煤层可注水性探讨

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２ ４・
科 技论坛
谈煤层高压注水在我矿实践 应用
蔡英杰
（ 鸡 西矿 业 集 团城 山煤 矿 ， 黑龙 江 鸡 西 １ ５ ８ １ ０ ０ ）
摘 要： 煤矿 井下各种 自然 灾害严重威胁 着矿 井生产安全 、 经常会 造成财产损失或者人 员伤 亡 ， 随着矿 井开采深度 的增加 ， 矿 井瓦 斯、 矿压升 高现象 日趋 明显 ， 如何从根本上彻底遏制这些 自然灾害的发生 ， 是矿井安全 生产需要 首先解决的最主要任务 。本文 以鸡西矿 业 集 团城 山煤矿掘进 中部 区煤层高压 注水 为例 ， 分析研究解决矿 井瓦斯 、 矿压 ， 防止矿 井 自然 灾害发生 ， 实现安全生产的有效途径。 关键 词 ： 自然 灾 害 ； 煤层高压注水； 安 全 生产
１地 质 概 况 、 煤 层 顶 底 板 条件 走 向打 ４ — ６ ｍ 深 的眼 ， 鸡西矿业集 团城 山煤矿 １ ４ ５准备 队回采 的 ２ ５ ＃左五工作面 ， 位 进 行 松 动 爆 破 。它 的 于掘进中部 区 一 ５ ４ ０水平 ，东起 ２ ５ ＃二段绞车道煤柱边界线 ，西止 作用是 可 以诱 发 冲击 ２ ５ ＃左五工作 面切眼 ， 该 回采工 作面平均走 向长 ４ ０ ０米 ， 采 高平均 地压 和煤壁前 方经 常 ２ ． ４米 ， 面长 ２ １ ０米 ， 可采储 量 ３ ０万 吨 ， 煤层倾角 ２ ２ 。， 其顶板 ； （ １ ） 保 持 一个 保 护 带 ， 使 为 ０ ． ３ ６米砂 页夹煤 ； （ ２ ） １ ． ０米砂 页岩 ； （ ３ ） ３ ． ４ ５米 白色细粒 砂岩 ； 最大 支撑压 力转入 煤
／Hale Waihona Puke 一 ！ ／ 、 １
／
（ ４ ） １ ． ４ ９ 米２ ６ ＃煤 ＜ 煤 页互层 ） 。由柱状图可以看 出， ２ ５ ＃煤层结构 由 体深 处 ，随后 即便 发 煤、 砂页 、 砂岩组成 ， 顶板坚硬不易 冒落 ； 其煤层 内易积聚大量高 压 生 冲击地压 ，对采 煤 ／ 瓦斯和高应力弹性 变形 能 ， 为此 ， 我们采取 了高压注水方式 ， 从 降低 工作 面 的威 胁也 大为 弛 巷注 水 ； 与下 整注 水 煤层 应力的集 中及改变煤 岩的物理力学性能两个 方面 阐述 了高 压 降低 。 Ｉ 舶错 距： 刊、 于 ５ 米 ３ ． ２ ． ２ 钻 孔 槽 卸 注水 防治矿井瓦斯 、 矿压方法。 ２造成矿井瓦斯 、 矿压 明显升高发生的因素有 以下几种 压 ：钻 孔 槽 卸 压 是 用 大直径钻 孔或切 割沟 ２ ． １ 地质 因素 随着开采深度的加 大使地应力值增加 ， 总的趋势是随采深的增 槽使 煤体 松动 ，以达 加。 矿井瓦斯 、 矿压显现明显增加 。这 主要是 由于采深增加 ， 原岩应 到卸压效 果 ，卸 压钻 力增 大的缘故 ； 地质构造如褶 曲 、 断裂等也会影 响矿井瓦斯 升高及 孔 的深度 一般应 穿过 矿 压显现 ； 煤岩结构及性能也是矿 井瓦斯 、 矿压 明显升高影 响的主 应力增 高带 ，在 掘进 要 因素。坚硬 、 厚层 、 整体性 强的顶板 （ 老顶 ） ， 其 内积聚大量高压瓦 石 门揭 开有 冲击 危 险 的煤层 时 ，应距 煤层 图１ 斯 和高应力弹性变形能 ， 不易得到释放。 ２ ． ２开采技术 因素 ５ － ８ ｍ处停止掘进 ， 使钻孔穿煤层 ， 进行卸压。在回采工作面 中使用 开采 多煤层时 ， 任何造成应力集 中的因素 ， 如开采程序不合理 、 时， 钻孔深度为 １ ５ ～ ２ ０ ｍ， 钻孔直径为 ７ ５ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ， 孑 Ｌ 距为 １ － １ ． ５ ｍ。 ３ ． ２ ． ３高压 注水 ： 煤层高压注水 ： 矿井 的高压注水是通过注水 ， 人 本层 回采不干净 、 相邻 两层开错距不合适等 ， 均对矿井瓦斯 、 矿压不 利， 从弹性变形能集中的角度而言 ， 壁式开采优于柱式开采 ， 旱采优 为地在煤岩 内部造成一 系列 的弱面 ， 并 使其软化 ， 以降低煤 的强度 注水采用短孔注水法 ， 即在上巷采 用短孑 Ｌ 注水 于水采 ， 直线工作 面优 于曲线工作面 ， 冒落法优于充填法 。 煤柱和开 和增加塑性变形量 ， 采边 界是最 主要 的应力集中因素 ， 应尽量避免 和减少这些 因素 的有 法 （ 见图 １ ） 。 害影 响。 （ １ ） 注水孔长度 ： 在上巷打短钻孔 １ ０ ～ １ ５米 。钻孔 间距为 ６ ～ ｌ ０ ３矿井瓦斯 、 矿压明显 升高 的防治措施 米。 根据矿井瓦斯 、 矿压 明显升高成因 和机理 防治措施 有两个方 （ ２ ） 钻孔必须与工作面平行且沿煤施工 。 面： 一是降低应力的集中程度 ； 二是改变煤岩体的物理力学性 能 ， 以 （ ３ ） 注 水 压力 不小 于 ６ ～ １ ２ Ｍ Ｐ ａ。 减弱积聚弹性 能力和释放速率。 （ ４ ） 打钻注水应超前工作面 ６ ０米 。 ３ ． １ 降低应力集中的方 法主要是 采用合理 的开拓布置和开采方 （ ５ ） 首 钻 孔距 工作 面 １ Ｏ １ ５ 米。 式， 其方法主要有如下几种 ： （ ６ ） 封孔长度不小 于 ５米 。 ３ ． １ ． １ 开采煤层群 时， 开拓布置应有利于保护层开采 。首先开采 （ ７ ） 注水顺序为 自工作面 向外逐孔注水 ， 每次只准注一个孔 ， 每 无突 出危 险或 突出危险小的煤层作为保 护层 ，且优先 开采 上保护 班将打好 的钻孔循环注一遍 。每孔每天注水 量为 ３ 小时 。 层。 ４煤层高压 注水效果检验 ３ ． １ ． ２在开采 时应注意残 留煤柱 ， 避免应力集 中区形成 。因为煤 通过煤层高压 注水 ， 一是使煤体结 构变得疏松 ， 煤 体 内积 聚大 柱承受 的压力 很高 ， 特别 是岛形或半岛形煤柱 ， 要承受 几个方面 的 量 的高压 瓦斯获得 游离 空间 ， 在外 界压力的变化下 ， 能够得 以充分 叠加应力。 释放 ， 二是改变煤体 的物理力学性 能 ， 以减弱 积聚的大量高 应力弹 ３ ． １ ． ３采 区或盘区 的采煤工作 面应朝 一个 方向推进 ，避免相 向 性变形能和释放速率 ，三是 煤层 高压 注水改善 了回采作业环境 ， 降 开采 ， 以免应力叠加。 因为相向采煤 时上 山煤柱逐渐减小 ， 支承压力 低工作面 的煤 尘 ； 煤层高压注水 ， 施工工艺简单 ， 便于操 作 ， 施工钻 逐渐增大 ， 很容易形成应力集 中。 孔可与工作 面回采平行作业 ， 不影响正常 回采 ， 通过煤层 高压 注水 ， ３ ． １ ． ４在地质构造等特殊部位 ，应采 取能避免或减缓应力集 中 ２ ５ ＃左五工作 面 回采期 间 ， 矿井 瓦斯 、 矿压制约生产 现象得 到了有 和叠加的开采程序 。 在向斜和背斜构造区 ， 应从轴部开回采 ， 在构造 效防治 ， 有利地保证了煤矿安全生产。 盆地应从盆底开始 回采 ； 在有断层和采空区的条件 下应从 断层或采 结束语 空区附近开始 回采 的开采顺序。 在现有 的科技 水平和管理 手段下 ； 尽管造成矿 井瓦斯 、 矿 压 明 ３ ． １ ． ５开拓 或准备巷道 、 永久 硐室 、 主要上下 山、 主要溜 煤巷 和 显升高发生 的因素十分复杂 ， 防治措施 亦多种多样 ， 如何根 据本 区 回风巷应尽 可能避开支承压力 峰值 范围 ， 采用 宽巷掘进 ， 少用或不 域煤层地质 、 开采技术 因素等 实际情 况 ， 找 出相映适合对路 的针对 用双巷同时平行掘进 ， 以利于维护和减小矿压。 性 防治矿井 瓦斯 、 矿压方案及措施 最为关键 ； 认 真地进行测 定和预 ３ ． ２ 通过改变煤层的物理力学性能来防止冲击地压 报工作 ， 并针对具体情况采取 有效 的防治措施 ， 完全可 以消除或减 ３ ． ２ ． １ 放松动炮 ：放松动炮是通 过放 炮人为地释放煤体 内部集 少矿井瓦斯 、 矿压事故的发生 。 中应力 区积聚的能量 ， 在采煤工作 面中使用 时 ， 一般是 在工作面 沿

