50102工作面煤层注水防尘措施解读

采煤工作面煤层注水在防尘和降低瓦斯方面的应用探讨摘要：随着采煤工作的不断发展，采煤过程中的相关技术应用问题日渐受到重视。

煤层注水的应用对采煤工作面的安全生产有着重要意义，对降低工作面瓦斯涌出量和降低粉尘浓度，提高煤矿生产的安全保障和改善职工的工作条件等方面发挥了重要作用。

本文通过对煤层注水的参数设计和效果检验，探讨了煤层注水的效果，并对煤层注水的机理等问题进行了简单分拆。

关键词：静压注水；瓦斯；降尘1 概述根据淮南矿业集团的有关规定，回采工作面应当对煤层应进行可注性测试，对于可注水煤层开采过程中必须进行煤层注水。

注水效果应以影响区域内煤层的含水率增量不低于1.5%确定。

因此张集煤矿对1152（3）工作面回采时采用工作面浅孔注水的措施，以提高降尘效果和降低瓦斯涌出量。

2 工作面概况1152(3)工作面标高为-427.5～-494.9m，煤层编号13-1煤，黑色，以块状为主，局部上部为粉末状、鳞片状，弱玻璃光泽。

煤岩成分以亮煤为主，次为暗煤夹镜煤条带，属半暗～半亮型。

13-1煤层稳定，局部受构造影响，煤层变薄、变软，煤层厚度为3.0～5.2m，平均4.2m。

1152（3）工作面总体形态为单斜构造，煤层的总体形态西高东低。

煤(岩)层产状: 倾向50～90°，倾角3～7°,平均5°。

根据巷道实际揭露、钻孔成果资料及三维地震资料分析：工作面内及其附近共发育断层7条，面内共发育断层5条，均为正断层，断层落差均小于1/2煤厚，此外，工作面进行了坑透解释了异常区3个。

采用综合机械化设备，一次采全高，全部垮落法管理顶板。

支架型号：ZZG13000/21/42D ，采煤机型号：MGTY750/1775-WD，运输机型号：SGZ-1000/1710。

3 煤层注水设计3.1 工作面煤层注水（浅孔注水）3.1.1 工作面煤层注水有管网静压注水和专用泵加压注水两种主要方式。

其中管网静压注水是通过地面或者水池，借助固定供水管网向钻孔注水，而专用泵加压注水则是通过注水专用泵向各钻孔，本工作面选用管网静压注水方式。

50101、80101工作面煤层注水设计及安全技术措施一、煤层注水设计概况煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。

通过煤尘注水一般除尘率可达60%～80%，煤尘注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。

煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中，使煤层得到预先湿润，增加煤体的水分，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。

设计在50101面两顺槽、80101工作面回风顺槽工作对工作面煤层内进行采前预注水设计依据1、煤的水分、孔隙率、透水性、饱和含水率、裂隙、节理、层理、破碎、硬度等3、煤层的厚度、倾角、稳定性、构造、结构以及夹石的岩性、厚度、结核伴生情况、煤尘爆炸指数。

4、井田开拓方式，采区巷道布置及采煤方法，采煤、掘进装备，回采工作面月进度、月产量、通风方式、进回风巷支护方式及断面尺寸。

5、井下消防洒水(给水)系统。

根据《煤矿安全规程》第154条的规定：采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。

二、煤层可注性分析将压力水注入煤层裂隙和孔隙之中湿润煤体，使其强度和脆性减弱、塑性增加，开采时就能减少煤尘的粉尘量。

同时，存在于煤体孔隙和裂隙内的水，在开采过程中，还可以使5μm以下的煤尘结团为较大的尘粒而失去悬浮能力，从而减少浮尘的发生量。

5号煤层厚度0.8-2.2m，平均1.5m，含0-2层夹矸，夹矸厚度0.06-0.20m，岩性为泥岩、炭质泥岩，煤层结构简单。

裂隙较发育，含水率低，透水性较好，易于注水。

8号煤层厚度1.8-3.2m，平均2.8m，含1层黄铁矿，厚度为0.01-0.05m，煤层结构简单，裂隙较发育，含水率低，易透水，注水性好。

三、煤层注水参数确定1、注水系统根据5、8号煤层采区巷道布置和采煤方法，结合煤层赋存特征，回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺和静压注水工艺，设计中选用较先进的深孔煤层采前注水方式。

