煤層注水在松軟低透工作面瓦斯治理中的應(yīng)用

曹明 羅虎 吳劉洋

摘 要：煤層注水在工作面瓦斯治理過程中起到非常重要的作用。煤層注水能夠改變煤體的力學(xué)性質(zhì)，此過程中煤體滲透性降低，同時(shí)煤體塑性強(qiáng)度增加，從而達(dá)到抑制瓦斯涌出的目的。

關(guān)鍵詞：采煤工作面；煤層注水；瓦斯涌出

祁東煤礦9煤層為松軟、低透氣性煤層，工作面回采過程中，受割煤擾動(dòng)影響，煤體中大量的吸附瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)釋放到回風(fēng)流中，影響生產(chǎn)安全。為此，通過對(duì)風(fēng)巷順層鉆孔以及工作面面內(nèi)采取注水措施，增加煤體塑性，從而降低割煤期間的煤體瓦斯涌出，解決工作面回風(fēng)流瓦斯問題。

一、工作面概況

922工作面位于井田西翼一水平二采區(qū)，9煤平均煤厚3.5m。透氣性系數(shù)0.0429，堅(jiān)固性系數(shù)為0.16。922工作面處于82煤卸壓保護(hù)范圍內(nèi)，82煤回采期間受條件限制，未對(duì)下覆9煤層進(jìn)行卸壓抽采。922工作面回采前，風(fēng)機(jī)巷施工工作面順層抽采鉆孔，抽采效果不佳，割煤期間伴隨煤壁片幫情況、煤體中大量的吸附瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)，割煤期間經(jīng)常出現(xiàn)，停煤機(jī)釋放瓦斯情況，回風(fēng)瓦斯最大達(dá)到0.7%，經(jīng)分析瓦斯主要來源為本煤層瓦斯，圍繞本煤層瓦斯治理主要采取煤層注水措施。

二、煤層注水設(shè)計(jì)

1、利用風(fēng)巷順層鉆孔進(jìn)行靜壓注水

回采前施工的風(fēng)巷順層鉆孔，垂直巷幫間距5m布置，孔深110m，因煤層松軟、透氣性差，抽采效果不佳，回采前鉆孔濃度基本上在5%以下，工作面回采前超前100m范圍內(nèi)鉆孔甩孔，進(jìn)行靜壓注水，水壓5MPa，依次向前進(jìn)行甩孔注水，超前工作面約100m.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，單孔注水量約2.5m3.

2、工作面施工注水鉆孔

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，容易片幫瓦斯大的位置基本在40架以上，工作面面內(nèi)每2架施工一個(gè)注水孔，孔深8m，鉆孔直徑42mm；封孔器封孔深度不少于3m，整個(gè)工作面先用靜壓水注，水壓約5MPa，然后對(duì)40架以上位置進(jìn)行二次注水，改用高壓水注，注水壓力控制在8MPa，注水至煤壁向外滲水、相鄰注水孔出水或煤壁片幫為止。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，單孔注水量約0.2-0.6m3.

三、煤層注水效果分析

922工作面日進(jìn)尺約6循環(huán)，每循環(huán)0.6m，根據(jù)以上煤層注水設(shè)計(jì)，工作面內(nèi)反復(fù)注水，保證了煤體充分濕潤，注水后，割煤期間煤體片幫范圍以及片幫次數(shù)明顯減少，基本杜絕了割煤期間停煤機(jī)釋放瓦斯情況，根據(jù)考察，相同產(chǎn)量的情況下，回風(fēng)瓦斯最大值由0.7%降到0.55%以內(nèi)，瓦斯涌出量減少約2.4m3/min.

注水前回風(fēng)瓦斯情況：

四、結(jié)語

（1）通過煤層注水，提高煤體塑性強(qiáng)度，降低煤體彈性強(qiáng)度，從而減少割煤期間煤壁片幫情況發(fā)生，降低瓦斯突出危險(xiǎn)。

（2）通過煤層注水，增加煤體含水飽和度，煤體滲透性降低，從而達(dá)到抑制瓦斯涌出的目的。

（3）通過煤層注水，降低回風(fēng)瓦斯?jié)舛龋岣吖ぷ髅娈a(chǎn)量，保障了工作面安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

曹明（1986-），男，安徽宿州市人，2009年畢業(yè)于湖南科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，通風(fēng)工程師，現(xiàn)在恒源煤電股份有限公司祁東煤礦從事瓦斯防治技術(shù)工作。