短孔注水（分段注水）知识点1、煤层注水力学特性（1）水力学特性分析对煤层的注水效应主要取决于煤体对水的渗透特性,煤体对水所遵循的渗透系数规律为：K=a exp（—bΘ+cp）式中：K--渗透系数，m/d;Θ--体积应力，Θ=σx+σy+σz,Mpa；P-—孔隙压,Mpa；a、b、c——拟合常数.由上式可以看出，煤体的渗透系数受孔隙压与体积应力影响十分显著，说明煤层注水对煤体的渗透性影响及改性主要取决于注水压力与煤的实际赋存深度。

（2)水对煤层力学特性的影响煤样在饱和含水以后，其强度和弹性模量均有不同程度的降低，下降幅度基本符合以下关系式：σc=a—bW c E=a/W c-b E=a-bp式中:σc——单轴抗压强度,Mpa；W c——煤体饱和含水率，％;E—-弹性模量，Mpa；P-—孔隙水压，Mpa;a、b——拟合常数。

由上式可以看出，煤层注水可以软化煤体、增加煤体塑性，有效降低由于应变能突然释放导致的各类煤矿事故.2、煤层注水防治煤尘煤是孔隙裂隙双重介质，当水通过裂隙进入孔隙并吸附在孔隙表面时，表现为三方面的降尘作用：（1）湿润了煤体内的原生煤尘。

煤体内各类裂隙中都存在着原生煤尘,随煤体的破碎而飞扬于矿井空气中.水进入裂隙后，可使其中的原生煤尘在煤体破碎前预先湿润，使其失去飞扬的能力，从而有效地消除了这一尘源。

(2)有效地包裹了煤体的每一个部分。

水进入煤体各类裂隙、孔隙之中，不仅在较大的构造裂隙、层理、节理中有水存在,而且在极细微的孔隙中都有水注入,甚至在1μm以下的微孔隙中充满了毛细水,使整个煤体有效地被水所包裹起来.当煤体在开采中受到破碎时，因为水的存在消除了细粒煤尘的飞扬,即使煤体破碎得极细,渗入细微孔隙的水也能使之都预先湿润,达到预防浮游煤尘产生的目的。

(3）改变了煤体的物理力学性质.水进入煤体后，湿润的煤炭塑性增强,脆性减弱。

当煤炭受外力作用时,许多脆性破碎变为塑性形变,因而大量减少了煤炭破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。

