掘进工作面排放孔影响半径考察

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1、河南煤业化工集团鹤煤十矿掘进工作面排放孔影响半径说明总工程师：鹤煤十矿2009年1月10日鹤煤十矿掘进工作面排放孔影响半径说明煤层注水的应用对采煤工作面的安全生产有着重要意义。工作面注水的关键是结合煤层条件，确定合理的注水工艺和参数，现结合鹤煤十矿1202中工作面的具体条件，进行了注水试验，确定了钻孔布置方式、封孔长度、注水压力和注水时间等工艺参数，为煤层注水提供了技术保证，为全面开展煤层注水局部防突措施打下了基础，经过实践，煤层注水局部防突措施效果明显，取得了良好经济效益。一.考察方式注水孔有效影响半径是指钻孔在注水一定时间后所能影

2、响到的范围，是以钻孔为中心的半径来表示的。由于不同的矿井或地区煤层透气性存在着差异，注水压力参数也存在着差别，因而确定注水钻孔的影响半径在相同孔径、相同时间的情况下，也会受到不同程度的影响。相关理论分析和研究认为，钻孔的注水影响半径与注水时间呈指数关系，但在实际应用中，往往是根据水由煤壁或相邻注水钻孔中流出时，即可停止注水。因而，考察钻孔注水影响半径，最终得到的是一个一定时间后的注水影响半径。注水钻孔施工后，进行注水，在注水压力的影响下，在周围一定范围内的媒体受到破坏，裂隙增加，周围更大区域内的瓦斯开始流动，并从煤壁中流出，相邻钻孔开

3、始出水，这一范围即为注水影响半径。受到影响的区域，瓦斯含量和瓦斯压力得到降低，在注水压力的作用下，相邻钻孔开始出水，利用这一现象，即可进行在注水钻孔影响半径的考察。根据目前我矿的采掘布置情况，将考察孔布置在1202中工作面，考察孔的布置见附图一，共布置9个考察孔，钻孔直径为42mm，注水孔布置方式为一个与煤层走向的平行孔，另一个为倾斜孔，2#孔、5#孔和8#孔为煤层走向的平行孔，设计倾角20°，1#孔、3#孔、4#孔、6#孔、7#孔和9#孔为煤层走向的倾斜孔，设计倾角25°，2#孔、5#孔和8#孔为注水孔，其他孔为观测孔。二.注水工艺

4、及注水情况2.1注水参数（1）注水压力根据三软煤层的煤层松软这一特点，注水压力不宜过大也不宜过小，注水压力过大会导致煤壁的偏帮，注水压力过小时，注水效果不明显，发挥不了注水作用，经过现场多次试验，我矿选用注水压力为8Mpa左右。（2）钻孔布置2009年1月2日，考察孔施工完毕，，在1202中工作面煤壁的软分层中打注水孔，1#孔、2#孔和3#孔孔间距为5m，4#孔、5#孔和6#孔孔间距为6m，7#孔、8#孔和9#孔孔间距为7m。（3）注水孔长度及角度注水孔孔深均为10m，注水孔布置方式为一个与煤层走向的平行孔，另一个为倾斜孔，2#孔、5

5、#孔和8#孔为煤层走向的平行孔，设计倾角20°，1#孔、3#孔、4#孔、6#孔、7#孔和9#孔为煤层走向的倾斜孔，设计倾角25°，从而覆盖整个煤厚，注水孔为交替布置的方式,采用单排布置。2.2施工工艺（1）钻孔采用风动煤钻打眼，孔径Φ42mm。（2）封孔采用ZF-A22型专用橡胶注水封孔器进行封孔注水，橡胶注水封孔器在承受内部正向压力下，管体长度缩短，直径变大呈膨胀状态，实现封孔功能，发现水由煤壁或相临注水孔中流出为止。2.3注水结果经现场实际观察情况来看，30分钟后，2#注水孔两侧的观察孔开始有水流出，45分钟后，5#注水孔两侧的观

6、察孔开始有水流出，60分钟后，8#注水孔两侧的观察孔开始有水流出。三.注水效果及注水布置的选择3.1煤层注水效果（1）对1202工作面注水实际情况来看，在工作面注水有效的实现了工作面的降尘，工作面及回风巷的煤尘得到了大幅度的降低。（2）有效的固结煤壁，防止偏帮。工作面注水增加了媒体中的水分，使松散的媒体固结在一起，注水后，片棒的区域大幅度减少。（3）有效加固顶板。由于工作面煤壁前方塑性区域有次生裂隙的发育，媒体的松散度高，注水后增强了媒体整体黏结性，顶板得到了很好的控制，使其安全性得以提高。（4）降低了瓦斯涌出量。注水后媒体的内部结构

7、受到破坏，使得煤体产生裂隙，瓦斯沿裂隙逸出，并且注水本身也可以稀释一部分瓦斯。（5）缓解了应力几种情况。注水后，煤体的脆弱性减弱，增加了塑性变形的性质，促使前方塑性变形区域加宽，使应力压力向煤体深处移动并加宽，减弱了压力集中程度，缓和了煤体压力潜能的积聚，从而有效预防了煤与瓦斯突出和冲击地压的发生，使其强度明显减弱。3.2煤层注水布置选择通过现场对注水影响半径的考察可以看出：回采工作面在不影响生产并且施工没有难度的情况下，按照30分钟的注水进行管理，注水钻孔间距按照5m是可行的，由于注水孔在间距6m或7m的情况下，注水时间过长，对生产

8、有一定的影响，因此我矿采用孔间距5m，注水30分钟的情况下，是比较合理的。最后，鹤煤十矿根据自身地质条件选取了合适的注水工艺和参数，取得了良好的注水效果，局部防突措施中的注水孔，孔间距5m的选取，有效的消除了煤与瓦斯突出