深孔添加渗透棒注水防尘技术的应用

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1、添加渗透棒煤层注水防尘技术研究与应用章惠敏张连福(淮北矿业集团公司桃园煤矿安徽宿州234116)摘要：文章通过对桃园矿10煤层工作面不同注水工艺效果分析对比，说明添加渗透棒注水所产生的各项经济指标均明显优于传统的普通煤层注水工艺，具有一定得社会经济效益和推广应用价值。关键词：添加渗透棒煤层注水防尘技术矿井粉尘是煤矿五大自然灾害之一，其危害不仅会引起井下职工尘肺病，而且在一定条件下还能引起爆炸，严重威胁职工的身体健康和矿井的安全生产。采煤工作面是煤矿井下主要生产地点，工作人员集中，设备多而复杂，同时还是井下的最主要的产尘源

2、。因此采煤工作面粉尘的防治是煤矿粉尘防治的重点工作之一，目前采取的主要措施有通风排尘、个体防护、降尘和减尘等。减尘是从根本上解决产尘源的一种积极主动措施，添加渗透棒煤层注水是采煤工作面减尘措施的一种新工艺，对解决产尘源具有十分重要的实际意义。一、添加渗透棒煤层注水技术原理添加渗透棒注水防尘技术是利用渗透棒的特性增大煤体注水湿润半径、水分增加率、提高注水速度、控制煤体水分蒸发，进而达到从源头上控制煤粉尘产生量的目的。煤层注水添加的渗透棒原料分为基料和辅料两部分，其中基料占90%，辅料占10%。基料的主要成份为氯化钙，它具有

3、良好的吸湿能力；辅料由表面活性剂（降低溶液表面的张力）、增稠剂（增加溶液的粘度）、缓蚀剂（使各助剂均匀分散）等按比例混合而成。通过在煤层注水中添加渗透剂，提高了水的活力，减少了水在煤层中的张力（经测定水表面张力由78.3Mn/m降低到37.1～42.0Mn/m），提高了水在煤体中的渗透半径，使水份蒸发量降低。二、添加渗透棒煤层注水在桃园煤矿的应用72.11045-1工作面添加渗透棒注水情况1045-1工作面为炮采工作面，位于北四采区一区段左翼，工作面走向长度800m，倾斜长度126m，煤层倾角20°～48°,平均29°，

4、煤层平均厚度3.61m。工作面地质构造较复杂，中小断层发育,落差最大达7.0m。为便于比较普通注水与添加渗透棒注水的降尘效果和湿润半径，1045-1工作面现场施工9个钻孔，其中1#--5#为普通注水钻孔，间距为20m；6#～8#为试验钻孔，间距60m；9#作为补测试钻孔。所有煤层注水钻孔开孔位置距离煤层顶板约1m，钻孔倾角与煤层倾角保持一致，钻孔深度均达40m以上。各钻孔实际施工参数如表1:表一:1045-1采面煤层注水钻孔实际施工参数表序号钻孔倾角°钻孔深度m封孔深度m钻孔间距m注水时间h注水量m3注水压力Mpa备注1

5、-25414.5201401002.2普通注水钻孔2-25454.520140902.2普通注水钻孔3-28434.520140952.2普通注水钻孔4-27404.520140902.2普通注水钻孔5-28454.520140902.2普通注水钻孔6-30434.5601461093.0对比试验钻孔7-30455.060281003.0对比试验钻孔8-27435.06030333.0对比试验钻孔9-30404.54030402.5补测试验钻孔10-30424.54030402.5补测试验钻孔2.1.1注水煤体湿润半径测

6、定比较煤体湿润半径选择以煤体注水钻孔为中心，周围煤体的水份增加1%的界限确定煤层注水湿润半径。7通过采用钻粉法分别对传统注水及添加渗透棒注水的煤体含水量进行测定。每次取样在距进回、风巷各10m以及工作面中部，采集打炮眼时的钻粉，按GB/T15334-94“煤的内、外在水份测定方法”等标准要求，测定出各煤样的内在水份和外在水份。其煤样含水量取工作面上、中、下采集煤样水份含量的平均值。由于煤层注水具有周期长，受各种因素（如封孔效果，注水压力，注水量及工作面推进速度等）影响大等条件限制，试验主要选择了3#钻孔和8#钻孔进行对比

7、。3#钻孔采用传统的煤层注水工艺(注水压力2.0～2.5Mpa，采用水泥沙浆封孔，砂浆比例1：1，封孔长度5m)。8#钻孔添加了3根渗透棒（共计约6.0kg渗透药剂），注水参数及湿润半径如下表二、表三、表四所示。表二:试验钻孔的注水参数钻孔钻孔深度m封孔深度m注水压力Mpa日注水时间h总注水时间日总注水量m3注水速度/m3.h-13#>40>5>32731090.758#>40>5>3214331.18表三：普通注水工艺湿润半径的测定采样日期（日/月）19/1020/1021/1022/1023/1024/1025/10

8、26/10距钻孔距离（m）211815129630含水量（%）3.133.133.47-3.673.87-4.2表四：添加渗棒注水工艺湿润半径的测定采样日期（日/月）19/1120/1121/1122/1123/1124/11距钻孔距离（m）322926232017含水量（%）3.23.23.33.533.63.73