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《山西襄矿集团上良煤业3303综采面注水防尘技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、山西襄矿集团上良煤业3303综采面注水防尘技术研究摘要:在上良煤业3303工作面进行了注水防尘试验,并对注水后的润湿效果和降尘效果进行了考察分析,分析结果表明,降尘率超过80%,添加润湿剂后,煤层注水降尘效果非常显著。 关键词:煤层注水降尘润湿剂 :TD714:A:1672-3791(2011)01(b)-0089-01 1试验工作面概况 上良联营煤矿现正在开采的工作面是3303工作面,属3-3号煤层。工作面埋深约378m,工作面走向长约750m,倾斜长度为150m。采煤方法为长壁式综采,工作面支护形式为综采液压支架,顶板管理方式为全部垮落法。采煤机滚筒宽
2、600mm,一刀进尺约为500mm,每天最多进10刀,即工作面每天最多推进5m。从对工作面煤层含水量测试结果来看,该矿煤层含水量较小,平均为0.93%,因此,开采过程中无论是采煤机割煤还是移架工移架过程均产生大量的煤尘,迫切需要对煤层预注水,降低煤尘浓度,保证安全生产。 2湿润剂选择 试验表明,注水中添加湿润剂后,比单纯注水时有如下效果:(1)注水速度加快,注水压力降低；(2)湿润范围扩大,水分增量增加；(3)降尘率提高；(4)呼吸性粉尘明显降低,特别是0～2mm的微尘降低率更明显。 通过调研,河北省邢台科王助剂有限公司生产的渗透剂JFC、净洗剂6501和烷
3、基酚聚氧乙烯醚系列,对降低煤层与水的湿润接触角十分有效。因此,选择这三种润湿剂,进行试验并确定其最优类型和最优浓度。试验结果表明,该矿煤层与清水的湿润接触角平均值为83度,为疏水性物质,煤体注清水,润湿效果很差。而采用烷基酚聚氧乙烯醚系列作为润湿剂,添加浓度0.03％可以将煤层与溶液的接触角降低为0,有效降低开采过程中的粉尘浓度。 3注水参数及注水设备选择 3.1注水方式及注水区域 根据本矿该工作面的实际地质条件,考虑到该煤层的渗透性、采煤作业和注水作业的相互干扰程度、开采工作的巷道布置、煤的埋藏深度等条件,结合以往经验,暂定采用深孔动压注水,注水压力为中压
4、。 由于该矿综采工作面煤层厚度薄,利用检修班即可完成注水工艺,经过与该矿技术人员沟通,决定采用从工作面注水的方式,注水孔深度定为5m(工作面一天的最大推进距离为5m)。由于注水孔内的水不但沿着径向流动,也会沿着轴向流动,因此,注水湿润范围肯定大于5m,即使每天工作面进尺都达到最大,也能保证采煤机回采的煤壁都已经充分湿润。 3.2湿润范围及钻孔间距 合理的钻孔间距应使两钻孔间煤体在规定的注水时间内得到较好的湿润,钻孔间距取决于煤层注水后的湿润半径,本试验约定,湿润半径是指注水后钻孔周围煤体水分最小增量达1%的有效范围。根据以往注水经验,煤体的湿润半径一般为2m～5
5、m,因此,钻孔间距为4m～10m,此处,暂取为6m,长度暂定为5m。 3.3注水量 煤体含水率与产尘能力相互关系的研究表明,在一定范围内煤体的含水率越高,产尘能力越小,但当煤体水份增量达4%以上时,降尘率不再提高,这时若继续注水,不仅影响煤质,也给开采安全带来隐患。根据实验室研究表明,为了有效降尘,本工作面注入水量应使煤体水分增量达2%～3%,但平均水份增量达1%时就有较好的降尘效果。单孔注水量按下式计算: 式中:Q为单孔注水量；K为漏水系数,取1.2；B为钻孔间距,此处取6m；L为钻孔长度,此处取5m；M为煤层厚度,3303工作面取2m,3205工作面取1
6、.8m；3；q为吨煤注水量,一般取0.01～0.04m3/t,此处按0.02取值；经计算: Q=2.02m3 由于水在煤体内不仅沿着钻孔径向流动,也沿着轴向流动,因此,注水时在保证每个钻孔最低注水量的同时,应尽量适当增加注水量,每个孔注水量应不少于2.1m3。 3.4注水压力 煤层注水强度以不压裂煤层为前提,煤层被压裂的压力与上覆岩层的厚度有关,采用下式计算: 式中:为煤层中的瓦斯压力,MPa；无实测值,参考临近石板沟煤矿801工作面取1.9MPa。为上覆岩层压力；H为上覆岩层的平均厚度,3303工作面取378m,3205工作面取368m；为上覆岩层与土
7、层平均密度,取2500kg/m3。 经过计算并考虑注水压力损失,在注水试验过程中实际注水压力为: 2.3MPa
