煤矿井下作业产生的粉尘的类型不同,所导致的尘肺病的情况也不同。
矽肺病:导致这种疾病产生的主要原因是呼吸道的粉尘当中含有大量的游离二氧化硅,游离二氧化硅主要存在于矿山当中,因此它是矿山区作业的工作人员常出现的一种职业病,这种游离二氧化硅在出现砂酸之后,还可能会导致肺部的物理化学反应,最终导致矽肺病。
煤矽肺病:导致这种疾病产生的主要原因是呼吸道的粉尘当中含有大量的煤尘以及游离二氧化硅。
出现这种疾病的员工大多数是混合工种。
煤肺病:导致这种疾病产生的主要原因是呼吸道的粉尘当中还有大量的煤尘,进行挖掘工作的工作人员可能会出现这种疾病。
1.2导致粉尘爆炸在一些情况下,煤矿井下粉尘还会出现爆炸的危险。
根据分析可以发现,煤矿井下粉尘爆炸会导致人员伤亡、设备损坏、井巷破坏,除此之外,还会释放大量的有毒有害气体,会对于相关工作人员产生严重的危害。
根据分析可以发现,在下面三个条件同时具备的情况下,会造成粉尘爆炸。
首先,粉尘必须是具有爆炸危险性的。
煤层注水安全技术措施煤层注水是一种常见的煤矿采矿工艺,以增加煤层内水分压力,减少煤岩变形和煤尘产生,提高瓦斯抽采效果。
然而,煤层注水过程中存在一定的安全风险,需要采取一系列的技术措施来确保安全生产。
本文将介绍煤层注水的目的、风险以及相应的安全技术措施。
一、煤层注水的目的煤层注水的主要目的是为了实现以下几个方面的效果:1. 减少煤层变形:煤层注水能够增加煤层内的水分压力,减少煤岩变形,从而保持矿井的稳定性,减少煤层顶板的下沉和煤柱的挤压,防止矿井地表沉陷。
2. 控制煤矿瓦斯:煤层注水可以减少煤岩的开裂和破碎,降低煤尘和瓦斯的释放量,改善矿井内环境,提高瓦斯抽采效果,减少瓦斯爆炸的风险。
3. 提高采煤效率:煤层注水可以增加煤层内的水分含量,降低煤的黏结度,减少煤岩的剪切强度,提高采煤效率,减少采煤过程中的能耗。
二、煤层注水的安全风险煤层注水过程中存在一些潜在的安全风险,包括:1. 溢水事故:煤层注水过程中,如果注水管道破裂或连接不牢固,会导致水突猛涌,造成溢水事故,影响矿井的正常生产。
2. 瓦斯抽采难度增加:煤层注水后,瓦斯的抽采难度会增加,需要增加瓦斯抽采设备和措施,以确保矿井的安全。
3. 地质灾害:煤层注水会改变煤层内部的应力分布,容易引发煤层爆裂、冒顶、冒水等地质灾害。
三、煤层注水的安全技术措施为了确保煤层注水的安全性,需要采取以下技术措施:1. 注水管道的选材与施工:注水管道应选用耐压、耐腐蚀的材料,且要进行专业的施工,确保管道的连接牢固,避免漏水事故的发生。
2. 注水管道的监测与维护:煤层注水过程中,要定期对注水管道进行监测与维护,及时发现和处理管道的问题,避免漏水事故或其他安全隐患。
3. 瓦斯抽采设备的更新与升级:煤层注水后,瓦斯抽采难度增加,需要增加瓦斯抽采设备的投入,更新矿井的瓦斯抽采系统,提高瓦斯抽采的效率和安全性。
4. 煤层注水与地质灾害的综合防治:在煤层注水过程中,要加强地质灾害的监测与预警,及时采取相应的防治措施,确保矿井的安全稳定运行。
综放工作面煤层注水实践及效果分析王志忠(山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司)摘 要:介绍了唐安煤矿通风队在综放工作面实施煤层注水的过程,摸索总结了煤层注水抑制瓦斯涌出的工作经验,为综放工作面在生产过程中奠定了良好的基础。
