采煤工作面深孔特高压煤体注水研究

陈彬+刘运建

摘 要：传统的注水方式是将注水压力固定到某一定值进行注水，此种注水方式虽然较为简单，但单孔注水量较少，水分在煤层中的渗透效果较差，煤的含水率较低。煤层裂隙、孔隙的发育程度是煤层注水难易程度的两个重要因素。

关键词：逾裂增渗；深孔；特高压；煤体注水

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

0 引言

随着煤矿开采强度的不断加大，煤层注水是一种积极主动的有效减尘方法，煤层裂隙、孔隙的发育程度是煤层注水难易程度的两个重要因素。进行“综采（放）工作面煤层注水防尘卸压技术研究”，以“逾裂增渗”为基础，研究应力-裂隙孔隙-渗流之间的内在规律，分析煤层注水中的应力分布与裂隙孔隙动态演化过程以及流体渗流、运移特征，达到提高注水效果进而防治粉尘、延长自然发火期、减少冲击地压的目的。注水压力采用波动的方式，在15～20MPa之间波动，结合工作面日推进距离，进行注水钻孔的施工作业，停注、开注以及动、静压注水交替正常。

1 煤层注水现场布置方案

1001工作面面长246m，根据工作面回采综合地质图以及工作面现场实际布置分析，将改造材料巷与工作面之间区域作为“煤层高压注水逾裂增渗润湿技术研究”现场施工区域。将注水泵放于平板车上，置于停采线位置，采用Φ25mm高压胶管向煤壁动压注水钻孔提供高压水，以方便日后对施工区域进行供液。煤层注水进行单向注水钻孔设计，并采用动静压配合的注水方式，即工作面轨顺采取动静压相结合的注水方式，以考察不同注水方式对注水流量的影响作用以及工作面采动作业对注水流量的影响作用范围。当轨顺钻设完成的注水钻孔距离工作面100m范围外，采用高压水连接注水钻孔进行动压注水。为了有效降低采动作业对前期注水工作的影响，采取钻孔由停采线开始向工作面方向布置，即距离停采线10m位置处为1#钻孔，依次向工作面方向布设注水钻孔。每个钻孔配备独立的流量表，每班统计注水效果以及观测注水流量随推进工作面的变化情况，以便观测动压区与静压区具体范围界限等。

2 煤层注水钻孔布置方式

1001工作面采用轨顺单向钻孔布置。且轨顺中钻孔开孔位置距巷道底板1.5m左右，终孔距顶板2 m左右，钻孔长度设计120m。轨顺中第一个钻孔离停采线10m，相邻两个钻孔相距10m，钻孔从停采线位置依次向工作面方向钻设布置，编号依次向工作面方向增加。

3 注水钻孔封孔方式

根据前期现场封孔试验与实践经验，封孔长度约20m较为合适。先将两端焊接有Φ65mm特制卡盘的钢管置于钻孔内20m左右位置，使得底部卡盤约处于在距离孔口20m左右位置，底部卡盘与端部卡盘外缠绕适量的棉纱，防止压注封孔剂溢入钻孔和过量溢出钻孔封孔段，堵塞注水通道。封孔剂注浆管采用钢管，钢管端部焊接端部卡盘，钻孔内侧可改为10m左右长度的钢管或PVC管作为注浆管路，将封孔材料注入钻孔封孔区段。封孔剂封孔时，备齐材料，先用机油试泵运行状况，连接好管路，再将封孔材料的两种原料倒入两个小桶内，启动泵进行压注。在压注过程中，随时观察封孔材料注入流量，保持均匀的速度，直至起压或孔周围渗出封孔剂；当封孔剂用量较大时，应立即停止，可能出现封孔剂往里渗漏堵塞注水孔。封完孔后应用机油清洗注封孔剂专用泵。

参考文献：

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[2]李广勇.煤体注水及有关参数的考察研究[J].山西焦煤科技，

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