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[摘 要]随着矿井综采机械化程度的不断提高，煤矿尘害问题日趋突出。矿井综采工作面回采时产生的粉尘不仅影响作业环境、危害职工身体健康，而且能加速机械的磨损，在一定的条件下也会发生粉尘爆炸，酿成重大灾害，对职工的人身及矿井安全构成极大威胁。煤层注水是综采工作面最有效的主动防尘措施之一；不但能有效减少综采工作面煤尘的产生，而且能够改变煤体的多种物理力学性质，减少煤层自燃发火，对综采工作面的安全生产具有重大的意义。
[关键词]综采工作面；煤层注水；防尘
中图分类号：TD714.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0171-01
一、煤层注水的方式设计及优缺点对比。
（一）按孔深设计可分为深孔注水和浅孔注水。
1、深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔。一般孔深为L=L1-M（L：钻孔长度m；L1：工作面长度m；M：煤层透水性和钻孔方向有关的参数（煤层透水性强一般取1/3L1），孔径75～100mm，孔间距5～10m，开孔位置距地板高度小于1.5m，用水泥浆或化学材料封孔后即可开始注水，注水孔超前回采工作面煤壁20～50m为宜。单孔应注水量（m3）Q=KLBMWq（K：孔漏水及钻孔前方煤体吸水系数，一般取1.1；L：孔深m；B：孔间距m；M：煤层厚度m；W：煤的密度，一般取1.3t/m3；q：吨煤注水量）。高瓦斯、突出煤层可利用工作面两巷停抽的顺层抽钻孔进行合茬深孔注水。
2、浅孔注水是在综采工作面上出口向下5m至下出口向上5m范围，沿工作面倾向在煤层靠近中部的软分层中按间距3m布置注水孔。采用气动手持式钻机或风钻垂直煤壁施工钻孔，孔径为42mm或70mm；孔深6～10m。注水时，橡胶自动封孔器应伸入孔内不小于1.5m，单孔注水时间应上不少于60分钟。当发现水由煤壁或相邻注水孔中流出时，或者工作面注水时发现煤壁严重片帮时，停止注水；注水孔应保持不低于2m的超前距。
（二）按注水动力方式可设计为静压注水和动压注水。
1、静压注水即通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。注水压力控制在2.5～5Mpa。
2、动压注水即通过钻孔并利用注水泵提供的动压力将水注入煤层中。注水工作压力为5～8Mpa。
静压注水工序、操作简单，但注水压力低，水不能完全渗入到中等以上硬度煤层中，达不到充分湿润煤体的目的，注水效果差。动压注水能充分湿润煤体，减尘效果好；但会因压力过大导致孔口煤壁严重破坏而使注水孔报废，且对封孔质量要求较高，需要投入设备和人力较多。在实际煤层注水过程中，可利用自动切换装置来实现静、动压注水的相互补充；要求煤壁渗水停止动压注水后，静压注水不停，逐渐扩大湿润区，不仅达到煤体充分湿润的效果，也大大提高了减尘的目的。
二、综采工作面煤层注水的实际应用。
张集矿随着开采深度的加大，煤体的密度增大，渗透性降低，煤层注水难度也不断加大。因此，我们对煤层注水方式和钻孔布置进行设计改进。
（一）注水方式设计选择及钻孔布置。
根据张集矿1414（3）工作面现场条件，选择利用该工作面回风顺槽现有停抽的顺层钻孔（也可按深孔设计要求进行），采用动、静压相结合的注水方式，同时采用自主设计制作的多孔动静压控制转换装置（主要集阀门、流量计、分水器于一体），实现向多个钻孔同时注水。
（二）注水工艺及流程。
供水管路（水源）→高壓水管（Φ51mm）→闸阀（Φ51mm）→水泵→动静压控制转换装置→高压水管（Φ51mm）→压力表（0～16Mpa）→流量计（0～5m3/h）→高压水管（Φ51mm）→钻孔（1号、2号、3号）。
（三）在张集矿1414（3）工作面实验测得数据如表1：
由表1可知：只有在3MPa以上时，煤层才能注入水，但超过7MPa大流量注水，钻孔在几小时内可能导至钻孔周围煤壁泄水，而迫使钻孔报废。现场实验得知张集煤矿采用动压注水压力在3～5MPa为宜。
为防止高压力、大流量的动压注水导致的煤壁泄水，选择动静相互交替的方式注水，既可保证一定的注水流量，又不会因煤壁泄水而使钻孔报废，实验测得：开始注水按每30min和1h动、静交替进行，注水流量在28L/min左右；24h静压注水后（能保持在25L/min左右），换成动压注水40min，然后再连续2h以上的静压注水，注水流量可在20L/min以上，直至煤壁渗水为止。
三、煤层注水效果分析
1、每3个注水孔为一组，采用动、静压结合的方式注水后，对1414（3）工作面距回采煤壁20～60m的煤体进行取样分析化验得出结论如表2：
由表2可知：注水后煤体平均含水率可达4.3%。
2、1414（3）工作面煤层注水后总粉尘浓度如表3：
由表3可知：煤层注水后，总粉尘平均除尘率可达62%。
四、结论
采用动、静压结合的方式对综采工作面进行煤层注水，不仅提高了煤层注水质量，降低了工作面总粉尘量，有效地降低了煤尘爆炸的可能性；也大大节省了员工劳动强度，减少了职业病的发生，给员工的身心健康带来益处。此煤层注水方式值得在综采工作面大力推广，具有广阔的使用价值。
参考文献：
[1] 王志民.回采面静压注水参数的选择[J]. 山东煤炭科技，1991，04.
