综采工作面煤层注水防尘技术实践应用

综采工作面煤层注水防尘技术实践应用

解志在

（淮南矿业集团潘二煤矿安徽淮南232000）

摘要：随着矿井机械化程度的不断提高，煤矿尘害问题日趋突出。矿井粉尘不仅污染井下工作场所，危害矿工身体健康，而且在一定的条件下会发生爆炸，酿成重大灾害。因此，制定有效的防尘、降尘措施对煤矿安全具有重大意义。其中，煤层注水技术是综采工作面最根本、最有效的防尘手段，能很好地降低工作面回采时煤尘产生量。

本文针对矿井A组煤采区首采工作开展煤层注水防尘技术实践应用，利用工作面浅孔高压注水、顺槽专用深孔静压注水和顺层钻孔静压注水，并对注水效果进行考察，根据现场实测效果，优化煤层注水方案。

关键词：煤尘；煤层注水；高压注水；静压注水

引言

煤层注水是回采前在煤层中预先钻孔或利用顺层抽采钻孔，将水溶液注入煤体，增加煤体水分，煤体湿润煤体后，可以有效减少采矿过程中煤尘的产生，防止井下工作人员因接尘导致的尘肺、矽肺职业病，防止煤尘爆炸事故的发生。同时，煤层注水可以软化坚硬煤体，使综采速度加快，减少设备磨损，提高生产效率；还可以预防煤层自然发火。

1.煤样原始全水分的测定及煤质情况

全水分是指煤在接收状态下的所有水分，外在水分和内在水分的总和。一般情况，煤体含水率越高，开采时产尘量就越低。现对煤层取样化验，测定水分和煤质情况，如下：

2.煤层注水情况

2.1注水方案及工艺

利用顺槽施工的顺层抽采孔，一孔两用，通过供水管路向煤层静压注水。在上顺槽采煤帮施工专用高压注水孔，利用清水泵进行高压注水。在工作面50架以下，每两架施工一个6～8m的孔，利用清水泵进行浅孔高压注水。4.2.2注水技术参数

（一）顺层抽采孔注水：

为防止注水时注入钻孔的水进入抽采管路，正常情况下注、抽孔间距应大于15m。利用静压注水时注水压力一般控制在4MPa左右，实际单孔注水时间以煤壁出水为准。静压注水超前工作面煤壁20m。

（二）上顺槽专用深孔注水：

上顺槽每隔15～20m施工一个顺层注水孔，孔深不小于90m，注水压力控制在4Mpa左右，超前工作面30m开始每天对其注水，直至工作面煤壁渗水或回采结束。

（三）工作面浅孔高压注水：

每天检修班对工作面50架以下进行注水，原则每两架施工一个6～8m的孔，利用清水泵专用管路进行高压注水，注水压力控制在4～7MPa左右，注水时间以煤壁出水为准。

注水所用的水由供水干路通过三通阀分流出来，在分流管路上安装截止阀控制，供水管路及三通阀均由矿上自行加工生产。

2.2注水工艺流程

（一）顺层抽采孔注水流程：

选孔→利用静压水清孔→下注水管封孔→连接供水管路

a、选孔：上下顺槽顺层钻孔沿走向平行于工作面方向布置钻孔，每次保证同时注水钻孔数不少于4个。

b、清孔：如抽采钻孔存在淤泥堵塞现象，可以先往钻孔里下入注水管，利用静压水清洗。

c、下管封孔：钻孔封孔采用注水封孔器。

d连接管路静压注水：供水管路、封孔器通过4分注水管相连接。

（二）深孔注水工艺流程：

开孔→固孔连接管路→注水

a、施工钻孔：使用Φ133mm钻头钻进至12m起钻，下入10米Φ91mm岩芯管至孔内，并固孔；固孔后使用Φ75mm钻头扫孔钻进10m起钻进行耐压试验，合格后二次钻进至设计深度。

b、连接管路注水：在注水孔口连接专用注水盘，并用注水干管连接流量计、截止阀、多通、压力计和专用供水管路。

（三）工作面浅孔注水工艺流程：打孔→下注水封孔器→连接供水管路→注水

2.3注水进程及效果

2.3.1注水情况

选择工作面距离工作面30~80m范围作为实验注水区域，利用上顺槽2个顺层抽采孔（一孔两用），通过供水管路连续向煤层静压注水。同时在上顺槽采煤帮施工5个间距10m专用深孔，利用静压连续注水。在工作面50架以下，每两架施工一个6～8m的孔，共计24个，利用清水泵进行浅孔高压注水，每天检修班注水。具体注水参数和煤层水分等注水效果参数测定结果如下详述。

2.3.2注水效果

（1）使用粉尘采样器按照相关标准测定注水前后回采实验区域的粉尘浓度，测试结果见表4-4-1。通过注水，呼吸性粉尘浓度平均下降45.4%，总粉尘浓度平均下降48.2%。

（2）对11223工作面注水前后的煤样水分含量进行了测定，注水前全水分平均值3.34%，注水后全水分平均值4.39%，煤层水分平均增加了31.4%。

3.结论

通过数据综合分析，煤层水分平均增加了31.4%，呼吸性粉尘平均降低了45.4%，总粉尘浓度平均降低了48.2%，煤层注水防尘措施效果取得了实效。

通过综采工作面煤层注水防尘技术应用，合理选择煤层注水钻孔施工工艺，优化煤层注水参数，加强煤层注水的日常管理，使采煤工作面产尘量大幅度降低，收到了良好的效果，从技术源头上降低了综采工作面产尘量。

参考文献：

[1]李崇训.煤层注水与采空区灌水防尘[M].煤炭工业出版社，1981.

[2]穆志宏.煤矿防尘与粉尘监测[M].黄河出版社，1992.

[3]杨胜强.粉尘防治理论及技术[M].中国矿业大学出版社，2007.

[4]张峰，张和生，肖谨.综放工作面煤层注水及效果分析[J].煤矿安全，2006.