２ ． ２ ． １钻 孔
＝
（ ４ ） 注 水压力 ： 注水压 力与煤层 埋深 、 上覆岩层 的密度 、 煤层 瓦斯压力 以及煤 体结 构 等 因素有 关 。 ３ ． 煤 层注 水对 各种 灾害 的治 理效 果分 析 煤 层注 水对 防尘、 防火 降温 和软 化顶 煤提 高 回采率 等都 起 着很 重要 的作 用。 现分 述如 下 ： ３ １ 煤层 注水 防尘
应用 技 术
●ｌ
煤 层 注 水 参 数 研 究 及 应 用
罗运 民
（ 龙煤 鹤 岗分 公 司振 兴煤 矿 黑龙 江 鹤 岗 １ ５ ４ １ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 介 绍 了龙 煤集 团鹤 岗分 公 司振 兴煤 矿三 水 平北部 区 １ ８ 层工 作面 煤层 注水 方 式选 择和 注水 技 术参 数 的确定 方法 以及 对 各种 灾害 的治 理 效果 分析 。 结合 现场 实 际 ， 分析 总结 提 出进 一 步对 各种 灾 害的治 理 的具体 技术 措施 。 ［ 关键词］ 滑放 开 采 ； 煤层 注水 ； 技术 参数 ； 灾害 的治 理效 果 中图 分类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ６ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） １ １ — ０ ３ ８ ９ －０ １
煤层 注水 防尘 ， 是 防治粉尘 产生 最有 效的措 施 ， 它是 通过钻 孔并 利用 水的 压 力将水 注入 即将 回采 的煤层 中 ， 注 入煤层 中的水 沿着煤 的裂隙 向被 裂 隙分割 的煤块渗 透并 储存于 裂隙与 孔隙之 中， 增 加煤 体 的水分 ， 使煤体 得到 预先湿 润 ， 以减少 采煤 时产 生 浮游粉 尘 的能力 。 ３ ． １ ． １煤层 注水 水分 增加 效果 煤层 注水 降低粉 尘浓 度 ， 主要与 煤体 的水分 含量 、 注水 后水 分增量 和 湿润 均匀程 度有 关系 。 振 兴矿三 水平北 部 区１ ８ 层 滑 放工作 面 ， 采用 单 向钻孔 布置方 式， 动、 静压 注水相 结合 ， 封 孔用水泥 砂浆封 孔 ， 工作面 长８ ５ 米， 煤 层的 孔隙率为 １ ０ ． ３ ６ ％ 采用７ Ｇ Ｂ 一３ ． ６ ／１ ６ ０ 型煤层 注水 泵 ， 一 台泵同 时注三 孔 。 该工 作面煤 层 注水的效果非常理想。 在原始水分为３ ． ９ １ ４ ％ 这样高的情况下， 还平均使水分增 加了１ ． ２ ０ ２ ％， 达５ ． １ １ ６ ％， 最 高达 ７ ． ７ ２ ％。 并且 湿润 较均 匀 ， 因而取 得 了较好 的 防 尘 效果 。 ３ ． １ ． ２煤 层注 水对 放顶 煤 工作 面各 主要尘 源 的降 尘效 果 该工作 面煤层注 水取得 了很好 的降尘效 果。 采煤 机司 机处 ， 顺风 、 逆风割煤 时 的降尘 率分 别达８ ３ ． ％ 和６ ９ ％； 采煤 机 下风流 １ ０ ｍ处 ， 顺风、 逆风 割煤 降尘率 分 别 为８ ８ ％和８ ５ ％， 放 煤工 处为 ２ ７ ％； 放煤 口下 风流处 为 ３ １ ％。 因此搞 好 煤层 注水 ， 对 降低工 作 面粉 尘浓 度 ， 减少 其污 染 是非常 重要 的 。 ３ ． ２ 煤 层注 水防 火与降 温 该 工作 面在煤 层注 水 中 ， 加入 了防火 阻化剂 ， 使 发火周 期 由原来 的３ —６ 个 月， 增加 到５ —８ 个月 ， 工作 面平均 月推进在 ３ ０ ｍ以上 ， ５ ＋Ｂ后 推进 了１ ５ ０ ｍ以上 ， 工 作面远 离发 火源 ， 使其 没有 足够 的氧 气供 给 而不 能够 充分憔 烧发 生火灾 ， 解 决 了火害 问题 ， 注 水后 温度 由原来 的平均３ １ 度左 右 ， 下降到 平均２ ５ ． ３ 度， 改善 了 劳 动条件 。 ３ ． ３ 注 水提 高顶煤放 煤效 果 在放 顶煤 开采 中 ， 如果 煤层 比较硬 ， 特 别是顶 煤较 硬 ， 在放煤 时 ， 会产 生许 多大 块煤 ， 易使放煤 口堵塞 ， 从 而使 回收率和产 量降低 。 而煤 层注 水后能够 有效 地湿 润和软 化煤体 ， 煤 层注水 前 ， 其单 向抗压 强度为２ ０ ＭＰ ａ ， 注水 后为８ ． Ｓ ＭＰ ａ 。 注水软 化后 的煤体 大块少 了 ， 顶煤放 出率 由注水 前的７ ４ ． ８ ％ 提高 到８ ６ ． ３ ％， 日产 也 由注水 前８ ０ ０ ｔ ￣高 到 ｌ Ｏ ０ ０ ｔ ， 机组 故 障和截齿 损耗 大幅度 下 降 ， 工人 的劳动 强 度 也 大大 减轻 。

采煤煤层注水防尘设计的几点思考
刘杰 檀冲 芮 作杨 （ 河南大有 能源股份有 限公 司 ， 河南 三 门峡 ４ ７ ２ ４ ３ １ ）
摘 要： 煤层注水防尘 技术是我国煤矿企业 目前采取的最有效 的减 少采煤过 程中产 生粉尘数 量的手段 ， 本文结 合不 同工作 面的 实际情况介绍 了煤层 注水的几种 工艺 技术 ， 分析和 研究了采用煤层注水技 术对 采煤工作防尘降尘产生的效果 以及实际应 用中存 在的 需 要注意的 问题 。 关键词 ： 煤层注水 ； 防尘 ； 煤矿
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ８ ４ 中图分 类号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ７ １ ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １— ０ １ ４ ３—０ １
一
械 化采煤 工 作面 上 。
２ 、 短 钻 孔注水 。短孔 注 水 就 是在 回采 工作 面 上 与 煤 壁垂 直打钻孔 进 行 注水 ， 短 钻 孔 的孔 深 约 为 ２ ｍ — —
３． ５ｍ ．
、
３ 、 长短钻孔结合注水。实施长短孔结合是 由于个 别情 况下 长 钻孔 注水 有盲 区或 者 是煤 层 水 分含 量 没 有 达 到指标 （ 一 般是 ４ ％） 时， 再 采用 短钻 孔进 行辅 助 。 （ 二） 注水设 备 煤层 注 水技 术 所 采 用 的 设 备 主 要 有 电钻 机 、 封 孔 器、 流量 表 和 压 力 表 等 等 。其 中封 孔 器 的 采 用 是 目前 封 孔技 术 的一 大 进 步 ， 实施 封 孔 的 目的 是 防 止 钻 孔 中 的压力水流失 ， 煤层注水技术在大量应用于实践之后 ， 经验证 明了实施深度封孔能够有效提高煤层注水 的效 果， 因此 ， 一般封孔 的深度在 ６ ｍ ＿ ８ ｍ 之间， 这个深 度刚好是大于煤层在矿 山压力 的作用下产生 的被压酥 带 的宽度 。而 采用 流量 表 和压 力 表 的 目的是 在 于 实时 对煤层 注 水量 和注 水 的压力 进行 计量 和检 测 。 （ 三） 注水参数 １ 、 注 水量 。一 般 情 况 下 ， 单 个 钻 孔 的注 水 流 量 计 算方 式为 单个 钻孔 注水 所 需要 湿 润 的煤量 与每 吨煤 的 注水量二者的乘积再 乘以注水 富余系数 （ １ ． １ ～ １ ． ５ ） 。 在静 压注 水条 件下 ， 由于钻 孔 中 的阻力 大 小 在 变化 ， 所 以注 水 的流量 也在 变化 ， 而在 动 压 注水 的条 件 下 ， 如果 确定 了泵 的 流 量 以及 同 时 进 行 注 水 的 钻 孔 数 量 ， 那 么 注水 流 量就 不 会 变 化 。实 践 证 明 ， 长 时 间进 行 小 流 量 的注水方式更有利于增强煤层湿润的效果。 ２ 、 注水 压力 。一 般情 况 下 所 要求 的煤 层 注水 的压 力 值要 低于 煤 层 被 水 压 裂 的压 力 ， 同 时 还 要 高 于 煤 层 中的气 压 。根 据 实 践 的 经 验 ， 要 想 达 到 理 想 的 注 水 效 果 应该 采取 长 时间 的低压 或者 中压 注水 方式 。

