河東礦1106回采工作面煤層注水技術(shù)研究

李金龍 薛 斐

（1.山西煤炭職業(yè)技術(shù)學院，山西省太原市，030024；2.中國礦業(yè)大學 （北京）資源與安全工程學院，北京市海淀區(qū)，100083）

河東礦1106回采工作面煤層注水技術(shù)研究

李金龍1薛 斐2

（1.山西煤炭職業(yè)技術(shù)學院，山西省太原市，030024；2.中國礦業(yè)大學 （北京）資源與安全工程學院，北京市海淀區(qū)，100083）

論述了河東礦1106回采工作面煤層注水工藝，選取進回風巷及回采工作面上多個測點進行了測定，從煤層水分增量和降塵率兩個方面進行了粉塵的測定數(shù)據(jù)分析。分析結(jié)果為進回風巷各測點煤層水分增量大于1%，工作面4個測塵點的降塵率均在80%以上。

回采工作面 煤層注水 水分增量 降塵率 河東礦

1 注水工作面概況

河東礦1106回采工作面煤層埋藏深度為280 m，緩傾斜煤層，結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，平均厚6.6 m，1106工作面走向長度為1108 m，傾向長度為206 m，煤層傾角為2°～10°，平均為5°，采高為3 m，放煤高度為3.3 m，頂板和底板遇水均無明顯滑動和底臌現(xiàn)象。煤層普氏硬度為2.08，穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定Ⅰ類。工作面煤的原有水分為1.74%，孔隙率為5.32%，屬滲透性較好的煤層。煤層無自燃性、無爆炸性。

1106工作面水文地質(zhì)條件簡單，涌水主要來自上覆老頂砂巖弱含水層的裂隙水，回采過程中正常涌水量2 m3／h。

2 煤層注水工藝

2.1 注水方式

根據(jù)河東礦1106回采工作面煤層的滲透特性、開采深度、煤層傾角及階段斜長等情況，選擇工作面動壓區(qū)雙向平行長鉆孔脈動注水方式。注水超前距離60 m，即從回風平巷打下向鉆孔，由運輸平巷打上向鉆孔。

圖1 煤層動壓注水系統(tǒng)示意圖

2.2 煤層注水參數(shù)

在確定注水方式之后，確定注水參數(shù)，保證注水工作順利進行。注水鉆孔直徑42 mm，鉆孔長度75 m，鉆孔間距25 m，鉆孔數(shù)目為82個，鉆孔傾角為-3°或-4°，注水壓力2.0 MPa，比注水量3.8 m3／kg，動壓注水流量15～30 L／min，注水時間5 d，封孔長度6～8 m。

2.3 注水系統(tǒng)

1106回采工作面采用多孔動壓注水系統(tǒng)，每次同時注3～5個孔。煤層動壓注水系統(tǒng)見圖1。

3 效果分析

注水效果表現(xiàn)在煤層被水分濕潤的程度 （煤的水分增量方面）及煤塵濃度降低率 （降塵率）上。

表1 水分增量測試數(shù)據(jù)

3.1 水分增量的考察

煤層濕潤程度的考察是針對某一鉆孔兩側(cè)的煤體，距鉆孔不同距離處取樣進行全水分測定，并與注水前煤的全水分進行對比，從而求得水分增量。一般以煤體水分增加1%作為確定濕潤范圍的標準。

注水前后在鉆孔兩側(cè)煤體中沿工作面推進方向取煤樣進行水分化驗分析，取出的煤樣立即裝進塑料薄膜袋內(nèi)，扎緊密封。對煤樣進行編號管理，見表1。水分增量標志著注水后煤層濕潤及其均勻程度。由表1可知，煤層注水后，水分增量平均為1.435%，說明注水后達到了預期的效果。

3.2 降塵效果考察

為了考察煤層注水的降塵效率，采用AFQ-20A型采樣器，在注水前和注水后對試驗工作面的各塵源處的浮游粉塵濃度進行了測定。在塵源點煤壁掏槽200 mm深取新鮮煤樣，取出的煤樣立即裝進塑料薄膜袋內(nèi)，扎緊密封。對煤樣進行編號管理，立即進行化驗分析。粉塵測定地點為采煤機司機處、采煤機下風流10～15 m處、液壓支架移架處、回風巷道25～30m處，由測塵工進行試驗跟蹤測定。其測點布置和測塵方法符合原煤炭部頒布試行的 《粉塵濃度和分散度測定方法》及 《煤礦井下粉塵綜合防治技術(shù)規(guī)范》。

表2 粉塵濃度及降塵效果

降塵率η的計算公式為：

式中：C1——開采未注水煤層時，塵源上風側(cè)風流中的礦塵濃度，mg／m3；

C′1——開采注水煤層時，塵源上風側(cè)風流中的礦塵濃度，mg／m3；

C2——開采未注水煤層時， 塵源下風側(cè)風流中的礦塵濃度，mg／m3；

C′2——開采注水煤層時，塵源下風側(cè)風流中的礦塵濃度，mg／m3。

在確定分析點之后，對分析點進行采樣測定，測定結(jié)果及降塵效果如表2所示。

由表2可知，試驗工作面注水前，采煤機司機處下風側(cè)原始粉塵濃度平均753.75 mg／m3，注水后平均為136.25 mg／m3；煤層注水對煤炭運輸過程中的降塵效果也很好，采煤機下風流10 m處原始粉塵濃度平均為772.25 mg／m3，注水后平均為154.5 mg／m3；液壓支架移架處下風側(cè)原始粉塵濃度平均為649.5 mg／m3，注水后平均為136.25 mg／m3；回風巷25～30 m處下風側(cè)原始粉塵濃度平均為124 mg／m3，注水后平均為41.75 mg／m3，均已達到了預期目標。

實踐證明，在河東礦1106回采工作面實施煤層注水工藝后，煤層水分增量大于1%，4個測塵點的降塵率在80%以上，注水效果和降塵效果非常顯著，提高了工作面回風流的質(zhì)量，使工作面的環(huán)境和勞動衛(wèi)生條件得到極大的改善。

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Research on water injection at No.1106 mining face in Hedong Mine

Li Jinlong1，Xue Fei2
（1.Shanxi Coal Vocational Technical College，Taiyuan，Shanxi 030024，China；2.Faculty of Resources and Safety Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China）

The water injecting process at No.1106 mining face in Hedong Mine was described.The moisture increment and the dust removal rate of many sites in intake and return airways were measured.The measured data showed that the moisture increment was greater than 1%，and the dust removal rate on four sites at the mining face were greater than 80%.

mining face，water injection into coal seam，moisture increment，dust removal rate，Hedong Mine

TD714.4

A

李金龍 （1969-），男，漢族，山西代縣人，講師，碩士，研究方向是煤礦一通三防教學與研究。

（責任編輯 張艷華）