关键词:综放工作面;煤层注水实践;抑制瓦斯0前言由于煤矿井下的特殊地质条件,煤层注水是对综放工作面抑制瓦斯涌出和降尘的重要措施之一,综放工作面回采前在回风顺槽煤层中按设计要求打若干煤层注水钻孔,通过钻孔注入压力水,依靠压力水在煤体裂隙中的渗透、压差和分子扩散运动,使注入煤层中的水沿着煤的裂隙渗透并储存于裂隙与空隙之中,使煤体预先湿润,增加煤体的水分,达到抑制瓦斯涌出和在综放工作面生产过程中减少粉尘浮游的目的。
1概述1.1工作面概述3410工作面位于唐安煤矿井田北中部的四盘区,该工作面的东西两侧均为实体煤,工作面长度175m,推进长度800m。
工作面整体为一单斜构造,倾角0°~5°,大致呈南北走向,东高西低。
进风顺槽和回风顺槽沿煤层底板布置,断面为宽*高=4000mm*2800 mm 的矩形断面;顶层排瓦斯巷沿煤层顶板布置,断面为宽*高=3000mm*2400 mm的矩形断面,三条巷道均采用锚网支护;工作面采用综采放顶煤回采工艺,煤层平均厚度 5.8m,工作面下部割煤高度2.7m,放顶煤厚度3.1m。
1.2煤层注水孔布置及注水孔参数由于综放工作面进风顺槽已提前安装皮带,受条件限制只能采用在回风顺槽单侧布孔动压注水方式。
注水孔高度距巷底1.3~1.6m,孔径65mm,孔深70~90m,注水孔水平间距20m,在回风顺槽布置注水孔49个。
1.3封孔工艺煤层注水的效果很大程度上取决于封孔方法及封孔质量。
为有效的杜绝注水孔漏水,我矿使用ZF-B45封孔器进行封孔,其工作原理为:利用注水压力自然膨胀封堵注水孔孔口后开始注水,封孔深度为8~10m。
1.4注水参数及技术要求注水孔钻孔直径65mm,封孔段长度10m,注水管直径48mm,注水管长度3m,注水管材料为高压胶管或耐压的高强度塑料管。
综采工作面煤层注水技术安全措施引言在煤矿采煤过程中,为了提高煤层回收率和保障矿工安全,采用注水技术进行润湿处理已成为一种有效的方法。
同时,注水对于控制煤尘、防治火灾等方面也有着重要作用。
然而,在注水过程中,安全风险也随之增加,需要采取一系列安全措施,确保生产的顺利进行。
综采工作面煤层注水技术原理注水技术是将清水或其他液体注入煤层,通过润湿处理减小煤与空气间的摩擦阻力,使煤体易于剥离。
同时,注水还能减轻煤层应力和固结破裂,并形成结构性支护。
注水的同时,还可以减少煤尘和提高矿井环境。
综采工作面煤层注水技术需要依靠高压喷水系统进行,喷水管道与煤层之间有特殊架设,注水过程中要考虑水流速度、注水深度、注水量和注水时间等因素。
注水系统要及时维护,确保正常运行。
综采工作面煤层注水安全措施安全防范注水作业中存在一定的安全风险,如运输过程中的泄漏,注水管道损坏,喷水顶板上落等。
因此,必须制定安全预防措施,防止液压系统发生事故。
喷水管道安全防护喷水管道易受煤岩变形物和不同积水压力的影响,产生断裂、折弯、堵塞等现象。
管道应采用强度较高的材料制作,安装时应保护好,管径选择要合适。
注水量控制注水量和时间的掌握非常重要,应该从煤层的物理和地质特征出发,按照煤层的性质选择合适的注水量和注水时间。
同时,还有必要安排专业人员负责测量注水量,确保注水量正常,不会出现过多或者过少的情况。
喷水顶板管理喷水顶板直接关系到煤层掘进的安全和利用率。
在综采工作面煤层注水过程中,要加强喷水顶板管控,从喷水量、水流量、顶板状态等多个方面进行全面检查,及时发现问题并采取措施予以解决。
消防设施注水作业中,往往存在一定的火灾风险,为了保障矿工安全,需要设置防火设施,如一些消防设施,如灭火器、自动防火灭火系统等,确保在遇到突发情况的时候,能够及时有效地进行应对。
