长、短孔煤层注水在孔隙率低的煤层中联合应用

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1、2009年第1期能源技术与管理31长、短孔煤层注水在孔隙率低的煤层中联合应用曾勇（徐州矿务集团旗山煤矿，江苏徐州221132）［摘要］旗山煤矿根据长、短孔两种注水方式的优、缺点及注水效果，结合煤层孔隙率小的实际情况，采用了长、短孔联合注水方式，综合利用了两种注水方式的优点，对两种注水方式的缺点进行互补，从而减少工作面上部短孔注水时间，减少或避免注水与生产发生的矛盾，同时又弥补长孔注水存在盲区及注水量达不到要求的缺点，避免了长孔双向注水时上向钻孔施工难度大的问题，有效地提高了注水质量，有效地增加了孔率低的煤层全水份的含量，起到了从源头治理粉尘的目的。［关键词］长、短孔联合注水方式；孔

2、隙率；煤层注水+［中图分类号］TD714.4［文献标识码］B［文章编号］1672蛳9943(2009)01蛳0031蛳03走向长1190m，倾向总长280m，其中大面长150m，1概况小面长130m，煤层厚度1.8m，煤层倾角14°旗山煤矿位于江苏省徐州市东郊约26.6km~28°，工作面采用“W”型通风方式，93204风道、处，贾汪区大吴镇境内，周围分别与韩桥、权台矿运道及腰巷均采用锚梁网支护，为梯形巷道，巷道23毗邻。旗山煤矿始建于1957年12月，2003矿井断面7.2m，风量为580m/min。月产量为2万t，核定生产能力为170万t/a。目前矿井实际生产能月推进30m。力

3、达到180万t/a，是全国第一批现代化矿井。矿2.2煤层注水参数的确定［3~6］井开拓方式采用立井多水平分区式上、下山开拓。2.2.1煤层注水方式矿井现主要开采二迭系下石盒子组1、3煤，短孔注水易与工作面生产发生冲突，影响生配采山西组9煤。煤层均为“三软”煤层，煤层、顶、产，且长孔注水时间长、注水与回采不相互干扰，底板硬度系数均小于4。下石盒子组1、3煤煤尘考虑到运输机道安装有胶带输送机，钻场空间小，爆炸指数38.68%，山西组9煤煤尘爆炸指数施工难度大，且钻孔工作量大，因此选择在材料道39.52%，具有强烈的爆炸性，严重威胁着矿井的及中间腰巷施工下向平行注水钻孔，采用长孔注安全生

4、产［1,2］。截至2007年底，尘肺病累计人数水方式。349人，累计死亡164人，2007年度新增尘肺病62.2.2煤层注水参数设计人。（1）注水压力：2.0MPa。（2）钻孔间距：20m。2煤层注水应用与研究（3）封孔材料及封孔长度：水泥沙浆封孔，封2.1工作面概况孔长度6m。93204工作面开采的是山西组9煤，自然发（4）需注水量。火倾向性等级为Ⅱ级（自燃），煤尘爆炸指数为根据公式：Qd＝BLxMγ（W1-W2）K339.52%，发火期为2~3个月。本煤层为半光亮型，式中Qd—单孔最大注水量，m；3油脂、弱玻璃光泽，块状、性脆，断口平坦，内生裂γ—煤的真密度，1.35t/m；隙

5、稀少并含有黄铁矿晶粒，煤层、顶、底板硬度系W1—注水后要求达到的水分，4.0%；3数分别为1.8、3.2、3.8；煤层真密度为1.35g/cm，W2—煤层自然含水率，2.4%；3视密度为1.33g/cm，孔隙率为1.48%，煤层原生K—考虑围岩吸收水分，水的损失和注水水分2.4%；该工作面共有大、小断层28条，对生不均衡系数，取1.5；产影响较大的有4条，最大落差7~10m。93204工B—孔间距，20m；作标高为-620~-730m，地面标高+31m，工作面M—工作面采高，1.8m；32曾勇长、短孔煤层注水在孔隙率低的煤层中联合应用2009年第1期Lx—工作面长度，大面150m，

6、小面130m。径过小，如把孔间距缩小到6m，钻孔施工量大大3大面单孔最大注水量为175m，小面单孔最增加，从经济角度是不合理的。因此在工作面采取3大注水量为152m。短孔静压注水。长壁工作面采场地压作用，在工作（5）钻孔长度。面前方形成了卸压带、集中应力带及常压带。卸压根据公式L=Lx-α带煤体次生裂隙发育，透水性强，注水压力相对较式中L—钻孔长度，m；低。Lx—工作面长度，m；（2）短孔参数设计。α—与煤层透水性和钻孔方向有关的常数钻孔深度：5m；（一般情况下下向孔取工作面长度的孔间距：10m；1/2~1/3），旗山煤矿93204工作面采用下注水时间：2h，如煤壁出现渗水现象立即

7、停向孔，但由于孔隙率小，透水性差，故α取止注水；工作面长度的1/3。封孔材料及封孔长度：采用封孔器封孔，封孔L=Lx-α=2/3Lx长度1.5m；93204大面：L=Lx-α=150-150/3=100（m）理论单孔注水量：393204小面：L=Lx-α=130-130/3＝87（m）Qd=BL×MV（W1-W2）K=2.14m；旗山煤矿的可采煤层均为“三软”煤层，煤层、注水压力：2MPa。顶、底板硬度系数均为f<4，回采工作面最长不超2.2.5短孔注水效果分析过15