采煤工作面深孔特高壓煤體注水研究

陳彬+劉運建

摘 要：傳統的注水方式是將注水壓力固定到某一定值進行注水，此種注水方式雖然較為簡單，但單孔注水量較少，水分在煤層中的滲透效果較差，煤的含水率較低。煤層裂隙、孔隙的發育程度是煤層注水難易程度的兩個重要因素。

關鍵詞：逾裂增滲；深孔；特高壓；煤體注水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.049

0 引言

隨著煤礦開采強度的不斷加大，煤層注水是一種積極主動的有效減塵方法，煤層裂隙、孔隙的發育程度是煤層注水難易程度的兩個重要因素。進行“綜采（放）工作面煤層注水防塵卸壓技術研究”，以“逾裂增滲”為基礎，研究應力-裂隙孔隙-滲流之間的內在規律，分析煤層注水中的應力分布與裂隙孔隙動態演化過程以及流體滲流、運移特征，達到提高注水效果進而防治粉塵、延長自然發火期、減少沖擊地壓的目的。注水壓力采用波動的方式，在15～20MPa之間波動，結合工作面日推進距離，進行注水鉆孔的施工作業，停注、開注以及動、靜壓注水交替正常。

1 煤層注水現場布置方案

1001工作面面長246m，根據工作面回采綜合地質圖以及工作面現場實際布置分析，將改造材料巷與工作面之間區域作為“煤層高壓注水逾裂增滲潤濕技術研究”現場施工區域。將注水泵放于平板車上，置于停采線位置，采用Φ25mm高壓膠管向煤壁動壓注水鉆孔提供高壓水，以方便日后對施工區域進行供液。煤層注水進行單向注水鉆孔設計，并采用動靜壓配合的注水方式，即工作面軌順采取動靜壓相結合的注水方式，以考察不同注水方式對注水流量的影響作用以及工作面采動作業對注水流量的影響作用范圍。當軌順鉆設完成的注水鉆孔距離工作面100m范圍外，采用高壓水連接注水鉆孔進行動壓注水。為了有效降低采動作業對前期注水工作的影響，采取鉆孔由停采線開始向工作面方向布置，即距離停采線10m位置處為1#鉆孔，依次向工作面方向布設注水鉆孔。每個鉆孔配備獨立的流量表，每班統計注水效果以及觀測注水流量隨推進工作面的變化情況，以便觀測動壓區與靜壓區具體范圍界限等。

2 煤層注水鉆孔布置方式

1001工作面采用軌順單向鉆孔布置。且軌順中鉆孔開孔位置距巷道底板1.5m左右，終孔距頂板2 m左右，鉆孔長度設計120m。軌順中第一個鉆孔離停采線10m，相鄰兩個鉆孔相距10m，鉆孔從停采線位置依次向工作面方向鉆設布置，編號依次向工作面方向增加。

3 注水鉆孔封孔方式

根據前期現場封孔試驗與實踐經驗，封孔長度約20m較為合適。先將兩端焊接有Φ65mm特制卡盤的鋼管置于鉆孔內20m左右位置，使得底部卡盤約處于在距離孔口20m左右位置，底部卡盤與端部卡盤外纏繞適量的棉紗，防止壓注封孔劑溢入鉆孔和過量溢出鉆孔封孔段，堵塞注水通道。封孔劑注漿管采用鋼管，鋼管端部焊接端部卡盤，鉆孔內側可改為10m左右長度的鋼管或PVC管作為注漿管路，將封孔材料注入鉆孔封孔區段。封孔劑封孔時，備齊材料，先用機油試泵運行狀況，連接好管路，再將封孔材料的兩種原料倒入兩個小桶內，啟動泵進行壓注。在壓注過程中，隨時觀察封孔材料注入流量，保持均勻的速度，直至起壓或孔周圍滲出封孔劑；當封孔劑用量較大時，應立即停止，可能出現封孔劑往里滲漏堵塞注水孔。封完孔后應用機油清洗注封孔劑專用泵。

參考文獻：

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