总结综采工作面煤层注水技术的出现,为煤矿采煤作业带来了全新的变革,不仅大幅提高了煤炭回收效率,也更好地保障了矿工安全。
运用煤层注水技术在煤巷掘进施工中的防突摘要:本文分析介绍了煤层注水的方案设计、煤层注水对前方煤体卸压区的影响、煤层注水对突出指标K1和△h2的影响,以及煤层注水试验效果及体会。
通过分析可知,对煤层实施高压注水,可以有效减少和释放煤体前方的瓦斯压力,起到有效防突的作用。
关键词:煤巷掘进;煤层注水;防止煤与瓦斯突出引言:煤矿随着产量的增加和开采深度的不断加深,瓦斯突出问题也越来越严重,安全生产管理也愈加困难。
瓦斯灾害问题尤为明显。
为此,煤层注水防治煤与瓦斯突出的工程也就引起了人们的关注。
由于煤是富含大量孔隙裂隙的多孔介质,如果预先在煤层中打很多钻孔,注入压力水。
让水渗入到煤体内部,增加煤体水分,就能改变煤体力学性能与煤体瓦斯释放的特性,进而就降低了煤与瓦斯突出的危险性。
主采煤层瓦斯涌出量一般都比较大,特别是煤巷上山掘进,最容易发生小型突出和瓦斯诱发的其它隐形事故。
为了能有效地解决此安全隐患问题,就必须采取了一系列措施进行综合治理,以最大限度地降低和减少了这些危害,确保煤矿安全生产秩序的持续进行。
1.煤层注水的方案设计1.1煤层注水钻孔布置。
钻孔布置时,可在掘进面迎头布置3个孔径Φ42mm 的注水钻孔。
其中迎头前方煤壁上靠右侧布置长度7m的水平煤孔作为注水孔,再用注水泵以最小理论注水压力进行注水。
注水完(以煤壁渗水为标志),再在注水孔周围依次打2个孔号为1#、2#观察孔。
位于注水孔左侧同一煤层层位以不同的距离间隔布置,深度均为5m即可(钻孔布置见图1所示)。
1.2煤层注水管理。
在注水试验时,其封孔器可采用水力自动封孔煤层注水器。
封孔长度为1m,可采用精密流量计、压力表进行流量和压力测定。
封孔管采用高压胶管,连接于静压水管上。
1.3煤层注水工艺。
①注水方法。
将注水需要的管线等器具连接好,检查无误后方可注水。
对每个孔每次的注水时间不少于1h,注水完一次后,再依次向其它孔注水,间隔5~8次重复进行注水。
②湿润观察。
综采工作面煤层注水安全技术措施煤矿是我国能源行业的重要组成部分,而煤层注水技术是煤矿开采的一种重要方式,可以有效降低地压、提高采煤率、改善工作面环境等,但在实际操作中,煤层注水也存在一定的风险,需采取一定的技术措施来保证其安全性。
煤层注水的概述煤层注水是利用水的自重和渗透性质,将水贯注进煤层中,使煤层中的煤与水发生相互作用而达到一定目的的一种技术。
在煤层注水过程中,水会逐渐井下渗透,使煤体软化和松散化,从而可以降低采煤难度、提高采煤率、改善工作面环境并降低井下地压等。
煤层注水操作中的安全措施在煤层注水操作中,为了保证安全,需要针对注水前、注水时和注水后三个阶段,采取相应的技术措施。
注水前的安全措施在进行注水操作前,需要先对煤体进行勘查和评估,分析煤层、岩层性质、水文地质条件、工作面地质构造和井巷系统等情况,并选用符合煤田条件和煤层特点的注水工艺和方法。
此外,也需要在井下制定相应的安全措施,如预防突水、检修机械设备和保障通风等。
注水时的安全措施在注水时,需要对以下几个方面进行安全措施:•监测注水压力:在注水过程中,需要对注水压力进行监测,以避免因注水压力过大而引起的水泵、水管和井筒等安全事故;•防止井水波动:注水时会产生一定的井水波动和水位变化,需要采取相应的措施来稳定井水,以避免突水事故;•处理地下水源:在进行注水时,需要根据实际情况对地下水源进行处理,以防止因地下水携带杂质等因素而引起的注水事故。