用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来。

综采工作面煤层注水安全技术措施摘要随着煤炭资源的逐渐减少和采煤深度的加深，国内煤炭企业越来越多地采用注水来减小煤尘、降低瓦斯含量等。

但是，注水也带来了一系列的安全隐患，如地面涌水、地质灾害等。

因此，为保障煤炭生产安全，必须采取一系列技术措施。

煤层注水的原因及作用煤层注水是在采煤过程中，将地表水通过钻孔或洞口注入煤层的一种技术手段。

注水的主要原因是： - 降低煤尘爆炸危险性 - 减少瓦斯含量 - 降低煤岩层结构力学参数，减小地压力 - 提高采出率煤层注水的安全隐患但是，煤层注水也带来了诸多安全隐患，如： - 地面涌水 - 相邻煤层采动受到影响 - 煤岩层收缩、开裂导致地质灾害 - 注水造成的气温变化引起爆炸和火灾煤层注水的安全技术措施为保障煤炭生产安全，必须采取一系列技术措施，如： ### 1.注水前勘察工作在煤层注水前，必须进行全面的地质勘察，包括煤层、围岩、天然裂隙、断层等。

并对施工地点的地下水、地表水进行调查，了解天然水文地质条件。

### 2. 注水方案设计注水方案根据地质勘察和施工环境等因素制定，重点考虑以下三方面： - 注水量：合理控制注水量，防止注入过多水分导致岩层收缩、开裂等灾害。

- 注水时间：注水时间应控制在合理范围内，避免过多的受力和水压增大。

-注水位置：注水井的设置要与煤层接触面平行，并尽可能在采煤工作面的前方摆放。

3. 注水施工技术（1）注水孔的确定和布置：根据地质勘探结果确定注水孔的位置，合理设置注水点有利于保证均匀性和稳定性，通常在采出煤的前方100m左右。

（2）注水井的施工：在煤层注水中，注水井的规划和修建对整个过程至关重要。

注水井的钻设过程可采用体液压注水载重钻机或者采用钻拼接长孔。

注水井的防堵工作和井深、井径的选择等，也是注水过程中重要的安全技术措施。

（3）注水压力的控制：注水压力控制是注水过程中比较重要的一环。

注水时，必须根据地下水位、有关地质因素等，制定合理的注水方案和水压参数。

1.煤层注水煤层注水能较大幅度地减少采煤工作面粉尘产生量，是国内外广泛采用的最积极、最有效的防尘措施。

1.1 煤层注水的实质煤层注水是回采工作面最重要的防尘措施之一，在回采之前预先在煤层个打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程中煤尘的产尘量。

煤层注水的减尘作用主要体现在以下3个方面：(1)煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除这一尘源。

(2)水进入煤体内部，并使之均勾湿润。

当煤体在开采中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。

(3)水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力学性质．当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产生量。

注水后的煤层，在回采及整个生产流程中都具有连续的防尘作用，而其他防尘措施则多为局部的。

采煤工作面产量占全矿井煤炭总产量的90％，因此煤层注水对减少煤尘的产生，防止煤尘爆炸，有着极其重要的意义。

1.2 煤层注水的方式及优缺点注水方式是指钻孔的位置、长度和方向。

按国内外注水状况．有短孔注水、深孔注水、长孔注水和巷道钻孔注水4种方式。

1.短孔注水短孔注水是在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水孔长度一般为2—3.5m，如图2-1所示。

图1-1 短孔注水方式示意图a—垂直煤壁钻孔b—斜交煤壁钻孔短孔注水的优点：对地质条件适应性强；注水设备、工艺、技术均较简单。

短孔注水的缺点：钻孔数量大而湿润范围小；封孔频繁而不易严密，易跑水；注水与采煤面其他工序相互干扰。

2．深孔注水深孔注水是从回采工作面垂直煤壁打钻孔注水，孔长一般5—25m，如图2-2所示。

图1-2 深孔注水方式示意图深孔注水的优点：①不仅具有短孔注水的很多优点；②而且更能适应围岩的吸水膨胀性质；③较短孔注水的钻孔数量少，湿润范围大而均匀。

煤层注水防尘措施
煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使水均匀地分布在煤体的无数细微裂隙和孔隙内达到预先湿润的目的，从而减少开采过程的煤尘生成量。

