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煤層注水在煤礦安全中的應(yīng)用及效果淺析

作者:孫文標(biāo) 劉輝 趙宏偉  
評(píng)論: 更新日期:2010年10月20日

  2.3 減小工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?/p>

  煤層注水對(duì)治理瓦斯的作用,不僅表現(xiàn)在預(yù)防煤與瓦斯突出,而且也表現(xiàn)在減小工作面生產(chǎn)時(shí)回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋湓蛴?個(gè)。

  (1)濕潤(rùn)煤體中的水分對(duì)瓦斯的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用,使一部分瓦斯在煤體破壞后不涌入采掘空間而是隨煤體被運(yùn)出工作面。

 ?。?)打孔破壞了煤體內(nèi)原有的煤-瓦斯體系的平衡,注水前后則形成了新的煤-瓦斯-水三相體系,體系的這些變化都會(huì)導(dǎo)致瓦斯的涌出。

  鄭州煤炭工業(yè)集團(tuán)公司裴溝煤礦的25031工作面在淺孔注水工作中,注水前干孔孔口瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)2%以上,注水后的濕孔孔口瓦斯?jié)舛葎t可超過(guò)4%。該工作面注水之后生產(chǎn)過(guò)程中瓦斯超限次數(shù)明顯減少。安徽恒源煤電股份有限公司625采煤工作面進(jìn)行煤壁注水以后,瓦斯絕對(duì)涌出量降低幅度在29.4%~33.3%之間。陽(yáng)泉3號(hào)煤層在煤壁實(shí)施淺孔注水后,采煤班作業(yè)時(shí)瓦斯涌出量平均降低了25.07%。

  2.4 防治沖擊地壓

  煤層注水防治沖擊地壓的機(jī)理是:高壓注水改變了煤體的裂隙結(jié)構(gòu),使煤體脆性減弱,塑性增強(qiáng)。促使煤壁前方塑性變形區(qū)(卸壓帶)加寬,使集中壓力區(qū)(彈塑性變形區(qū))向煤壁深處移動(dòng)并加寬,減弱了壓力集中程度,緩和了煤體壓力潛能的積聚,從而預(yù)防沖擊地壓的發(fā)生或使其強(qiáng)度減弱。撫順勝利礦采用煤層注水防治沖擊地壓,收到較好效果。其對(duì)比情況見(jiàn)表2。

表2 撫順勝利礦預(yù)防沖擊地壓效果

工作面類別

最大壓力位置/m

壓力集中系數(shù)

增壓邊界與煤壁距離/m

干工作面

工作面前方5

2.5

<14

濕工作面

工作面前方10

1.4

1020

  2.5 防火與降溫

  分層法開(kāi)采厚或特厚易燃煤層時(shí),在放頂后,向采空區(qū)注水,或在放頂前用水遍灑放頂步距條帶,能起到防火作用。因?yàn)樽⑺竺后w的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量增大,使煤體的溫度不易升高,如果頂板為泥質(zhì)巖石,則此法效果更佳,注水(或?yàn)⑺┖?,冒落的矸石濕?rùn),膨脹成再生頂板,覆蓋浮煤,減少漏風(fēng),從而抑制了采空區(qū)的浮煤氧化。陜西崔家溝礦和徐州大黃山礦采用此法防火均取得了良好效果。溫度較低的冷水注入煤體后,由于水有較大的比熱容和汽化潛熱,對(duì)高溫工作面的降溫也是有利的。

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