注水后的安全措施在注水后,需要对煤层的效果进行监测,及时调整注水量和注水方式,保证注水效果的最大化。
此外,也需要注重对煤层的安全监测,定期对煤层进行稳定性、煤岩突出等情况的监测,及时发现煤层变化,防止煤层突出等事故的发生。
总结综采工作面煤层注水是提高采煤率、改善工作面环境并降低井下地压的一种重要技术,但在实际操作中也存在一定的风险。
为了保证煤层注水的安全,需要在注水前、注水时和注水后都采取相应的技术措施,并严格按照煤田条件和煤层特点选用注水工艺和方法,这样才能确保注水操作的安全性和有效性。
煤层注水在煤矿安全中的应用及效果浅析
1煤层注水及方法
煤层注水是在回采前预先在煤层打若干钻孔,通过钻孔注入压力水,
使其渗入煤体内部,破坏煤体内原有的煤-瓦斯两相体系的平衡,形
成煤-瓦斯-水三相体系,体系内各个介质相互作用,使煤的物理化
学性质、力学性质及热力学性质发生变化。
煤层注水按钻孔深度分深孔注水和浅孔注水。深孔注水是在回采工作
面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔,孔深一般为工
作面斜长的2/3,孔径75~100mm。用水泥浆或橡胶封孔器封孔后,
即可开始注水。与浅孔注水相比,深孔注水成本较高,打钻较困难,
只适用于中厚与厚煤层。优点是预湿范围大,能充分湿润,而且不影
响采煤工作。但在有些矿区,由于煤层没有受到破坏,注水较困难,
注水量小。
2煤层注水在煤矿安全中的作用机理及效果
2.1防尘
煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施。水的除尘机理包括以下3
个方面:
(1)湿润煤体内的原生煤尘,使其失去飞扬的能力;
(2)有效地包裹煤体的每个细小部分,当煤体在开采中破碎时,避免
细粒煤尘的飞扬;
(3)水的湿润作用使煤体塑性增强,脆性减弱。当煤体受外力作用时,
许多脆性破碎变为塑性形变,因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可
能性,降低了煤尘的产生量。
新汶孙村矿和本溪彩屯矿实施煤层注水后,除尘率分别达到73%和
79%。表1是“三软”综放工作面通过实施煤层注水及其他防尘措施后的
降尘率。
表1“三软”综放工作面降尘率
位置采煤机司机移架司机放煤司机回风巷全尘/%69.144.284.169.4呼
吸性粉尘/%42.341.266.945.3
2.2预防煤与瓦斯突出
研究和试验考察表明,注水湿润煤体,可使煤的力学性质发生明显变
化,煤的弹性和强度减小,塑性增大,从而使巷道前方的压力分布发
生变化,即高压力向煤体深部转移,压力集中系数减小。煤体湿润后,
其透气性也将成百上千倍的降低,水对瓦斯的运动起到明显的阻碍效
应,煤中瓦斯涌出量和涌出速度都在大幅度下降。上述的各种变化,
都表明注水湿润煤体,可以消除或降低煤层的突出危险。在阳泉矿区3
号煤层两对突出矿井的6个具有突出危险性的综采工作面使用浅孔煤
壁注水后,瓦斯突出和喷出次数与采用前相比,减少了72.2%,平均
突出强度也降低了36.5%。
2.3减小工作面回风流中的瓦斯浓度
煤层注水对治理瓦斯的作用,不仅表现在预防煤与瓦斯突出,而且也
表现在减小工作面生产时回风流中瓦斯浓度,其原因有2个。
(1)湿润煤体中的水分对瓦斯的运动起阻碍作用,使一部分瓦斯在煤
体破坏后不涌入采掘空间而是随煤体被运出工作面。
