综采工作面煤层动压注水技术研究.pdf

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1、Q：Qi工)ChinaNeWTechnolo西esandProducts工业技术综采工作面煤层动压注水技术研究nI李峰(淮南矿业集团新庄孜矿，安徽淮南232072)摘要：本文以新庄孜矿66207工作面为工程背景，系统研究了煤层动压注水在工作面的应用，研究证明：通过煤层注水不仅可以从根本上改变煤体物理力学性质，增强其抗剪强度，有效遏制煤壁片帮为工作面安全高效开采提供了技术保证，实现了生产、安全与经济三重效益。关键词：综采工作面；松软煤层；动压注水；煤壁浅孔；两巷深孔中图分类号：TD713文献标识码：A1概述3．1煤壁浅孔注水采钻孔间距超过

2、10m时，沿煤层倾斜新庄孜矿属近距离煤层群开采，(1)注水孔间距方向施工注水钻孔，孔深不小于80m。开采引起的本煤层以及煤层与煤层之B7原煤含水率为2．0％，垂直煤壁两巷深孔注水时，压力为3-5MPa，并间产生的复杂应力场和位移场相互影施工一个10m的钻孔进行注水，煤壁根据煤体的膨胀情况及时对压力进行响，矿压显现的时空关系复杂。目前，浸湿后停止注水，并在1h后沿倾斜距适当调整。制约综采工作面高产高效的主要因素离lm、2m、3m、4m处施工测试孔，4注水效果评价是煤壁易片帮、掉顶，针对这种现象，并沿孔深每隔lm收集煤屑进行全水分煤层注水不

3、仅增加了煤的水分，控制煤壁片帮、掉顶关键在于从根本实验，实验结果如1图所示。使煤得到湿润，还可以降低煤的脆性，上提高煤体的硬度及粘结力，煤层注注水水流沿煤层的倾斜渗透大于增强其塑性，起到固结煤壁，减少片水是最为简单、经济的手段。走向渗透，煤体含水率沿着以开孔位帮的作用⋯。2工程背景置为中心的圆弧轨迹逐步降低，从图煤体初始含水率为2．0％，实66207工作面标高一721m一793m，中可以看出，半径2m范围内的煤体湿验中煤体含水率为2．1-5．1％，由实呈“刀把”布置，短面倾斜长88m，润效果较好，同时考虑到注水对倾斜验数据分析得出煤体含

4、水率与抗压走向长130m，长面倾斜长132m，走上侧煤体的湿润效果要小于下侧煤体，强度之间的拟合曲线方程为：Y=一向长400m，主要开采B7a煤及其底煤，因此，注水孑L间距确定为3m。0．1408x+1．3579x一0．616，为一条抛物其中BTa煤厚1．0～3．2m，底煤厚1．0m，(2)注水孔布置线，由此得出，随着煤体含水率增加，中间含一层1．0m厚的泥岩，工作面采浅孔注水钻孔垂直于工作面煤壁其抗压强度有随之增大的趋势，当含高3．2m，平均倾角30。。66207工作施工，开孔位置距顶板1．0～1．5m处的水率超过一定值后，煤体抗压强

5、度又面在回采期间将过3个地质异常区以煤体中，并向下略带2～4o水平角，孔呈减小趋势，计算得知当煤体含水率及褶曲构造带，地质条件极其复杂，深度不小于8m，采用FKss一71／5型在4．8％左右时，其抗压强度达到最大回采期间易发生片、漏、冒事故。水力膨胀封孔器，自动实现封孑L。值，为2．7MPa。现场注水到位后，煤3煤层注水技术工艺(3)注水压力机滚筒割过的煤壁有着清晰的截割痕煤层注水采用两巷深孑L与煤壁浅注水压力为3MPa时，注水时间最迹，并且在较长一段时间内无碎煤片孔注水相结合的方式，通过泵站将静长，效果最好。压力过大，煤壁会在落现象，

6、多处采高超过3．2m的煤壁仍压水转化成动压水对煤体进行注水。短时间内因水压冲击发生片帮；压力完整呈立面状，基本杜绝了片帮掉顶过小，煤体深处现象，节约了大量的化学材料以及木5得不到有效的渗料，减少了人员进入煤帮作业次数，透，后期割煤期为安全生产提供了可靠的技术保证。间工作面煤尘较结语4大。从上述分析中我们可以看出，通3．2两巷深孔过注水不仅改变了煤体的物理力学性注水质，增强煤体塑形，同时煤壁可以得3燥体含水率／掰工作面两巷到有效固结，有效防控了煤壁片帮、≈-利用抽采顺层钻掉顶，节约了大量的化学材料，消除30“进荇lJ层，矗u，J、’了安全

7、隐患，最大程度上保证工作面2．3．5当工作面采距钻安全回采，实现了生产、安全与经济4．0孔30m时，将抽的三重效益。=■—=一45。．50采⋯软”管去除，’并参考文献1234使用加工的套管【1】孟亚鹏．综放工作面煤体注水效果将注水管连接至研究Ⅱ】．山东煤炭科技，2010(4)：测式亍L距注水孑L倾斜距离搬抽采孔进行24小】15一】】6．图1注水湿润半径分布趋势图时循环注水。抽一76一中国新技术新产品