采煤工作面实施短孔注水降尘的实践.pdf

江西煤炭科技 J I AN GX I C OA L S C I E NC E T E C HN OL O GY 2 0 0 5年第 4期 NO． 4 2 0o 5 采煤工作面实施短孔注水降尘的实践 丁伟 民 ， 钟 才桂 ，曾晓明 丰城矿务局 ， 江西 丰城3 3 1 1 4 1 摘要 回采工作 面推行 注水降尘 ， 极 大地 降低 了工作面及 回风系统 的煤 尘 ， 改善 了作 业环境 ， 减 少和预 防职业病 的 发生。 关键 词 采煤工作面 注水 降尘 中图分类号 T D 7 1 4 ． 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 62 5 7 2 2 0 0 5 0 4 0 0 0 9 0 2 h ∞ D u s t R e mo v a l b y S h o r t o r i fi c e Wa t e r fl o o d i n g 0 n Wo a , i s F a t e s DI NG We i mi n， ZONONG Ca i ， Z ENG Xi a o mi n s F e n g c h e n g M i n i n g B u r e a u ， F e n g c h e ng， J i a n g x i 3 3 1 1 4 1 ， C h i n a A b s n m- t T h i s p a ．_q s a g e h a s i n tr o d u c e d a w a y o f d u s t r e mo v a l b y w a t e r fl o o d i ng ，w h i c h h a s r e d u c e d the a mo u n t o f d u s t i n w o r k i ng f a c e s a s w e l l a s i n a i r ret u l r l w a y 。imp r o v ed t h e w o r k i ng e n v i r o n me n t a n d h l p ed t o r e d u c e a n d p r e v e n t i n d ustr i al d i s e a s e s ． ‘ K e y w叼d 8 Mi n i ng Wo r k i n g F a c e s ；D u s t r e m o v al b y W a t e r fl o o d i n g ‘ 煤尘 爆 炸是 煤 矿 重 大 灾 害 源之 一 。它 不 仅 可 以燃 爆导致重大灾害事故 ， 而且还能够引起矿工的尘肺病。 开展煤 层 注水 工作 ， 是坚 持” 以人 为本 ” 、 关 心 职 工 、 关 爱 生命的重要体现， 是降低 回采工作 面煤尘 ， 预 防和减少 职业 病发生 的 主要途 径 ， 是切 实改 善 回采 工 作 面作 业 环 境 ， 保障井下一线矿工的身体健康 和生命 安全的需要 ， 也 是煤 矿企 业 搞 好安 全 生 产 的需 要 。 丰城 矿务 局 2 o o 5 年 3月 ， 首次在尚庄煤业公 司矿井 3 4 7工作面进行煤层 注 水试 验 ， 取得成 功 ， 目前 正在 全 局推广 。 用单 体液 压支 柱 配 合 铰 接 顶 梁 进 行 支 护 。煤 层 平 均 厚 度 2 ， l m， 煤层倾角 l 4 。 ～l 6 。 ， 工作面瓦斯相对涌出量 l 8 ～ 2 0 m 3 ／ t ， 绝对 涌 出量 4 ． 1 8～6 ． 5 m 3 ／ m i n ， 采 前 实施 了本 煤 层 瓦斯 抽放 ， 抽放 率 为 1 8 ． 2 ％ ， 煤层 注水 前 ， 主要是 依 靠 通风 除尘 、 洒 水 降 尘 以 及个 体 防 护 三 种 手段 ， 虽 然 有 一 定效 果 ， 但仍 达 不 到 规 定 要 求 。 放 炮 后 ， 工 作 面 乌 烟 弥漫 ， 煤 尘浓 度 高 达 1 5 0 mg , ／ m 3 ， 与 国家 职 业卫 生 标 准 相 差甚远 。 2 煤层 注水试验 1 概 况 2 ． 1 注水前的准备工作 尚庄矿 3 4 7工作面位于 一6 5 0 m水平中央采区东翼， 1 注水设备选型 采煤 工作面所使用的设备 见表 井 下 开采标 高 一6 2 0 m。