这是回采工作面积极有效的防尘措施，降尘率一般在60 ％～90 ％。

按照注水钻孔的形式，可分为长孔、短孔和深孔三种。

长孔一般平行于走向长壁工作面，由风巷或机巷沿煤层打俯斜或仰斜孔，孔深一般是工作面斜长的1／3 ～2／3 ，钻孔走向间距在10 ～20 米。

短孔和深孔都垂直于工作面布置。

短孔孔深2 米左右，注一次水可供采一个循环。

深孔孔深10 米左右，注一次水可采一周。

我国大多数矿井都采用长孔注水，它的优点是采煤和注水作业互不干扰，注水时间可按需要加长，一次湿润范围大而均匀。

按照注水方式又可分为静压注水和动压注水。

静压注水是利用地面水池到井下用水地点所具有的静水压力，通过矿井防尘管网直接将水压入注水孔。

它的优点是不需注水专用泵，工艺操作简单，可长时间低流量连续注水，最终取得湿润均匀的良好防尘效果。

静压注水的压力一般均低于2 兆帕。

在透水性较差的煤层中注水需要较高的注水压力，可根据需要选择各类注水专用泵进行动压注水，注水压力可在2 ～15 兆帕之间。

在中厚煤层吨煤注水量0．015 ～0．03 立方米，厚煤层为0．025～0．04 立方米，注水后煤层水分可增加1 ％～3 ％。

煤层注水防尘措施
煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本，最有效的措施。

煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使水均匀地分布在煤体的无数细微裂隙内达到预先湿润的目的，从而减少开采过程中煤尘生成量。

这是回采工作面积极有效的防尘措施。

通过煤层注水一般除尘率可达60%——80%，可将总粉尘浓度减少75%——85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。

根据《煤矿安全规程》要求和本矿井煤层开采的实际情况，本矿煤层开采需要煤层注水。

根据巷道和采煤方法，结合煤层赋存特征，回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺，选用较先进的深孔煤层采前注水方式。

采用单向钻孔布置，即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长孔注水，钻孔沿煤层均匀布置，钻孔布置在巷道中距底板1.4m左右，钻孔直径65mm，钻孔长度50m，钻孔间距20m，钻孔角度与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内，封孔深度为2——10m，封孔方式选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB-II型水泥砂浆泵封孔，流量0.5m3/h，压力1.0MPa，按照注水方式又可分为静压注水和动压注水，根据本矿煤层注水钻孔较大，注水压力较大，选用动压注水方式，煤体注水后，煤体水分可达到4%左右，最终取得湿润均匀的良好防尘效果。

