浅议动压注水在综掘工作面防尘中应用

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1、浅议动压注水在综掘工作面防尘中应用【摘要】本文通过对煤层注水降尘原理和煤层注水方式的研究，探索了动压注水在煤巷综掘工作面降尘的可行性，并对动压注水的实际效果作了一定的考察和分析，结果表明，动压注水的压力和时间直接影响着注水的效果。【关键词】煤巷综掘；工作面；动压注水；降尘1煤巷综掘工作面防尘研究现状煤巷综掘工作面是井下采煤作业过程中产尘量最高的地点之一，为了保障作业人员的身体健康，确保矿井安全生产，常常需要采取一些必要的防尘措施，其中喷雾降尘是掘进工作面目前最常用的防尘措施之一。由于喷雾降尘时水雾粒度细微，与空气接触面积大，易于蒸发进人空气，使空

2、气湿度加大，因此在喷雾降尘的同时，对工作面的湿度产生了很大的影响，从而影响到作业人员的舒适感及整个掘进工作面的作业环境。为了正确评价掘进工作面作业环境和防尘措施对作业环境的影响，湘潭矿业学院刘荣华•等结合压人式通风掘进工作面风流流场结构特点，探讨掘进工作面喷雾降尘对工作面三区空气湿度分布的影响，建立了三区湿度计算模型，得出了压人式通风掘进工作面三区湿度分布不均匀的规律，为进一步研究通风过程中掘进工作面空气湿度的分布，正确评价掘进工作面作业环境及防尘措施，提供了新的理论依据。2注水防尘机理及作用煤层注水经历了百年来的探索和生产实践，注水技术已有很大

3、的提高，并在生产中获得了良好的效果。近年来，煤层注水不仅应用于防尘，而且在防治冲击地压、煤与瓦斯突出、消除煤层中的硫化氢有毒气体、软化坚硬顶板及放顶煤开采等领域中也被广泛地采用。煤层注水是工作面最有效、最根本的防尘措施。煤层注水防尘，是通过钻孔利用动压将水注入即将采掘的煤层中，增加煤的水分，使煤体得到湿润,并降低煤的强度和脆性，增加塑性，从根本上降低掘煤时各道工序产生的粉尘量。注入煤层的水。还可将原生的细尘粘结为较大的尘粒，使之失去飞扬能力。水注入煤层后，首先沿着阻力小的大裂隙流动，然后再进入阻力较大的裂隙流动，并通过煤的孔隙向煤体内部渗透并储存

4、于孔隙或裂隙之中。为了降低割煤产尘，注水防尘预期目的主要有：2.1水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力学性质，当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产生量。2.2水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在掘进中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。2.3煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除这一尘源。3煤巷综掘工作面注水防尘试验为了研究动压注水在综掘工作面降尘的实际效果，在对祁东矿的6137风巷综掘工作

5、面进行了动压注水试验，6137风巷迎头的断面为3.8mX2.6m,断面的形状为梯形。本试验是先进行打钻卸压后再进尺7.6m后进行注水试验，为了缩短注水时间，研究决定采取双孔注水，封孔器为水力自动封孔煤层注水器（封孔长度为lm）。注水钻孔孔径为42mm,孔深为10mo3.1煤层注水钻孔布置设计及管路布置考虑到煤质、瓦斯泄压孔、巷道断面参数、注水时间等综合因素的影响，煤层注水降尘的钻孔分布示意图如图1所示，为了防止注水钻孔与卸压钻孔的串通，应尽量与卸压钻孔倾角平行。3.2煤层注水降尘效果考察根据现场注水的实际情况，考虑到进尺进度等实际情况，现场注水时

6、间为2.5h左右，现场注水压力为2.6〜3.2MPao根据尘源分布，巷道中测点的布置如图2所示。实验中共设置5个测点，在司机操作附近处的粉尘浓度比较大，故在该处设置了一个测点（5号点）；另外，为了同时考察水幕降尘效果，在水幕前（4号点）、后（3号点）设置测点；在转载点后设置一个测点（即2号点）；在总回风流设置一个测点（即1号点）。试验的条件是综掘机在正常的掘进，且水幕是正常的开启。经过注水前及注水后的粉尘浓度的测定得到了单纯注水降尘效率表如表1所示。从表1中可以看出，注水对司机操作处效果比较明显，单纯注水的降尘效率可以达到34.32%。水幕前后的

7、降尘效果也非常的好，说明动压注水对综掘工作面降尘起到了一定的作用。4结论4.1动压煤层注水在综合降尘中起到了一定的作用，单纯动压注水的效率可以达到34.32%o说明注水降尘从经济投人来看也是完全可行的。4.2根据实际的注水过程看出，迎头右半部分煤质孔隙率大，渗水性较好，左半部分渗水性稍微差些，这和注水期间右半部分壁面渗水完全吻合。4.3由于煤质的渗水性较差，并且注水注水的压力不是很大，再加上注水的时间较短，导致了注水的效果受到了一定的影响。4.4注水后经观察随着进尺深度的增加，注水降尘的效果越来越差。