XXX煤业有限公司煤层注水可注性测试报告编制人：通风副总：通风矿长：总工程师：二O一六年五月XXX煤业有限公司煤层注水可注性测试报告一、交通位置XXX煤业有限公司位于灵石县城东南方向一带，行政区划属灵石县南关镇管辖。

井田地理坐标：该矿向西17Km可达大运公路和南同蒲铁路线上的南关站，高速公路仁义口距井田约3 km。

交通较便利。

二、煤层概述XXX煤业有限公司按照初步设计开采10号煤层，采煤工作面均采用长壁综采采煤法，顶板管理采用全部垮落法。

支护方式采用锚网喷加锚索支护。

根据山西煤矿矿用安全产品检验测试中心2010年2月4日测试结果：10号煤层火焰长度55mm，最低岩粉用量70%。

依据AQ1045-2007《煤尘爆炸性鉴定规范》，判定该矿10号煤尘有爆炸危险性。

10号煤层吸氧量0.6396cm3／g，自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性质为自燃。

依据GB/T20104-2006《煤自然倾向性色普吸氧鉴定法》，判定该矿10号煤层自然倾向性等级为Ⅱ类，属于自燃煤层。

采煤工作面在回采时会产生大量煤尘，污染环境，给作业工人带来一定的身体危害，长期吸入，会引起尘肺病，因此,应对其引起足够的重视，并采取相应措施，加以防范。

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。

通过煤层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。

在回采工作面回采前首先对10号煤层进行煤层注水可注性测试。

三、测定方法煤层注水可注性判定指标包括：原有水分（W）、孔隙率（n）、吸水率（δ）、坚固性系数（f）的测试计算。

根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》对煤层取样的要求分别在10号综采工作面和轨道顺槽内均匀布置采样点取样。

1、原有水分的测定根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》7.1原有水分测定要求，利用CSD20M矿用本安型水分测定仪，10号煤原有水分W为0.61%。

**************煤层注水可注性测试报告编制：生产技术科总工程师：矿长：编写日期：2017年2月*******煤矿煤层注水可注性测试报告**********************矿区中心点地理坐标：东经102°15’00″、北纬26°55’00″。

矿区有矿山公路3公里经益门镇与川滇（108线）公路干线相接。

煤矿南距会理县城34公里，北距西昌市160公里，到成昆铁路永郎站57公里，交通极为方便。

一、地质构造*******矿井范围内断裂发育，共查明大小断层25条，沉积环节复杂，为山间凹陷陆相沉积，煤层厚度及夹矸在走向和倾向变化极大，地质构造程度为复杂详见下表：二、煤层、煤质************含煤地层为三叠系白果湾组，厚442.76米，含煤16层，自下而上编为C1至C16，广布于本区王家坪、老山坪、打白龙洞、祝家坝、核桃湾以及曾家坪、罗家坪诸地段，主要可采煤层为C1、C2、C3、C6、C11、C12、C16。

各煤层延长1000米至6300米不等，共厚一般在50.32一83.87米。

另一为侏罗系益门组（J1y）砂岩层中夹有煤线数层。

在所有煤层中，单煤层很少，仅C1、C10、C15和C16四层，余皆属复煤层，更确切地说为复杂与单一相交变化的煤层。

1、可采煤层特征矿区内主要可采煤层为C1、C2、C3、C6、C11、C12、C16，共计7层煤。

其中C6、C16号煤层为全区可采煤层，C1、C2、C3、C11、C12号煤层为大部可采煤层，现将各煤层特征叙述如下：C1煤层：赋存于白果湾组底部，距下覆地层顶界3.79-7.95m，矿区内均有分布，走向长度约2500m，倾向宽度约450m。

该煤层在矿区Ⅴ线和ⅩⅩⅩⅡ线之间内因煤层薄化（煤层厚度0.09-0.35m）不可采其余地段均可采，可采厚度0.77-12.35m（采用厚度，下同），平均厚度3.89m。

顶板为黑色、深灰色炭质粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩为主。

煤层注水可注性鉴定报告编写提纲
一、引言
1.研究背景
2.研究目的
3.研究意义
二、煤层注水可注性的基本概念和原理
1.煤层注水可注性的定义
2.影响煤层注水可注性的因素
3.煤层注水可注性鉴定的原理和方法
三、煤层注水可注性鉴定的实验设计与方法
1.实验样本的选取与采集
2.实验装置的设计与搭建
3.实验参数的选取与调整
4.实验过程的具体步骤
5.实验数据的采集与记录
四、煤层注水可注性鉴定实验结果与分析
1.实验数据的分析与统计
2.实验结果的呈现与说明
3.煤层注水可注性的评价与判定
五、煤层注水可注性影响因素的讨论
1.温度的影响
2.煤层孔隙结构的影响
3.煤层压力的影响
4.煤层湿度的影响
5.其他可能的影响因素
六、煤层注水可注性鉴定报告的讨论与展望
1.实验结果的合理性与可靠性
2.鉴定方法的优缺点及改进建议
3.煤层注水可注性的潜在问题与挑战
4.未来的研究方向
七、结论
1.煤层注水可注性的鉴定结果
2.实验结果的意义和价值
3.建议和措施
附录
1.实验数据表格
2.实验装置示意图
3.其他相关资料
以上是煤层注水可注性鉴定报告的编写提纲，根据实际情况和具体要求，可以适当增减内容和章节。

在写作过程中，应注重逻辑性，确保每一章节之间的连贯性和一致性。

同时，结合具体实验结果和分析讨论，进行客观、准确的描述和评价，以使读者能够全面了解煤层注水可注性鉴定的方法和结果，并得出科学合理的结论和建议。

52在同一煤层的回采工作面全工作面长度范围均匀布点采样对于同一煤层暂无回采工作面的矿井可在同一煤层的掘进工作面不小于100m的取样范围均匀布点采取煤样采样点均不得少于4个每点采取一个煤样其中应包括尺寸不小于100mm100mm100mm的块煤至少1每个煤样质量不少于3kg53煤样采取后应立即密封包装确保不透气
GB482煤层煤样采取方法
MT/T39岩石真密度测定方法
MT/T40岩石视密度测定方法
MT/T42岩石吸水率测定方法
MT/T49煤的坚固性系数测定方法
3术语
3.1原有水分original moisture
煤层在未开采时含有的全水分(包括防灭火灌浆后煤层中含有的水分)。
3.2孔隙率porosity
煤样孔隙的总体积与煤样总体积的比率。
煤层注水可注性鉴定方法
Judging method of infusibility for coal seam infusion
自2006-12-1起执行
目次
1范围
2规范性引用文件
3术语
4可注性判定指标
5煤样采取
6送检煤样的验收和分类
7测定方法
8判定规则
9鉴定报告
附录A(规范性附录)纪录及报告格式
前言
记录及报告格式
A.1原始煤样标签的内容
原始煤样包装上必须贴有或系上不易损坏和污染的煤样标签。原始煤样标签包括下列内容
煤层名称：
采样地点：
煤样编号：
采样日期：
采样人姓名：
供样单位：
通讯地址：
联系电话：
A.2送检煤样的登记
A.3鉴定报告的格式
本标准按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T1.2-2002《标准化工作导则第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》进行编写。