煤层注水防尘措施
赤峰宝山能源（集团）铁东煤业有限责任公司。

工作面静压注水安全技术措施
工作面静压注水是一种常见的煤矿通风抗灾安全措施，其主要
目的是通过注水来降低工作面煤尘爆炸和火灾的风险。

在实际施工中，必须重视工作面静压注水的安全问题，并采取相应的技术措施。

下面将从选择注水方式、加强安全管理、实施灾害应对等方面对工
作面静压注水的安全技术措施进行详细说明。

一、选择注水方式
在进行工作面静压注水时，应根据实际情况选择合适的注水方式，并严格按照规程操作，确保注水效果与安全目标。

常见的注水
方式有：顶板注水、地板注水、两侧注水等。

其中，顶板注水是最
为常用的注水方式，其注水效果显著，可以有效降低煤尘爆炸和火
灾的风险。

但需要注意的是，顶板注水过多或者过快会导致顶板破
坏和事故发生，因此，在注水量和速度上需要掌握好度。

二、加强安全管理
工作面静压注水是一项涉及人员、设备和资源的复杂施工工序，因此，必须加强安全管理，确保施工环境稳定和施工人员安全。

具
体措施如下：
1. 加强安全教育。

施工前，应对工作人员进行安全技术培训，
并详细介绍注水方案、操作规程、应急预案等相关内容，使其达到
掌握注水技术的水平。

1。

5102综采工作面煤层注水设计及安全技术措施5102综采工作面,工作面长度为150M,顺槽长为1380M,煤层厚度为4.07M,属自然煤层,煤尘具有爆炸性.煤层厚度为3.49-4.97M,平均4.06M,为增加煤体湿润,减少煤尘飞扬,创造良好作业环境,确保矿井安全生产和员工地身体健康,特制定煤层注水设计.（一）煤层注水煤尘注水是减少采煤工作面粉尘产生地最根本、最有效地措施.通过煤尘注水一般除尘率可达60%～80%,煤尘注水实施较好地工作面,可以将总粉尘浓度减少75%～85%,呼吸性粉尘浓度减少65%以上.煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中,使煤层得到预先湿润,增加煤体地水分,减少采煤时粉尘产生地一种技术措施.1.注水方式根据采区巷道布置和采煤方法,结合煤层赋存特征,回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺,选用较先进地深孔煤层采前注水方式.采用单向钻孔布置,即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水,钻孔沿煤层均匀布置,钻孔口布置在巷道中距底板1m左右处.2.注水参数地确定1）钻孔直径：开孔直径115mm,终孔直径87mm.2）钻孔长度：根据煤层节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力.3）钻孔间距：钻孔间距根据煤层地湿润半径计算,确定为20m.4）钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层角度基本一致,使钻孔始终保持在煤层内.生产中根据煤层节理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔,以使节理面尽量与钻孔垂直.5）封孔深度：封孔深度一般通过实验和生产实践确定,为2.5～10m..6）封孔方式：封孔方式分为水泥封孔或封孔器封孔两种.3.注水系统地选择注水系统分为静压注水系统和动压注水系统,选用动压注水系统.煤体注水后,煤体水分应达到4%左右,注水效果和注水时间以实际注水效果衡量,通过快速水分测定仪进行测试.注水工作超前工作面回采1个月完成.4.注水地压力、速度、单孔注水量、时间地确定1）注水压力该矿煤层注水采用动压注水.注水参数应考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素,由注水泵站调整煤层注水压力.2）单孔注水量a．单向钻孔注水时孔长地计算L=L1－M式中:L——钻孔长度,m；L1——工作面长度,150m；M——与煤层透水性和钻孔方向有关地参数,20m.L=L1－M=150－20=130mb．钻孔间距钻孔间距可根据煤层湿润半径计算,按经验取20m.c．钻孔注水量按下式计算：Q=BLMγ(W1－W2)K式中：Q——一个钻孔注水量,m3；B——孔间距20m；L——工作面长度150m；M——煤层厚度,4.06m；γ——煤容重1.40t/m3；W1——注水后要求达到地水分取4%；W2——煤层原有水分,0.29%～0.74%,平均0.51%；；K——考虑围岩吸收水分,水地漏失和注水不均匀系数,取1.5. Q=20×150×4.06×1.40×(4%-0.51%)×1.5=892.7m33）矿井日注水量矿井日注水量按下式计算：Q日=K1G(W1-W2)式中：Q日——矿井日注水量m3；K1——注水系数,取1.5；G——矿井计划注水回采工作面日产量3636t/d.Q日=1.5×3636×(4%-0.51%)=190.34m34）注水流量(或注水速度)与注水时间单孔注水流量按4.5m3/h考虑,注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止,注水煤体全面湿润地标志为湿润范围内煤壁出现均匀地“出汗”渗水,注水时间通常为4.7d.5）注水设备及仪器煤层注水钻机：MYZ-150型,2台煤层注水泵:7BG4.5/16,2台等量分流器：DF-3型,10个夹布压力胶管(与泵配套):40m高压钢丝编织胶管(与泵配套)200m弹簧式压力表:8个高压闸阀：J13H-160III,10个快速接头：K型,40个安全阀：2个封孔器：YPA-120型,10个高压注水表：DC-4.5/200型,4个内螺纹升降止回阀：H41H-160 型,2个钢制三通：10个叶轮湿式水表：2个便携式快速水分测定仪：WM-A型,2个5.煤层注水水源煤层注水水源取自井下消防洒水系统,从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站,将水注入1辆移动储水箱内,储水箱容积为2m3,由注水泵从移动储水箱吸入加压向煤层注水.（二)组织措施1、成立煤体注水领导组：组长：康侯应副组长：田小兵高泽明成员：钻机组成员注水成员（1）注水组组长：高奴主要负责注水工程地运料几施工和日常管理工作.（2）打孔组组长：宋艳福：主要负责注水钻孔地施工和封孔工作.（3)注水参数测定：刘建平主要负责注水量地收集.（三)安全措施1、打钻、注水期间,迎头必须悬挂便携仪.2、注水前,迎头煤壁应及时挂上防片网,以防注水时冒顶、片帮伤人或造成瓦斯超限.3、在迎头打注水孔前,应加强迎头顶板管理,首先严格执行敲帮问顶制度,除掉净顶、帮部活矸危岩,对于除不掉地,必须采用戴帽点柱和防片网进行加强支护；迎头高度控制在2.0～2.5m,浮煤应摊平,后路要畅通.4、打钻时,应安排专人位于安全地点观察顶板、煤壁情况,发现异常立即停止作业,撤出人员.5、打钻人员,注意力集中,衣服裹在腰带里,袖口、毛巾扎好.6、每循环进尺前,先施工一个注水孔,若无异常情况,再施工另一个注水孔.7、打钻人员要持钻有力,一是防止钻杆晃动过大,形成扁型孔,封空时不能封实；二是保证成孔质量,防止扩孔过大,封孔器不起作用.8、封孔时,一人操作,一人负责开关水管及观察顶板和煤壁,若发现异常,应立即停止注水.9、封孔器需全部塞入孔内,操作时,不要用力过猛,以免损坏封孔器,封孔器必须连接截止阀,只有封孔器卸压后,方能抽出,卸压时,卸压水口严禁对准人员.10、注水前,操作人员应把封孔器送入钻孔,并把钻孔封闭密实,否则严禁注水.11、注水前,迎头打两个液压单体点柱,单体初撑力为50KN,单体上端头用10＃铁丝在顶板固定牢,将注水管用10＃铁丝固定点柱上,以防封孔器窜出伤人.12、注水时,如有瓦斯涌出时,必须及时停止注水,探查前方10m及左右两帮3～5m以内地质情况,在过地质构造带时,必须施工超前钻孔探查煤体深部瓦斯及水等情况.13、注水时,若发生片帮、冒顶时,应立即停止注水.14、注水时,液压泵距离迎头不得超过50m,液压泵压力表不得超过10MPa,实行双孔同时注水,流量应由小到大,逐渐增加,注水人员严禁正对注水孔,迎头20m范围内严禁有闲杂人员,严禁进行与注水无关地工作；注水人员应位于安全地点观察煤壁及注水孔周围地变化,若发现异常,立即停止注水.15、注水时,高压胶管用14＃铁丝绑扎吊挂巷道帮部,距底板500mm,且高压胶管附近严禁有人,防止高压胶管脱落或爆裂而伤人.16、注水前,必须检查各连接件连接是否牢靠,高压胶管与闸阀必须用正规U型卡子连接；注水时,时刻注意连接头处漏水情况,以免脱开伤人.17、FZM-20型封孔器使用措施：1）封孔器必须平直使用,严禁打折、重压.2）使用时,调节好截止阀（开启压力应大于1MPa）,高压直通连接压力水管路,放进相适应地钻孔,即可注水.管路上要有压力表监控,压力水严禁高于液压泵地工作压力20MPa,作业完毕拆下压力水管路,待封孔器卸压,恢复原状,抽出封孔器整理备用.3）封孔器必须全部放进钻孔里,放进钻孔500mm以上,严禁露在孔外边.4）如发现膨胀体不膨胀时,先检查压力水是否超过1MPa,再检查截止阀是否被杂物卡住而不起封闭作用,如有杂物,用水冲洗干净装上即可.顺序阀内地弹簧无方向,而阀锥芯尖是向膨胀体方向地,应避免拆下后装反.5）注水时,操作人员不能正对钻孔,避免孔内压力高时,外部管路短时低压把封孔器挤出孔外而伤人.6）调节顺序阀地弹簧压力大小,即可控制该阀地开启压力.例如：把顺序阀地开启压力调至2MPa,进水压力在≤2MPa时,该阀闭合,进水被堵截在膨胀腔内,膨胀体迅速胀大（直径增大,长度变小）.18、液压泵应安排专人负责检修和保养,注水应固定专人负责注水,以便检修、注水人员熟悉设备性能,便于操作.山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司2013年6月15日5102综采工作面煤层注水设计及安全技术措施山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司二0一三年六月十五日。

