1、淮南矿业集团潘一矿煤层注水在防尘工作中的应用摘 要潘一矿在实际工作中总结了煤层注水的经验和问题，把科学理论与具体实际的有机统一与结合，采取针对性强的有效措施，严格控制了工作面在回采过程中的煤尘，确保了煤矿的安全生产。 关键词综采工作面、煤层注水、渗透特性、防尘. 中图分类号：TD714.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0391-01 1、前言 淮南矿业集团潘一煤矿设计年生产能力为 300 万吨/年，通过高定位技改后将达到 600 万吨/年。其煤层主要分布在石碳系和二叠系，潘一矿可采煤层或局部可采煤层共 12 层，自上而下依次为 13-1、11-2、8、7-1、
2、6-2、6-1、5-2、5-1、4-2、4-1、3、1。其中稳定 2 层，较稳定 5 层，不稳定 4 层，极不稳定 1 层，其中主采煤层为 13-1、11-2、8。粉尘的危害极大，粉尘的防治工作既非常紧迫而又难度很高，潘一矿在井下煤炭开采过程中，为了减少煤尘产生量或降低空气中悬浮煤尘以达到从根本上杜绝煤尘爆炸的可能性，采取了以煤层注水为主的多种防尘技术措施，煤层注水是回采工作面的一种极为有效的防尘措施，降尘率一般为6090%。通过煤层注水可以很好的控制住煤尘的产尘量，从根本上杜绝了煤尘爆炸的可能性，确保了潘一矿的安全生产。 2、煤层注水的实质 煤层注水是在回采之前预先在煤层中打若干个钻孔，通过
3、钻孔注入压力水，使其渗入到煤体内部，增加煤体内部的水分，使煤体内部得到预先湿润，从而减少煤层在开采过程中煤尘的产尘量。这是回采工作面的一种极为有效的防尘措施。 煤尘注水的减尘作用主要表现在： 2.1、煤体内部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。 2.2、水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采过程中受到破碎时绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细煤粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。 2.3、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量。 3.影响
4、煤层注水效果的因素 3.1、煤的裂隙和孔隙的发育程度 对于不同成因及煤岩种类的煤层来说，其裂隙和孔隙的发育不同，注水效果差异较大。煤体的裂隙越发育则越容易注水，可采用低压注水（根据煤科总院抚顺分院建议：低压小于 2943kPa，中压为29439810kPa，高压大于 9810 kPa） ，否则需采用高压注水才能取得预期效果，但是当出现一些较大的裂隙（如断层、破裂面等） ，注水易散失于远处或煤体之外，对煤体预湿不利。 根据实测资料：当煤层的孔隙率小于 4%时，煤层的透水性差，注水无效果；孔隙率为 15%时煤层的透水性最高，注水效果最佳；当孔隙率达到 40%时煤层成为多孔均质体，天然水分丰富无需注
5、水。 3.2、上覆岩层压力及支承压力 地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变的更小，导致透水性能降低，因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，需要提高注水压力。在长壁工作面的超前集中应力带以及其他大面积采空区附近的集中应力带，因承受的压力增高，其煤体的孔隙率与采动影响的煤体相比，要小 60%70%，减弱了煤的透水性。 3.3、液体性质的影响 煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两这之间极性差越小越易湿润。为了降低水的表面张力减少水的极性，提高对煤的湿润效果，可以在水中添加表面活性剂。 3.4、煤层内的瓦斯压力 煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻
6、力。水压克服瓦斯压力后才是注水的有效压力，所以在瓦斯较大的煤层中注水时往往提高注水压力，以保证湿润效果。 3.5、注水参数的影响 煤层的注水参数有注水压力、注水速度、注水时间、注水量。注水量或煤的水分的增加是煤层注水效果的标志，也是决定煤层注水除尘率高低的重要因素。通常，注水量或煤的水分增量变化在 50%到 80%之间，注水量或煤的水分增量都和煤层的渗透性、注水压力、注水速度以及注水时间有关。 4.煤层注水的方法与方式 注水的第一道工序是打钻，钻孔打完后应进行封孔工作，封孔后方可以进行注水，注水分为静压注水和动压注水两种。静压注水是利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差把水导入钻孔中渗透到煤
7、体里。静压注水采用橡胶管将每个钻孔中的注水管与供水管联接起来，其间安装有水表和截止阀，干管上安装压力表，然后通过供水管路与地面或上水平水源相连。动压注水是利用水泵或风包加压把水压入煤体中去，水泵可以设在地面集中加压，也可以直接设在注水地点进行加压。透水性好的煤层采用静压注水。目前我国多采用静压注水，在静压注水中又多用低压力、低流量、多钻孔连续注水。通常是注到下顺槽煤帮均匀“出汗”就可以了。煤层透气性差，静压注水压力小有困难时，就使用压力较大的动压注水，若是注水的速度太低，可在注水前进行孔内爆破，提高钻孔的透水能力，然后再进行注水，这样可以起到更好的注水效果。 煤层注水的方式按位置、长度和方向分
8、为：短孔注水、深孔注水、长孔注水和巷道钻孔注水。当工作面长度超过 120m 而单向孔达不到设计深度或煤层的倾角有变化时，可采用上向、下向钻孔联合布置钻孔注水的方式。煤层注水所使用的设备主要包括钻机、水泵、封孔器、分流器及水表等。当注水压力大于 1MPa 时，可采用 DC4.5/200 型注水水表，耐压 20MPa，流量 4.5?O/h；注水压力小于 1MPa 时，可采用普通自来水水表。注水压力表为普通压力表，选择时要求压力表量程应为注水管中最大压力的 1.5 倍，水泵出口端压力表的量程应为泵压的 1.52 倍。 5、煤层注水的效果检验 综采工作面降尘效果明显，主要是因为采用了煤层注水技术，潘一矿现在正在加强实施煤层注水工作，并加大宣传力度，改进煤层注水技术措施，选用针对性强的煤层注水方法，并取得了良好的效果，极大的优化了综采工作面的作业环境，使潘一矿的安全生产井然有序。这更有效的说明煤层注水的必要性和可行性。 参考文献 1 徐州.中国矿业大学出版社 2000.通风安全学张国朽. 2 徐州.中国矿业大学出版社 2001.流体机械张景松. 3 北京.煤炭工业出版社 2005.煤矿安全勒建伟，吕智海.