(2)打孔破坏了煤体内原有的煤-瓦斯体系的平衡,注水前后则形成
了新的煤-瓦斯-水三相体系,体系的这些变化都会导致瓦斯的涌出。
郑州煤炭工业集团公司裴沟煤矿的25031工作面在浅孔注水工作中,
注水前干孔孔口瓦斯浓度可达2%以上,注水后的湿孔孔口瓦斯浓度则
可超过4%。该工作面注水之后生产过程中瓦斯超限次数明显减少。安
徽恒源煤电股份有限公司625采煤工作面进行煤壁注水以后,瓦斯绝
对涌出量降低幅度在29.4%~33.3%之间。阳泉3号煤层在煤壁实施浅
孔注水后,采煤班作业时瓦斯涌出量平均降低了25.07%。
2.4防治冲击地压
煤层注水防治冲击地压的机理是:高压注水改变了煤体的裂隙结构,
使煤体脆性减弱,塑性增强。促使煤壁前方塑性变形区(卸压带)加
宽,使集中压力区(弹塑性变形区)向煤壁深处移动并加宽,减弱了
压力集中程度,缓和了煤体压力潜能的积聚,从而预防冲击地压的发
生或使其强度减弱。抚顺胜利矿采用煤层注水防治冲击地压,收到较
好效果。其对比情况见表2。
表2抚顺胜利矿预防冲击地压效果
工作面类别最大压力位置/m压力集中系数增压边界与煤壁距离/m干
工作面工作面前方52.5湿工作面工作面前方101.410~20
2.5防火与降温
分层法开采厚或特厚易燃煤层时,在放顶后,向采空区注水,或在放
顶前用水遍洒放顶步距条带,能起到防火作用。因为注水后煤体的导
热系数和热容量增大,使煤体的温度不易升高,如果顶板为泥质岩石,
则此法效果更佳,注水(或洒水)后,冒落的矸石湿润,膨胀成再生
顶板,覆盖浮煤,减少漏风,从而抑制了采空区的浮煤氧化。陕西崔
家沟矿和徐州大黄山矿采用此法防火均取得了良好效果。温度较低的
冷水注入煤体后,由于水有较大的比热容和汽化潜热,对高温工作面
的降温也是有利的。
3提高煤层注水效果的措施
对一定的煤层条件和注水设备,可在注水工艺上采取措施以增大煤层
注水量,提高注水速度(注流量),使注水效果更佳。
3.1间歇注水
煤层注水时,压力水快速流入煤体裂隙,裂隙表面往往为气泡所覆盖,
因而可能阻碍水的湿润作用。而当采用间歇反复注水时,则可消除这
一缺点。另外,注水后煤体内产生的裂隙是可变的,第一次注水时泄
露的地点在第二次注水时不一定继续泄水,所以间歇注水能增大注水
量。
3.2孔内震动爆破提高透水性
在注水孔内装药进行注水前的震动爆破,可以有效地提高注水速度。
石炭井矿务局在透水性较差的煤层中,采用孔内震动爆破方法提高了
注水流量。其方法是在钻孔中盛满水,将矿用安全炸药(4~5卷)置
于防水套中做成爆破筒送入钻孔内,爆破筒中放置2个起爆雷管引爆,
在孔口敞开的情况下进行水封爆破,爆破结束后,即封孔注水。孔内
爆破的作用是利用爆破产生的高压作为注水的初始压力,打开裂隙,
同时在爆破震动下,使煤体得到松动,为正常注水创造条件。表3是
石岩井矿务局二、三矿孔内震动爆破的结果。
表3石炭井矿务局孔内震动爆破结果
矿别及层别工作
面名称孔深/m爆破
次数注水流量
/l·h-1二矿5层煤2521上401
210~20
10~20500
800三矿5层煤3512上23~31142196三矿9层煤391421~23167162
3.3使用湿润剂
煤的湿润边界角在60°~80°之间,不能与清水很好地湿润,为了提高
煤层注水的效果,可在水中加入湿润剂,以提高湿润速度和范围。如
阳泉一矿在注入煤层的水中加入0.5%浓度的洗衣粉,使注水速度提高
了24%。目前,我国各注水矿井使用湿润剂的还不多,对湿润剂的种
类,效果及开发还需要研究和探讨。