煤层注水可注性测试报告巩义瑶岭煤业有限公司煤层注水可注性测试报告煤层注水可注性测试（一）煤层注水原理及要求煤层注水是指在采、掘、巷修等作业前，预先在煤层中施工若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗透、扩散入煤体内部，人为地增加煤体的水分，增强煤层黏结性，以减少煤层在采、掘、巷修等作业过程煤尘的产生量和顶煤冒落机率等。

1、注水系统注水系统由矿井防尘管路系统、作业地点注水泵和封孔器及相关连接高压管路等附件组成。

2、注水设备注水设备主要包括钻机、注水泵、封孔器、分流器、高压管、压力表等。

3、注水压力注水压力不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力，目前我矿根据实际情况测试，确定采用的注水泵压力在10MPa左右。

（二）工作面注水测试1、在工作面回采过程中，利用检修班在工作面煤壁每隔6米施工一个注水钻孔，注水钻孔孔深5～8m，每天一个循环，交错布孔。

2、采煤工作面煤层注水孔按以下原则布置。

a.煤厚h≥6m时，注水孔呈三花眼布置，上孔布置于煤壁顶梁0.3m处，孔深不小于6m，15采区仰角不小于300，12采区仰角不小于150；下孔布置于煤壁距底板1m处，孔深不小于6m，15采区仰角150～200，12采区仰角00～50；孔间距均为4m～6m。

b.煤厚3m<h<6m时，注水孔布置于煤壁距顶板0.2m 处，孔间距4m～6m，单孔孔深不小于6m，15采区仰角150～200，12采区仰角00～50。

c.煤厚2m<h<3m时，注水孔布置于煤壁距顶梁0.5m 处，孔间距4m～6m，单孔孔深不小于6m，其角度与煤层赋存角度一致。

3、注水孔采用ZQS-65/2.5手持式气动钻机施工，42×1000mm的双螺纹钻杆配钻头直径Φ44㎜。

4、封孔采用直径Φ38㎜、长度1.0m的水力膨胀式封孔器，封孔深度不小于1.5m，确保封孔质量，注水后封孔器如果取不出，可随采面推进取出。

5、必须保证注水时间，采用多孔注水，于交接班前2小时完成注水工作。

４ ４ 注水各 项参数 ① 注水水 量 工 作面 防尘用 水静压 能达 到 ２ ５Ｉ 左 右 ，矿 井通过 ＢＷ ０ ４ 型注 水泵 ． ￣ａ Ｐ Ｚ ５ ／０ 加压 注 水 。
②注 水 时间 每 个注 水孔 直 到 注水 压 力没 有 大 的变 化 煤 体全 部被 水 浸泡 （ 需要 ７
⑤ 工作 面的粉 尘浓度 降低 ，减 少对 工作面 产尘 点的灭 尘时 间，局 部区域 粉尘 浓度 较低 ，特别 是转 载机卸 载 点和回 风巷地 点 。
５ ２ 取得 的效益 ． ① 安全效 益
工 作面减 少 了爆 破孔 的数量 ，减少炸 药使 用量 ，相应 的减 少对顶 煤爆破 次数 ，实现 了逐 步减少 炸药 使用 量 的预 定 目标 。 ②经 济效 益 爆破 材料 消耗量 减少 ，降低 了吨煤成本 。注水 区域炸 药和雷 管使用量 减
— —
３ ． ５ ，煤层有 益厚度 ３ ． ９ ，倾 角 ８ 。～ ８ 。。煤 的硬 度系 数 ｆ １ ５ ７４ｍ ２ ４ｍ ７ ９ ＝．— ３ ． Ｂ 煤层 较硬 ，煤 层 的伪顶 为 炭质 泥岩 ，厚 ０ １ ，Ｂ， 比 ． ｍ～０ ２ ． ｍ；直接 顶
为 粉砂 岩或 砂质 泥 岩 ，厚 ０ ５ ～５ ． ｍ ｍ；老 项 为粉砂 岩 ，细 砂 岩或 厚砂 岩 ； 伪底 为泥 岩 或炭质 泥 岩 ，厚 ０ １ ～Ｏ ３ ． ｍ ． ｍ：直接底 为 粉砂 岩 ，不易 随煤 层 垮落 。 ＋ １Ｂ 煤层综 采工 作面两顺 槽巷 道沿 煤层顶 底板 布置 ，其 中轨 道巷 沿 ６８ ， Ｂ， 煤层底 板 ，皮带巷 沿 Ｂ 煤层 顶板 ，巷道 长度 １ ５ ｍ 工 作 面长度 为 ３ ｍ ． ２０ ， ２， 阶段高 度 ２ ｍ ７ ，采 用综 采放 顶 煤 开采方 法 ，全部 垮落 法 管理 顶板 ，采 放 比 １ ：８ （ 中采煤机 切割 高度 ３ ，放顶 高度 为 ２ ｍ 。 其 ｍ ４）

煤层注水工艺技术研究及实施方案简介煤层注水技术是一种利用水来增加煤层气释放率和提高采收率的方法。

本文将探讨煤层注水工艺技术的研究和实施方案。

研究背景煤层气作为一种清洁能源，具有重要的经济和环境效益。

然而，煤层气的开采和利用面临诸多挑战，其中之一就是提高煤层气释放率和采收率的问题。

煤层注水技术通过注入水来增加煤层中的压力，进而促使煤层气向井眼运移，提高开采效果。

因此，煤层注水工艺技术的研究和实施具有重要的意义。

研究内容与方法研究内容1.煤层注水原理的研究2.煤层注水工艺技术的改进与创新3.煤层注水对煤层气释放率和采收率的影响研究4.煤层注水工艺技术的经济效益评估研究方法1.实地调研和观测，收集煤层注水工艺技术的现场应用数据2.正样和逆样实验，验证注水对煤层气释放率和采收率的影响3.室内小尺度模型试验，研究煤层注水原理和工艺技术的影响因素4.经济学方法，对煤层注水工艺技术的经济效益进行评估实施方案方案一：煤层注水工艺技术的现场应用1.煤层注水前的条件评估–煤层的物理性质和渗透特征评估–煤层气存量和分布评估2.注水井的选址和钻井–根据煤层的厚度、气含量和渗透性等因素，选择适宜的井位–根据井位选择适宜的钻井技术和设备3.注水工艺参数设计–按煤层注水原理，确定注水量、注水压力和注水时间等参数–利用实验和模拟分析等方法，确定最佳的注水工艺参数4.注水工艺的实施和监测–按照设计方案进行注水工艺的实施–实施过程中，进行注水量、注水压力和煤层压力等指标的监测和记录方案二：煤层注水工艺技术的优化与创新1.注水材料和设备的优化–优化注水井的注水设备，提高注水效率和操作安全性–选用适宜的注水材料，提高注水质量和效果2.注水工艺技术的创新–利用新型注水技术，如水平井注水、裂缝注水等，增加煤层的注水面积和效果–利用新型注水材料，如聚合物注水剂、微生物降解剂等，改善注水效果3.注水工艺参数优化–根据实验和模拟分析结果，优化注水工艺参数，提高注水效率–利用自动化控制技术，实现注水工艺的精细化管理和优化结论通过对煤层注水工艺技术的研究和实施，可以提高煤层气的释放率和采收率，从而更有效地开发和利用煤层气资源。

