一种煤层注水加固煤壁的施工方法

聂 军

(淮南矿业集团 谢桥矿掘进一队, 安徽 淮南市 232058)

1 煤层注水加固煤壁的实现方式

谢桥煤矿12426下顺槽(东)设计长度为1192 m，工作面标高-602～-683 m，煤层均厚3.0 m，煤层倾角12°～17°，采用锚网(索)支护。在巷道掘进过程中，由于受地质构造、地压等情况的影响，经常出现煤层片帮、掉顶，对巷道的安全施工、成型质量、粉尘控制以及瓦斯管理带来很大难度，针对这种情况，通过对现场的多次勘察和试验决定采用煤层注水加固煤壁的施工方式。具体操作方法如下。

(1) 现场准备好内径19 mm的铁管、棉纱、聚氨酯、Ф16 mm高压软管、水表、注水装置等材料、工具，提前加工注水装置。

(2) 根据现场需要加固煤壁的部位、范围，提前设计，并按设计要求进行注水钻孔施工，也可以利用抽采钻孔在抽采时间及抽采率满足要求后直接用作注水钻孔。

(3) 在钻孔内下一根1.5 m长的铁管(铁管一端带丝，另一端距管口0.3 m处焊接一个挡板，在挡板处缠绕棉纱)，带丝一端外漏钻孔口0.2 m。

(4) 将聚胺脂与棉纱充分搅拌均匀后送至孔内，封孔长度为1m，使聚胺脂充分凝固，(见图1)。

(5) 在铁管上管箍上安装Ф16 mm直通，管箍一端与孔口的带丝铁管拧紧，采用Ф16 mm高压软管与注水装置连接，注水装置与泵站出水口连接。

(6) 开启泵站和注水装置(注水装置进水管上安装水表、卸压阀和截止阀；调节好泵站压力)上连接钻孔的Ф16 mm截止阀，开始煤层注水(见图2)。

2 现场操作注意事项

(1) 高压软管连接必须使用配套“O”型密封圈及专用“U”型卡连接，带丝铁管与管箍连接需缠绕生料带，所有管路连接必须保证严密、不漏水。

图1 注水铁管的安装

图2 钻孔注水装置连接示意

(2) 注水期间在迎头向后10 m处设置警戒牌，严禁其他人员进入注水场所，防止管路损坏压力水冲击伤人。

(3) 注水期间操作人员必须关注水表及压力表，确保水压力≤4 MPa。

(4) 注水期间，操作人员需关注孔内注水情况，若注水钻孔边缘出现渗水时，立即关闭该钻孔对应注水装置上的截止阀，暂停该孔注水，等待30 min后再次注水，如仍然水则停止该孔注水。

(5) 若钻孔与迎头煤壁存在出水现象，则立即停止钻场注水。

(6) 注水期间，若注水装置及注水管路出现渗漏现象，关闭注水装置上一级闸阀，并将注水装置旁的卸压闸阀打开，充分泄压后进行处理，待处理完毕后，方可继续进行注水。

(7) 注水结束后，关闭注水装置上一级闸阀，并将注水装置旁的卸压闸阀打开，充分泄压后，拆除注水装置和与其连接的高压软管等材料。

3 煤层注水加固煤壁的优、缺点

3.1 优 点

(1) 注水加固煤壁后,煤层稳固性有所提高，迎头割煤煤层受力后不易发生局部片帮，减少因为煤层片帮、掉顶造成的瓦斯超限。

(2) 注水加固煤壁后，可减少掘进作业时回风流中的粉尘浓度，有利于职工身体健康。特别是在注水较为充分处，打帮作业时煤尘量减少非常明显。

(3) 注水加固煤壁后，可以将煤层中赋存的瓦斯提前交换、释放出来，减少煤层瓦斯含量、浓度。

(4) 突出煤层采取煤层注水加固煤壁后，可以起到增加保护煤柱厚度的效果，提高煤层掘进的安全性。

3.2 缺 点

(1)由于在迎头注水，影响掘进月进尺量。

(2)钻孔注水对钻孔方位角及倾角精度要求较高。若钻孔角度出现偏差，如打到顶板，会有顶板出水现象。

4 结束语

煤层注水加固煤壁的方法目前在谢桥矿12426下顺槽(东)已经得到了成功的应用。现场观察发现，采用该种施工方法后，煤层稳固性得到明显改善，迎头进尺时煤尘浓度有所降低，井下作业人员的工作环境得到明显改善。

经过分析，此种方法如果进一步改进现场的操作方法，比如把握好注水的压力和注水时间，并进一步优化钻孔的设计、施工工艺，效果将更加明显，煤层注水加固煤壁的方法符合国家相关规范、规定的要求，值得推广应用。

参考文献：

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