论文部分内容阅读
摘 要：煤层注水在工作面瓦斯治理过程中起到非常重要的作用。煤层注水能够改变煤体的力学性质，此过程中煤体渗透性降低，同时煤体塑性强度增加，从而达到抑制瓦斯涌出的目的。
关键词：采煤工作面；煤层注水；瓦斯涌出
祁东煤矿9煤层为松软、低透气性煤层，工作面回采过程中，受割煤扰动影响，煤体中大量的吸附瓦斯转变为游离状态释放到回风流中，影响生产安全。为此，通过对风巷顺层钻孔以及工作面面内采取注水措施，增加煤体塑性，从而降低割煤期间的煤体瓦斯涌出，解决工作面回风流瓦斯问题。
一、工作面概况
922工作面位于井田西翼一水平二采区，9煤平均煤厚3.5m。透气性系数0.0429，坚固性系数为0.16。922工作面处于82煤卸压保护范围内，82煤回采期间受条件限制，未对下覆9煤层进行卸压抽采。922工作面回采前，风机巷施工工作面顺层抽采钻孔，抽采效果不佳，割煤期间伴随煤壁片帮情况、煤体中大量的吸附瓦斯转变为游离状态，割煤期间经常出现，停煤机释放瓦斯情况，回风瓦斯最大达到0.7%，经分析瓦斯主要来源为本煤层瓦斯，围绕本煤层瓦斯治理主要采取煤层注水措施。
二、煤层注水设计
1、利用风巷顺层钻孔进行静压注水
回采前施工的风巷顺层钻孔，垂直巷帮间距5m布置，孔深110m，因煤层松软、透气性差，抽采效果不佳，回采前钻孔浓度基本上在5%以下，工作面回采前超前100m范围内钻孔甩孔，进行静压注水，水压5MPa，依次向前进行甩孔注水，超前工作面约100m.经统计，单孔注水量约2.5m3.
2、工作面施工注水钻孔
根据统计分析，容易片帮瓦斯大的位置基本在40架以上，工作面面内每2架施工一个注水孔，孔深8m，钻孔直径42mm；封孔器封孔深度不少于3m，整个工作面先用静压水注，水压约5MPa，然后对40架以上位置进行二次注水，改用高压水注，注水压力控制在8MPa，注水至煤壁向外渗水、相邻注水孔出水或煤壁片帮为止。经统计，单孔注水量约0.2-0.6m3.
三、煤层注水效果分析
922工作面日进尺约6循环，每循环0.6m，根据以上煤层注水设计，工作面内反复注水，保证了煤体充分湿润，注水后，割煤期间煤体片帮范围以及片帮次数明显减少，基本杜绝了割煤期间停煤机释放瓦斯情况，根据考察，相同产量的情况下，回风瓦斯最大值由0.7%降到0.55%以内，瓦斯涌出量减少约2.4m3/min.
注水前回风瓦斯情况：
四、结语
（1）通过煤层注水，提高煤体塑性强度，降低煤体弹性强度，从而减少割煤期间煤壁片帮情况发生，降低瓦斯突出危险。
（2）通过煤层注水，增加煤体含水饱和度，煤体渗透性降低，从而达到抑制瓦斯涌出的目的。
（3）通过煤层注水，降低回风瓦斯浓度，提高工作面产量，保障了工作面安全生产。
參考文献
[1]佚名.煤层注水治理瓦斯灾害流固耦合关系研究[J].能源与环保，2018，40（12）：6-11.
[2]王春光.低含量超强开采工作面瓦斯异常涌出防治技术[J].中国安全科学学报，2017，27（1）：71-76.
[3]陈庆伟.3207工作面瓦斯治理安全技术措施研究分析[J].山东煤炭科技，2018（5）：83-85.
作者简介：
曹明（1986-），男，安徽宿州市人，2009年毕业于湖南科技大学采矿工程专业，通风工程师，现在恒源煤电股份有限公司祁东煤矿从事瓦斯防治技术工作。
关键词：采煤工作面；煤层注水；瓦斯涌出
祁东煤矿9煤层为松软、低透气性煤层，工作面回采过程中，受割煤扰动影响，煤体中大量的吸附瓦斯转变为游离状态释放到回风流中，影响生产安全。为此，通过对风巷顺层钻孔以及工作面面内采取注水措施，增加煤体塑性，从而降低割煤期间的煤体瓦斯涌出，解决工作面回风流瓦斯问题。
一、工作面概况
922工作面位于井田西翼一水平二采区，9煤平均煤厚3.5m。透气性系数0.0429，坚固性系数为0.16。922工作面处于82煤卸压保护范围内，82煤回采期间受条件限制，未对下覆9煤层进行卸压抽采。922工作面回采前，风机巷施工工作面顺层抽采钻孔，抽采效果不佳，割煤期间伴随煤壁片帮情况、煤体中大量的吸附瓦斯转变为游离状态，割煤期间经常出现，停煤机释放瓦斯情况，回风瓦斯最大达到0.7%，经分析瓦斯主要来源为本煤层瓦斯，围绕本煤层瓦斯治理主要采取煤层注水措施。
二、煤层注水设计
1、利用风巷顺层钻孔进行静压注水
回采前施工的风巷顺层钻孔，垂直巷帮间距5m布置，孔深110m，因煤层松软、透气性差，抽采效果不佳，回采前钻孔浓度基本上在5%以下，工作面回采前超前100m范围内钻孔甩孔，进行静压注水，水压5MPa，依次向前进行甩孔注水，超前工作面约100m.经统计，单孔注水量约2.5m3.
2、工作面施工注水钻孔
根据统计分析，容易片帮瓦斯大的位置基本在40架以上，工作面面内每2架施工一个注水孔，孔深8m，钻孔直径42mm；封孔器封孔深度不少于3m，整个工作面先用静压水注，水压约5MPa，然后对40架以上位置进行二次注水，改用高压水注，注水压力控制在8MPa，注水至煤壁向外渗水、相邻注水孔出水或煤壁片帮为止。经统计，单孔注水量约0.2-0.6m3.
三、煤层注水效果分析
922工作面日进尺约6循环，每循环0.6m，根据以上煤层注水设计，工作面内反复注水，保证了煤体充分湿润，注水后，割煤期间煤体片帮范围以及片帮次数明显减少，基本杜绝了割煤期间停煤机释放瓦斯情况，根据考察，相同产量的情况下，回风瓦斯最大值由0.7%降到0.55%以内，瓦斯涌出量减少约2.4m3/min.
注水前回风瓦斯情况：
四、结语
（1）通过煤层注水，提高煤体塑性强度，降低煤体弹性强度，从而减少割煤期间煤壁片帮情况发生，降低瓦斯突出危险。
（2）通过煤层注水，增加煤体含水饱和度，煤体渗透性降低，从而达到抑制瓦斯涌出的目的。
（3）通过煤层注水，降低回风瓦斯浓度，提高工作面产量，保障了工作面安全生产。
參考文献
[1]佚名.煤层注水治理瓦斯灾害流固耦合关系研究[J].能源与环保，2018，40（12）：6-11.
[2]王春光.低含量超强开采工作面瓦斯异常涌出防治技术[J].中国安全科学学报，2017，27（1）：71-76.
[3]陈庆伟.3207工作面瓦斯治理安全技术措施研究分析[J].山东煤炭科技，2018（5）：83-85.
作者简介：
曹明（1986-），男，安徽宿州市人，2009年毕业于湖南科技大学采矿工程专业，通风工程师，现在恒源煤电股份有限公司祁东煤矿从事瓦斯防治技术工作。