全生产。 关键词 ： 煤层 ； 注水 ； 防 尘技术
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８－０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ８ ３ 中图分类号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ７ １ ４ ． ４ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８－ ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４－ ０ １ ３ ７一ｏ ２
优点 ： （ １ ） 对地质条件适应性强。（ ２ ） 注水设备、 工 艺、 技术 均较 简单 。缺点 ： （ １ ） 钻 孔数 量 大 而 湿 润 范 围 小 。（ ２ ） 风控 频繁 而不 易严 密 ， 易跑水。（ ３ ） 注水 与 采 煤 面其他 工 序相互 干扰 。 适用 条 件 为 有 走 向 断 层 或 煤 层 倾 角 不 稳 定 的 煤 层； 煤层 较薄 及 围岩有 吸水 膨 胀 性 质 而 影 响 顶 底 板 管 理时 ， 采用这种方式 的最为合适。国内外采用短孔注 水方式的比例较小 。 ２ ． ３深孔 注水 优点； （ １ ） 具 有 短孔 注水 的很 多 优 点 。 （ ２ ） 更 能适 应 围岩 的吸 水膨胀 性质 。 （ ３ ） 较“ 短孔 ” 钻孔 数少 ， 湿 润 范围大而均匀 。缺点 ： （ １ ） 因压力要求高， 故设备 、 技术 复杂 ； （ ２ ） 较“ 长孔” 钻孔数量较大， 封孔工序也较频繁 。 适 用条件 ： 西德、 法、 英、 日、 俄 等 国均 广 泛 采 用 深 孑 Ｌ 注 水方式 ， 这种方式适用于采煤循环 中有 准备班或每周 有公休 Ｅ ｌ ， 以便在此期间进行注水工作。
１ ． ３煤 层 注水 时间

长孔注 水 的优 点 主要 表 现为 一个 钻 孔能 湿 润较 大 区域的煤体 ； 注水时间长 ， 湿润均匀 ； 预注时， 注水与生 产 无 干扰 ； 比较经 济 。缺 点是 ： 打钻技术较复杂； 对 地 质条件 的变化适 应性 差 ， 易穿 顶 底板 ， 不 仅 难 以达 到设 计长 度 ， 而且还影 响 正常 注水 ； 封 孔 较 复杂 。长 孔 注水 时最 先进 的注 水方式 ， 选择 时 应 优先 考 虑 ， 特 别是 回采 强度大（ 如综机采煤机） 和地质条件好 的中厚和厚煤层 更宜 采用 长孔 ， 但在 地质 变化 大 的煤 层 ， 这 种方 式 受 到 较大 的 限制 。

煤层可注水性探讨摘要：煤层注水实质上就是利用煤层的特性，通过钻孔将水注入煤层中去，使水充分充满煤层的间隙，从而达到湿润煤块的效果。

目前，煤层注水是较流行的除尘措施。

通过对煤层进行注水处理可以有效的起到防尘效果，可以减少百分之六十至九十的煤层灰尘浓度。

本文将以某煤矿为例。

对其煤层的吸水效果、煤层的表面张力等进行研究，从而探讨煤层的可惜谁效果，希望可为现场的防尘提供数据参考。

关键词：注水性；煤矿；吸水性；张力；一、煤间隙分析及其吸水效果（1）间隙分析间隙分析及孔分析，其鉴定主要涵盖内孔体积、以及内孔分布等。

常用的测定方法有压汞与真假密度鉴定法。

这两种方法所测的特性存在一定的区别，真假密度的鉴定方法，其测试结果涵盖了整个全部的孔隙数据，压汞的鉴定方法则有所不同，其主要取得的是孔隙直径在0.0078微米且各个之间有通道联系的孔隙中，因此涉及到：分空隙率：主要利用压汞法进行鉴定时候，特定孔径以上孔体积占整个煤总的体积的比值。

总孔隙率：主要利用真假密度鉴定法中，全部的孔体积占该单位样品煤的总体积比值。

以上两个表格反应了该矿的总孔隙与分孔隙率及其分布效果，三个区域总的孔隙率分布在6.9%至8.0%之间，平均值在7.5%。

而其部分孔隙则主要在2.38%至2.66%之间，平均值在2.53%左右。

该值与总的孔隙率相比，仅仅占到前者的33.7%左右。

这一数据表明了该矿的孔隙体积在0.0078微米以上的只占了该煤矿的小部分，而体积小于0.0078微米的孔隙则占据了大部分的体积。

此外，孔隙在0.1微米及以下的占据了大多数，总值在75%左右，而0.1-1微米的则占到了总的4%左右，剩下的孔隙大于1微米的大概有5%.根据数据参考，孔隙分布在0.1-1微米之间的水会进行渗透，而大于1微米的水可以有效的流动。

由此，我们可以了解到概况的总的可注水率仅为0.45%左右。

根据以上准则，表二数据反应了该矿在进行充分注水之后，煤层水分将会增加约为0.43%左右。

《煤层注水可注性鉴定》山西柳林汇丰兴业同德焦煤有限公司煤层注水可注性鉴定报告编制单位：山西柳林汇丰兴业同德焦煤有限公司编制时间：xx 年七月煤层注水可注性鉴定一、煤层概述同德煤矿按照初步设计开采4#、5#煤层，采煤工作面均采用长壁综采采煤法，顶板管理采用全部垮落法。

支护方式采用锚网喷加锚索支护。

根据xx年12月山西省煤炭工业厅综合测试中心对4#、5#煤层的煤层爆炸性测试报告得：4号煤层火焰长度300mm，抑制煤尘最低岩粉量80%，煤尘具有爆炸性；5号煤层火焰长度230mm，抑制煤尘最低岩粉量75%，煤尘具有爆炸性。