该 工 作 面 采 用走 向长 壁 区 内后 1 。 退式采煤方法 ， 倾斜长度 1 4 0 m， 一次采全 高 ， 工作 面采 表 1 注水设备参数 2 Z F 一增强 l 9型封孑 L 器 高压封孑 L 器 用 于综采 面。 工作面， Z FA 2 2型封孔器 低压封孔器 用于炮采工作 3 注水供液系统 正常情 况下注水泵可与工作面 收稿 日期 2 X 50 72 0 9 维普资讯 的乳化液泵共用 ， 如果共用时压力不够， 或影响工作面 的 回柱放顶 。 则应增加一 台乳化液泵专门用 于注水 此 泵不用加乳化液 ， 注水时乳化泵中不加乳化液， 待注完 水后 再恢 复 往乳化 泵 中加乳 化 液 。 2 ． 2 具 体操 作 1 注水时间安排在检修放顶班。 ． ’ 2 钻孔布置。沿工作面倾斜 间隔 8～1 2 m用煤 电 钻在煤层 中打一排深为 3～6 m的水平孔 如图 1 ， 钻孔 应垂直煤壁。 孔径为 4 2～5 0 m m。根据煤层厚度确定钻 孔在煤层中的高度， 我局煤层厚度一般 为 2 ． 4～3 ． O m， 钻孔一般布置在距煤层顶板 1 ． O m的位置。 图 1 钻孔布置 示意 3 打钻时须将钻孔 内煤灰排尽 ， 用注液管连接在 煤层橡胶注水封孔器 膨胀胶管 上， 再插 入钻 孔 内， 封 孔器必须完全插入煤层钻孔 内 深度为 O ． 5 ～1 ． 5 m为最 佳 ， 再进行封孔注水。注水完毕后 ， 拔 出封孔 器， 再进 行下一个孔的注水 ， 依此类推， 直至将工作面全部注水 完毕 。 4 注水时间和注水量控制。利用乳化泵供液系统 作高压注水动力 ， 注水时应根据各煤层特性来确定注水 时间和 注水 量 ， 一般 每个 钻 孔注 水 时间 为 1 0～2 0 m i n ， 注 水量约为 1 ～1 ． 5 t 根据泵站的压力、 流速推算 ， 实际以 见顶板渗透水为宜。 5 注水时， 可根据工 作面循环进度和孔深确定注 水进度 ， 也可 以把工作面分成上下段注水。每采完一个 循环 ， 在下一个循环中， 继续进行。依此类推， 直至工作 面全部采完 ， 即完成整个采 面的注水工作。 3效 果 2 0 0 5年 3月起 ， 尚庄煤业公司矿井在 3 4 7采面煤层 实行注水试验 ， 利用放顶班打孔注水 ， 孔深 5 m， 每 8 m布 置一个 钻孔 ， 每班 打孔 1 5个 ， 每孔 注水 约 1 t ， 试 验表 明 1 将压力水 注入煤层裂隙和空隙之中润湿煤体 ， 使 其强度和脆性 减弱， 塑性增加， 开采时就能减少煤尘 的 发生量 ， 还可以使 5微米以下的煤尘结团为较 大的尘粒 而 失去 悬浮 能力 ， 从 而减 少 浮尘 的发 生量 。 由 于煤 层 的 性质和注水条件 的不同， 煤层注水降尘效果大致在 5 0～ 9 o ％之 间。通过 3 4 7工 作面的测定 见表 2 ， 煤尘含量 平均降低了 8 7 ％， 炮后 已无 明显灰尘 ， 过去 煤尘厚厚地 堆 积 的现象 没有 了。 表 2 2 X 5 年 3 4 7工作面注水前后煤尘浓度对 比 注 实施注水前测定炮后 煤尘浓度为 1 4 2 ． 6 m g ／ m 3 。 2 利用橡胶封孔器注入高压水， 可以有效地排放瓦 斯气体 ， 同时通过注水 ， 改变了煤体的结构 ， 使瓦斯的吸 附性增大 ， 游离性减少， 对外释放速度变慢， 有利 于回采 工作面瓦斯的治理。从而减轻了瓦斯 的危害， 并 降低了 工作面的环境温度。经检测 ， 3 4 7工作面 回风瓦斯浓度 降低了 O ． 1 ％ ～0 ． 2 ％， 温度下降了 2 ℃ ～3 ℃。 4 注水中应考虑的几个问题 1 注水前生产科要针对本矿本区域内的煤层情况 ， 编制好煤层注水方案 ， 收集好注水方面 的资料 ， 根据 资 料确定合理的钻孔布置位置、 间距 、 深度、 注水时间和注 水量 、 泵站压力 、 注水后工作面允许推进度等相关参数。 1 O 2 应根据实际工作压力、 封孔直径， 正确选定相应 规格 、 型号的橡胶注水封孔器。严禁将低压封孔器代替 高压封孔器用于综采工作面。 3 使用前应检查橡胶 注水封孔器与高压管线连接 情况 ， 防止高压线管脱落进 出造成事故， 检查喷水嘴是 否连接牢固， 保证注水封孔质量。 4 钻孔 深 度应 大 于封 孔器 长度 2 ～3 m。 5 为保证注水安全 ， 必须编制有针对性的安全技术 措施 。 编辑叶忠群傅 兴维 维普资讯