作者简介：
谢忠领，1979年4月，男，现工作于淮南矿业集团安监局。
[关键词]综采工作面；煤层注水；防尘
中图分类号：TD714.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0171-01
一、煤层注水的方式设计及优缺点对比。
（一）按孔深设计可分为深孔注水和浅孔注水。
1、深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔。一般孔深为L=L1-M（L：钻孔长度m；L1：工作面长度m；M：煤层透水性和钻孔方向有关的参数（煤层透水性强一般取1/3L1），孔径75～100mm，孔间距5～10m，开孔位置距地板高度小于1.5m，用水泥浆或化学材料封孔后即可开始注水，注水孔超前回采工作面煤壁20～50m为宜。单孔应注水量（m3）Q=KLBMWq（K：孔漏水及钻孔前方煤体吸水系数，一般取1.1；L：孔深m；B：孔间距m；M：煤层厚度m；W：煤的密度，一般取1.3t/m3；q：吨煤注水量）。高瓦斯、突出煤层可利用工作面两巷停抽的顺层抽钻孔进行合茬深孔注水。
2、浅孔注水是在综采工作面上出口向下5m至下出口向上5m范围，沿工作面倾向在煤层靠近中部的软分层中按间距3m布置注水孔。采用气动手持式钻机或风钻垂直煤壁施工钻孔，孔径为42mm或70mm；孔深6～10m。注水时，橡胶自动封孔器应伸入孔内不小于1.5m，单孔注水时间应上不少于60分钟。当发现水由煤壁或相邻注水孔中流出时，或者工作面注水时发现煤壁严重片帮时，停止注水；注水孔应保持不低于2m的超前距。
（二）按注水动力方式可设计为静压注水和动压注水。
1、静压注水即通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。注水压力控制在2.5～5Mpa。
2、动压注水即通过钻孔并利用注水泵提供的动压力将水注入煤层中。注水工作压力为5～8Mpa。
静压注水工序、操作简单，但注水压力低，水不能完全渗入到中等以上硬度煤层中，达不到充分湿润煤体的目的，注水效果差。动压注水能充分湿润煤体，减尘效果好；但会因压力过大导致孔口煤壁严重破坏而使注水孔报废，且对封孔质量要求较高，需要投入设备和人力较多。在实际煤层注水过程中，可利用自动切换装置来实现静、动压注水的相互补充；要求煤壁渗水停止动压注水后，静压注水不停，逐渐扩大湿润区，不仅达到煤体充分湿润的效果，也大大提高了减尘的目的。
二、综采工作面煤层注水的实际应用。
张集矿随着开采深度的加大，煤体的密度增大，渗透性降低，煤层注水难度也不断加大。因此，我们对煤层注水方式和钻孔布置进行设计改进。
（一）注水方式设计选择及钻孔布置。
根据张集矿1414（3）工作面现场条件，选择利用该工作面回风顺槽现有停抽的顺层钻孔（也可按深孔设计要求进行），采用动、静压相结合的注水方式，同时采用自主设计制作的多孔动静压控制转换装置（主要集阀门、流量计、分水器于一体），实现向多个钻孔同时注水。
（二）注水工艺及流程。
供水管路（水源）→高壓水管（Φ51mm）→闸阀（Φ51mm）→水泵→动静压控制转换装置→高压水管（Φ51mm）→压力表（0～16Mpa）→流量计（0～5m3/h）→高压水管（Φ51mm）→钻孔（1号、2号、3号）。
（三）在张集矿1414（3）工作面实验测得数据如表1：
由表1可知：只有在3MPa以上时，煤层才能注入水，但超过7MPa大流量注水，钻孔在几小时内可能导至钻孔周围煤壁泄水，而迫使钻孔报废。现场实验得知张集煤矿采用动压注水压力在3～5MPa为宜。
为防止高压力、大流量的动压注水导致的煤壁泄水，选择动静相互交替的方式注水，既可保证一定的注水流量，又不会因煤壁泄水而使钻孔报废，实验测得：开始注水按每30min和1h动、静交替进行，注水流量在28L/min左右；24h静压注水后（能保持在25L/min左右），换成动压注水40min，然后再连续2h以上的静压注水，注水流量可在20L/min以上，直至煤壁渗水为止。
三、煤层注水效果分析
1、每3个注水孔为一组，采用动、静压结合的方式注水后，对1414（3）工作面距回采煤壁20～60m的煤体进行取样分析化验得出结论如表2：
由表2可知：注水后煤体平均含水率可达4.3%。
2、1414（3）工作面煤层注水后总粉尘浓度如表3：
由表3可知：煤层注水后，总粉尘平均除尘率可达62%。
四、结论
采用动、静压结合的方式对综采工作面进行煤层注水，不仅提高了煤层注水质量，降低了工作面总粉尘量，有效地降低了煤尘爆炸的可能性；也大大节省了员工劳动强度，减少了职业病的发生，给员工的身心健康带来益处。此煤层注水方式值得在综采工作面大力推广，具有广阔的使用价值。
参考文献：
[1] 王志民.回采面静压注水参数的选择[J]. 山东煤炭科技，1991，04.
作者简介：
谢忠领，1979年4月，男，现工作于淮南矿业集团安监局。