在工作面回采时会产生大量煤尘，污染环境，给作业工人带来一定的身体危害，长期吸入，会引起尘肺病，因此，应对其引起足够的重视，并采取相应措施，加以防范。

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。

通过煤层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。

在回采工作面回采前首先对4#、5#煤层进行煤层注水可注性鉴定。

煤层注水可注性判定指标包括：原有水分（w）、孔隙率（n）、吸水率（δ）、坚固性系数（f）的测试计算。

根据《mtt1023-xx煤层注水可注性鉴定方法》对煤层取样的要求分别在4#综采工作面和5#综采工作面轨道顺槽内均匀布置采样点取样。

1、原有水分的测定根据《mtt1023-xx煤层注水可注性鉴定方法》7.1原有水分测定要求，利用csd20m矿用本安型水分测定仪，4#煤原有水分w为0.84-1.26%，5#煤原有水分w为0.82-1.14%。

2、孔隙率测定根据《mtt1023-xx煤层注水可注性鉴定方法》7.2孔隙率测定方法，按公式（1）计算：n。

1。

2。

1。

100（1）式中：n——孔隙率，%；ρ1——煤样的真密度，g/cm3；ρ2——煤样的视密度，g/cm3；根据勘探地质报告资料和取样化验结果，4#煤层的真密度为1.45g/cm3，视密度为1.37g/cm3；5#煤层的真密度为1.57g/cm3，视密度为1.48g/cm3。

煤层注水可注性鉴定 Prepared on 24 November 2020山西柳林汇丰兴业同德焦煤有限公司煤层注水可注性鉴定报告编制单位：山西柳林汇丰兴业同德焦煤有限公司编制时间：二〇一五年七月煤层注水可注性鉴定一、煤层概述同德煤矿按照初步设计开采4#、5#煤层，采煤工作面均采用长壁综采采煤法，顶板管理采用全部垮落法。

支护方式采用锚网喷加锚索支护。

根据2014年12月山西省煤炭工业厅综合测试中心对4#、5#煤层的煤层爆炸性测试报告得：4号煤层火焰长度300mm，抑制煤尘最低岩粉量80%，煤尘具有爆炸性；5号煤层火焰长度230mm，抑制煤尘最低岩粉量75%，煤尘具有爆炸性。

在工作面回采时会产生大量煤尘，污染环境，给作业工人带来一定的身体危害，长期吸入，会引起尘肺病，因此,应对其引起足够的重视，并采取相应措施，加以防范。

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。

通过煤层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。

在回采工作面回采前首先对4#、5#煤层进行煤层注水可注性鉴定。

二、测定方法煤层注水可注性判定指标包括：原有水分（W ）、孔隙率（n ）、吸水率（δ）、坚固性系数（f ）的测试计算。

根据《MTT1023-2006煤层注水可注性鉴定方法》对煤层取样的要求分别在4#综采工作面和5#综采工作面轨道顺槽内均匀布置采样点取样。

1、原有水分的测定根据《MTT1023-2006煤层注水可注性鉴定方法》原有水分测定要求，利用CSD20M 矿用本安型水分测定仪，4#煤原有水分W 为，5#煤原有水分W 为。

2、孔隙率测定根据《MTT1023-2006煤层注水可注性鉴定方法》孔隙率测定方法，按公式（1）计算：()1001n 12⨯-=ρρ (1)式中：n ——孔隙率，%；ρ1——煤样的真密度，g/cm 3；ρ2——煤样的视密度，g/cm 3；根据勘探地质报告资料和取样化验结果，4#煤层的真密度为1.45g/cm 3，视密度为1.37g/cm 3；5#煤层的真密度为1.57g/cm 3，视密度为1.48g/cm 3。

煤层注水技术应用与效果摘要:本文重点介绍了煤层注水技术的应用和实施步骤,分析了煤层注水的效果,结合实际提出了实施过程的注意事项。

关键词:煤矿煤层注水技术应用效果引言永安煤业苏桥煤矿属于薄煤层中小型煤矿,煤层赋存条件复杂,厚度为0.8～1.5m左右,煤层倾角大,硬度高,煤层原始水分(Mt%)4%以下,采用短壁推采,炮采工艺。

开采过程具有粉尘大、打眼困难,材料消耗大的特点。

2011年1月份以来,煤层注水技术,在三个薄煤层工作面应用,经过实践表明,煤层注水技术具有减少开采粉尘,降低工作面温度,减少火工品消耗等明显效果。

1 煤层注水技术应用1.1 注水原理煤层注水是回采前在煤层中预先钻孔,将高压水(水压约8～15MPa)注入煤层,增加煤层水分,从而改变其物理力学性质及热力学性质,以达到减少回采过程中粉尘的产生,降低煤层开采温度和有害气体的释放,预防煤矿井下灾害的发生。

1.2 注水系统注水系统由矿井防尘管路、作业地点注水泵、高压管路、封孔器及相关的高压管路连接附件、开关、水表等组成。

1.3 注水设备注水设备主要由电煤钻、煤层注水泵(5BZ-33/15型,额定工作压力为15Mpa)、封孔器(ZFII-42)、分流器、高压管、压力表及水表等。

其中:注水泵的作用是将矿井防尘水加压到8-15Mpa,产生高压水源;封孔器作用是在注水后膨胀,将注水孔眼口段封堵,阻止高压水外流,同时还装有单向阀,保证高压水向煤层注入。

