一種煤層注水加固煤壁的施工方法

聶 軍

(淮南礦業(yè)集團 謝橋礦掘進一隊, 安徽 淮南市 232058)

1 煤層注水加固煤壁的實現(xiàn)方式

謝橋煤礦12426下順槽(東)設計長度為1192 m，工作面標高-602～-683 m，煤層均厚3.0 m，煤層傾角12°～17°，采用錨網(wǎng)(索)支護。在巷道掘進過程中，由于受地質(zhì)構造、地壓等情況的影響，經(jīng)常出現(xiàn)煤層片幫、掉頂，對巷道的安全施工、成型質(zhì)量、粉塵控制以及瓦斯管理帶來很大難度，針對這種情況，通過對現(xiàn)場的多次勘察和試驗決定采用煤層注水加固煤壁的施工方式。具體操作方法如下。

(1) 現(xiàn)場準備好內(nèi)徑19 mm的鐵管、棉紗、聚氨酯、Ф16 mm高壓軟管、水表、注水裝置等材料、工具，提前加工注水裝置。

(2) 根據(jù)現(xiàn)場需要加固煤壁的部位、范圍，提前設計，并按設計要求進行注水鉆孔施工，也可以利用抽采鉆孔在抽采時間及抽采率滿足要求后直接用作注水鉆孔。

(3) 在鉆孔內(nèi)下一根1.5 m長的鐵管(鐵管一端帶絲，另一端距管口0.3 m處焊接一個擋板，在擋板處纏繞棉紗)，帶絲一端外漏鉆孔口0.2 m。

(4) 將聚胺脂與棉紗充分攪拌均勻后送至孔內(nèi)，封孔長度為1m，使聚胺脂充分凝固，(見圖1)。

(5) 在鐵管上管箍上安裝Ф16 mm直通，管箍一端與孔口的帶絲鐵管擰緊，采用Ф16 mm高壓軟管與注水裝置連接，注水裝置與泵站出水口連接。

(6) 開啟泵站和注水裝置(注水裝置進水管上安裝水表、卸壓閥和截止閥；調(diào)節(jié)好泵站壓力)上連接鉆孔的Ф16 mm截止閥，開始煤層注水(見圖2)。

2 現(xiàn)場操作注意事項

(1) 高壓軟管連接必須使用配套“O”型密封圈及專用“U”型卡連接，帶絲鐵管與管箍連接需纏繞生料帶，所有管路連接必須保證嚴密、不漏水。

圖1 注水鐵管的安裝

圖2 鉆孔注水裝置連接示意

(2) 注水期間在迎頭向后10 m處設置警戒牌，嚴禁其他人員進入注水場所，防止管路損壞壓力水沖擊傷人。

(3) 注水期間操作人員必須關注水表及壓力表，確保水壓力≤4 MPa。

(4) 注水期間，操作人員需關注孔內(nèi)注水情況，若注水鉆孔邊緣出現(xiàn)滲水時，立即關閉該鉆孔對應注水裝置上的截止閥，暫停該孔注水，等待30 min后再次注水，如仍然水則停止該孔注水。

(5) 若鉆孔與迎頭煤壁存在出水現(xiàn)象，則立即停止鉆場注水。

(6) 注水期間，若注水裝置及注水管路出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，關閉注水裝置上一級閘閥，并將注水裝置旁的卸壓閘閥打開，充分泄壓后進行處理，待處理完畢后，方可繼續(xù)進行注水。

(7) 注水結束后，關閉注水裝置上一級閘閥，并將注水裝置旁的卸壓閘閥打開，充分泄壓后，拆除注水裝置和與其連接的高壓軟管等材料。

3 煤層注水加固煤壁的優(yōu)、缺點

3.1 優(yōu) 點

(1) 注水加固煤壁后,煤層穩(wěn)固性有所提高，迎頭割煤煤層受力后不易發(fā)生局部片幫，減少因為煤層片幫、掉頂造成的瓦斯超限。

(2) 注水加固煤壁后，可減少掘進作業(yè)時回風流中的粉塵濃度，有利于職工身體健康。特別是在注水較為充分處，打幫作業(yè)時煤塵量減少非常明顯。

(3) 注水加固煤壁后，可以將煤層中賦存的瓦斯提前交換、釋放出來，減少煤層瓦斯含量、濃度。

(4) 突出煤層采取煤層注水加固煤壁后，可以起到增加保護煤柱厚度的效果，提高煤層掘進的安全性。

3.2 缺 點

(1)由于在迎頭注水，影響掘進月進尺量。

(2)鉆孔注水對鉆孔方位角及傾角精度要求較高。若鉆孔角度出現(xiàn)偏差，如打到頂板，會有頂板出水現(xiàn)象。

4 結束語

煤層注水加固煤壁的方法目前在謝橋礦12426下順槽(東)已經(jīng)得到了成功的應用。現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，采用該種施工方法后，煤層穩(wěn)固性得到明顯改善，迎頭進尺時煤塵濃度有所降低，井下作業(yè)人員的工作環(huán)境得到明顯改善。

經(jīng)過分析，此種方法如果進一步改進現(xiàn)場的操作方法，比如把握好注水的壓力和注水時間，并進一步優(yōu)化鉆孔的設計、施工工藝，效果將更加明顯，煤層注水加固煤壁的方法符合國家相關規(guī)范、規(guī)定的要求，值得推廣應用。

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