河东矿1106回采工作面煤层注水技术研究

李金龙 薛 斐

（1.山西煤炭职业技术学院，山西省太原市，030024；2.中国矿业大学 （北京）资源与安全工程学院，北京市海淀区，100083）

河东矿1106回采工作面煤层注水技术研究

李金龙1薛 斐2

（1.山西煤炭职业技术学院，山西省太原市，030024；2.中国矿业大学 （北京）资源与安全工程学院，北京市海淀区，100083）

论述了河东矿1106回采工作面煤层注水工艺，选取进回风巷及回采工作面上多个测点进行了测定，从煤层水分增量和降尘率两个方面进行了粉尘的测定数据分析。分析结果为进回风巷各测点煤层水分增量大于1%，工作面4个测尘点的降尘率均在80%以上。

回采工作面 煤层注水 水分增量 降尘率 河东矿

1 注水工作面概况

河东矿1106回采工作面煤层埋藏深度为280 m，缓倾斜煤层，结构简单，不含夹矸，平均厚6.6 m，1106工作面走向长度为1108 m，倾向长度为206 m，煤层倾角为2°～10°，平均为5°，采高为3 m，放煤高度为3.3 m，顶板和底板遇水均无明显滑动和底臌现象。煤层普氏硬度为2.08，稳定程度属稳定Ⅰ类。工作面煤的原有水分为1.74%，孔隙率为5.32%，属渗透性较好的煤层。煤层无自燃性、无爆炸性。

1106工作面水文地质条件简单，涌水主要来自上覆老顶砂岩弱含水层的裂隙水，回采过程中正常涌水量2 m3／h。

2 煤层注水工艺

2.1 注水方式

根据河东矿1106回采工作面煤层的渗透特性、开采深度、煤层倾角及阶段斜长等情况，选择工作面动压区双向平行长钻孔脉动注水方式。注水超前距离60 m，即从回风平巷打下向钻孔，由运输平巷打上向钻孔。

图1 煤层动压注水系统示意图

2.2 煤层注水参数

在确定注水方式之后，确定注水参数，保证注水工作顺利进行。注水钻孔直径42 mm，钻孔长度75 m，钻孔间距25 m，钻孔数目为82个，钻孔倾角为-3°或-4°，注水压力2.0 MPa，比注水量3.8 m3／kg，动压注水流量15～30 L／min，注水时间5 d，封孔长度6～8 m。

2.3 注水系统

1106回采工作面采用多孔动压注水系统，每次同时注3～5个孔。煤层动压注水系统见图1。

3 效果分析

注水效果表现在煤层被水分湿润的程度 （煤的水分增量方面）及煤尘浓度降低率 （降尘率）上。

表1 水分增量测试数据

3.1 水分增量的考察

煤层湿润程度的考察是针对某一钻孔两侧的煤体，距钻孔不同距离处取样进行全水分测定，并与注水前煤的全水分进行对比，从而求得水分增量。一般以煤体水分增加1%作为确定湿润范围的标准。

注水前后在钻孔两侧煤体中沿工作面推进方向取煤样进行水分化验分析，取出的煤样立即装进塑料薄膜袋内，扎紧密封。对煤样进行编号管理，见表1。水分增量标志着注水后煤层湿润及其均匀程度。由表1可知，煤层注水后，水分增量平均为1.435%，说明注水后达到了预期的效果。

3.2 降尘效果考察

为了考察煤层注水的降尘效率，采用AFQ-20A型采样器，在注水前和注水后对试验工作面的各尘源处的浮游粉尘浓度进行了测定。在尘源点煤壁掏槽200 mm深取新鲜煤样，取出的煤样立即装进塑料薄膜袋内，扎紧密封。对煤样进行编号管理，立即进行化验分析。粉尘测定地点为采煤机司机处、采煤机下风流10～15 m处、液压支架移架处、回风巷道25～30m处，由测尘工进行试验跟踪测定。其测点布置和测尘方法符合原煤炭部颁布试行的 《粉尘浓度和分散度测定方法》及 《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》。

表2 粉尘浓度及降尘效果

降尘率η的计算公式为：

式中：C1——开采未注水煤层时，尘源上风侧风流中的矿尘浓度，mg／m3；

C′1——开采注水煤层时，尘源上风侧风流中的矿尘浓度，mg／m3；

C2——开采未注水煤层时， 尘源下风侧风流中的矿尘浓度，mg／m3；

C′2——开采注水煤层时，尘源下风侧风流中的矿尘浓度，mg／m3。

在确定分析点之后，对分析点进行采样测定，测定结果及降尘效果如表2所示。

由表2可知，试验工作面注水前，采煤机司机处下风侧原始粉尘浓度平均753.75 mg／m3，注水后平均为136.25 mg／m3；煤层注水对煤炭运输过程中的降尘效果也很好，采煤机下风流10 m处原始粉尘浓度平均为772.25 mg／m3，注水后平均为154.5 mg／m3；液压支架移架处下风侧原始粉尘浓度平均为649.5 mg／m3，注水后平均为136.25 mg／m3；回风巷25～30 m处下风侧原始粉尘浓度平均为124 mg／m3，注水后平均为41.75 mg／m3，均已达到了预期目标。

实践证明，在河东矿1106回采工作面实施煤层注水工艺后，煤层水分增量大于1%，4个测尘点的降尘率在80%以上，注水效果和降尘效果非常显著，提高了工作面回风流的质量，使工作面的环境和劳动卫生条件得到极大的改善。

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Research on water injection at No.1106 mining face in Hedong Mine

Li Jinlong1，Xue Fei2
（1.Shanxi Coal Vocational Technical College，Taiyuan，Shanxi 030024，China；2.Faculty of Resources and Safety Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China）

The water injecting process at No.1106 mining face in Hedong Mine was described.The moisture increment and the dust removal rate of many sites in intake and return airways were measured.The measured data showed that the moisture increment was greater than 1%，and the dust removal rate on four sites at the mining face were greater than 80%.

mining face，water injection into coal seam，moisture increment，dust removal rate，Hedong Mine

TD714.4

A

李金龙 （1969-），男，汉族，山西代县人，讲师，硕士，研究方向是煤矿一通三防教学与研究。

（责任编辑 张艳华）