封孔器可循环使用。

2 煤层注水工艺实施步骤注水工艺在采煤工作面形成后,由上而下施工长钻孔进行煤层注水,一次可同时向5个钻孔进行注水。

具体步骤如下:2.1 注水眼的施工注水孔可采用强力电煤钻施工,利用可连接煤钻杆进行打眼,打眼深度依工作面煤层情况而定,一般深度在10～30m。

对于薄煤层及倾向变化比较复杂的煤层,打眼深度一般在10m以内,每个孔距顶板0.5 m左右,间距6～8m。

靠近眼口2m,采用直径45mm的大钻头进行扩孔,以便安装封孔器。

水在煤矿 安全 中的应用效果
彭 贺
（ 安徽 省淮北矿业集团孙疃煤矿安全改建工程筹备处 。安徽 淮北 ２ ３ ５ ０ ０ ０）
【 摘 要】 煤炭作 为我 国主要 的化石 资源和能 源，对我 国国民 经 济的发展 起着极其重要的作 用。但 随着经济的发展和人 民生 活水 平 的提 高 ，煤矿 安全生产 中设计的安全 问题及 对环境所造成的 污染 也 日益 突 出，因而如何合理、 洁净 、高效地 利用煤 ，使之为我 国国 民经济的可持 续发展 发挥 最大效益 则具有 重要 的战略意义 。本文主 要介 绍了煤 层注水及相关方法 ，并在此基础 上逐 一讨论 了煤层 注水 技术 的作 用机理 和在煤矿安全 中的应 用效果 ， 希 望能在改善非严寒 和非缺水地 区煤矿安全 管理上 有所助 益。 【 关键词 】煤层 注水；煤矿 安全 ；应用效果
地起到密 闭和 防爆 的作用 。每个封闭墙 内铺设两道管路，在新的封 闭墙砌筑充填完成 时，根 据瓦斯抽 采量适时关闭里段抽采 阀门，保 障 了高抽巷瓦斯抽采 的连续性 。 （ ２ ）打孔破坏 了煤体 内原有 的煤一瓦斯体系 的平衡，注水前后 则形成 了新 的煤一瓦 斯一水三相体 系，体系的这些变化都会导致瓦 斯的涌出 。裴沟煤矿的 ２ ５ ０ ３ １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。 ２ ． ３ 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 １ 煤 层 注 水 及 方 法 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 所谓 的煤层注水技 术，是指在煤矿保护层 回采之前 ，在 煤层上 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。 部进行钻 孔，并通过钻好 的孔注入 压力水，使水分渗入 到煤体 内部 ， 在煤矿 保护层上的回收期 ，我们可 以将 高抽巷侧 上方 的石板巷 回风 在对 原先的“ 煤一 瓦斯 ” 两相 平衡体系实施破坏之后， 形成全新 的“ 煤 巷段封 闭采 空区瓦斯抽放管 ，同时与上 隅角采空 区瓦斯抽采 。抽巷 瓦斯一 水 ”三相体系 ，该体系 下由于介质的互相影响及作用 ，致 使 形成 的采空区瓦斯的顶板裂隙排水渠 ，对下部采 空区瓦斯发挥作拉 煤体物 理性质、化学性质和热力 学性质 产生改变 。通常按照钻孔 的 动用 ，减少采 空区气体排涌 向工作 面和 的上 隅角 。在 阳泉矿 区 ３号 深度 我们 可 以将煤层注水分为深孔注水 技术 和浅孔注水技术 。深孔 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 注水是在 回采工作面 的前方平行工作面 进行打孔，孔的深度通常是 壁注 水后 ，瓦斯突出和喷 出次数与采用前相 比，减少 了 ７ ２ ． ２ ％ ，平 工作面斜 长的三 分之二，钻孔直径 在 ７ ５ 一 ｌ Ｏ Ｏ ｍ ｍ之间，在封孔工作结 均突 出强度也 降低 了 ３ ６ ． ５ ％ 。 束后 ，可 以开始注水工作 。和浅孔注水 相比较，深孔注水 的施工成 ２ ． ４ 防火 与 降 温 本更高 ，钻 孔施 工也十分 困难 ，一般 只针对 那些中厚或者较厚 的煤 分层法开采厚或特厚 易燃煤层 时，在放顶后 ，向采空区注水 ， 层使用 。深 孔注 水的优点则是预湿范 围广 ，可以使煤层下媒体得到 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 充分湿润 ，并对 采煤工作不构成影响 。但是在个 别矿区， 因为没能 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 彻底地破坏煤矿 保护层，使得注水工作很难 按计划 实施，导致注水 为泥质岩石 ，则此法 效果 更佳 ，注 水后，煤层岩石湿润 ，膨胀成再 量小 ，这也严重影 响了煤层注 水在煤矿 安全 中的应 用效果 。 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 ２煤层 注水在煤矿安全中的作用机理与效果 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 ２ ． １ 防 尘 工作 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 我们知道’ ，注 水工作是煤矿保护层 回采工 作面 中极其有效的防 温工作面的降温也是有利的 。 尘措施 。其 中关于水 的除尘机 理具体有下面几 点：首先， 由于在湿 ２ ． ５ 防 治 冲 击 地 压 润煤体阶段受到原煤体 中的原生煤尘影 响， 导致煤 尘丧失飞扬能力； 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 其次 ，注水可 以将煤体 中的细 小部分进行液体包裹 ，如果在 煤体开 结构，使煤体脆性减弱 ， 塑性增强。促使煤壁前方塑性变形区加宽 ， 采发生破碎事件时 ， 可以避免细粒煤尘到处飞扬的现象产生 ； 最后， 使集中压力区 向煤壁深处移动并加 宽，减 弱了压 力集 中程度 ，缓和 由于水的湿润性 ，从而增 强了煤体塑性指标 ，很大程度上 削弱了煤 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。 尘的脆性影响 。在煤体受 到外 力作用的情况下 ，原本很 多的脆 性破 抚顺胜 利矿采 用煤层注水防治冲击地压，收到较好效果。 碎转化为塑性形变 ，从而减免 了煤体破碎后产生大量尘粒 的问题 ， ３ 结 语 大幅度 抑制 了煤尘产生 。通过对新 坟孙村矿进行煤层注水工作后 发 综上所述 ，通过将煤层 注水技术应用 到煤矿安全生产 中来 ，不 现，除尘率高达 ７ ３ ％ ，很好地满足 了预定 的除尘效果 。 但 可以大幅降低管理难度 ，还能很好地控制生产成本 ，最终求 得人 ２ ． ２减少回风 流中的瓦斯浓度 力资源 管理的最优化解。为此 ，我们务须不 断探 索煤层注水技 术在 煤层注水 在治理瓦斯 的问题上 ，不但可 以预防煤与瓦斯 突出， 煤 矿 安 全 中 的 应 用 策 略 ， 做 到 事 前 控 制 ，提 前 排 除 ， 预 先 处理 ，未 还能够 很好地减少工作面上 回风流 中瓦斯浓 度，其具体原 因可 以概 雨而绸 缪，防患于未然。全面加强煤层注水技术水平 ，使煤矿 安全 括为 以下两点： 生产作业 更加 安全稳定 地进行 ， 确保 实现煤矿 安全生 产零故 障 目标 ， （ １ ）由于在湿 润煤体时 ，水 分的存在阻碍 了瓦斯运动 ，从而使 以便更好 地为社会主义 现代化 服务 。 得在煤 体破 坏后一些瓦斯不会涌采掘 空间，反而会 以变相 的形式被 参 考文献 ： 煤体运 出工作面。通过分段砌筑封 闭墙 ，在 封闭墙中铺设管路进行 【 １ 】 孔祥 言． 高等渗 流力学［ Ｍ】 ． 合肥 ：中国科 学技 术大学 出 版社 ， １ ９ ９ ９ ． 瓦斯抽采 ，抽采管路为 ２ ４ ０ ａ ｒ ｍ的铁 管，抽采流量 为 ９ １ ｍ 。 ／ ｍ ｉ ｎ ，封 闭 ［ ２ 】 胡卫 民， 等． 矿井通风与安全ｆ Ｍ１ ． 徐州 ： 中国矿业 大学出版社。 ２ ０ ０ ８ ． 墙 间距 为 １ ｌ Ｏ ｍ 。封 闭墙 的组成 由砌筑两道墙体 ，并在其 内部充填黄 【 ３ 】 孙文标 ， 刘辉 ， 赵 宏伟． 煤层注水在煤矿 安全 中的应 用及效果浅析 泥 ，墙体厚度 ８ ０ ０ ｍ ｍ ，墙与墙之 间的距离不小于 ４ ｍ ，这样可 以很好 煤 矿 安 全 Ｓ ａ ｆ ｅ ￣Ｉ ｎ ｃ ｏ ａ １ Ｍｉ ｎ ｅ ｓ ， ２ ０ ０ ４ （ １ ２ ） ．