采煤工作面综合防尘措施
1、采煤工作面必须坚持实施煤体注水工艺，不注水或注水效果不
好的地点严禁放炮落煤，对强行生产者按严重违章论处（班长、放炮员、技术员）。

2、采煤工作面煤层注水，必须严格要求把关，不能流于形式，按
照相关规定要求进行操作，保证注水效果，每班由安全员、调度员负
责监督注水效果，注水结束后，注水人员必须填写注水记录，由跟班
技术员验收签字确认后，方可进行下道工序，否则按违章论处。

3、采煤工作面上班注水范围要保证够下班采煤，无注水地段不准
生产。

4、采煤工作面必须坚持使用水泡泥，不准用煤粉或其他屯炮，否
则不准放炮。

5、采煤工作面放炮结束后，必须坚持先洒水，减小煤尘飞扬。

6、采煤工作面和下巷溜子机头处，喷雾装置必须齐全、灵敏、可靠，随着工作面煤量的多少正确合理使用。

无喷雾装置或喷头不管用，不准生产。

7、采煤工作面回风巷必须要有喷雾装置，并保证设施齐全、灵敏、可靠，能雾化整个通风断面。

在生产期间，根据本区内工作情况，保
持开启，严禁私自停止，否则，按严重违章论处。

8、采煤工作面在采舍帮煤时，尽量低位放煤，减小产尘量，并在
放煤地点回风侧进行洒水降尘，不降尘不准出舍帮煤。

9、采煤工作面上、下巷必须保证每班冲刷、清扫一次，杜绝煤尘堆积，发现一处，追究班长及有关责任人责任。