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1、选修课程选修课程 矿尘防治技术矿尘防治技术Prevention of Mine DustPrevention of Mine Dust第六章第六章 采煤工作面综合防尘技术采煤工作面综合防尘技术主讲教师：王洪粱主讲教师：王洪粱黑龙江科技学院黑龙江科技学院2012.51Prevention of Mine Dust6.1 采煤工作面粉尘的产生采煤工作面粉尘的产生6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机
2、机采采工工作作面面综综合防尘合防尘 采煤工作面是煤矿井下作业人员和电器机械设备高度集采煤工作面是煤矿井下作业人员和电器机械设备高度集中的工作场所，也是连续产尘强度较大的作业场所。采煤的中的工作场所，也是连续产尘强度较大的作业场所。采煤的各项工序都会产生大量煤尘和岩尘，特别是在机械截割、运各项工序都会产生大量煤尘和岩尘，特别是在机械截割、运输。机械转载震动、工作面支护等多工序平行作业时产生的输。机械转载震动、工作面支护等多工序平行作业时产生的粉尘量更大。粉尘量更大。一、炮采工作面产尘及粉尘分布一、炮采工作面产尘及粉尘分布 炮采工作面主要产尘工序是打眼和炸药爆破落煤工序，炮采工作面主要产尘工序是打
3、眼和炸药爆破落煤工序，产尘量占整个采煤工作面正规循环过程总产尘量的产尘量占整个采煤工作面正规循环过程总产尘量的60607575。爆破瞬间粉尘浓度较打眼工序常高达几十甚至几百倍，。爆破瞬间粉尘浓度较打眼工序常高达几十甚至几百倍，但在爆破作业时工作面无人工作，爆破后一段时间间隔内粉但在爆破作业时工作面无人工作，爆破后一段时间间隔内粉尘对人也无直接危害。对人体有直接危害的是打眼和运煤工尘对人也无直接危害。对人体有直接危害的是打眼和运煤工序，特别是煤电钻干打眼、用锹攉煤，不但产尘量大，而且序，特别是煤电钻干打眼、用锹攉煤，不但产尘量大，而且飞扬粉尘量也较大。飞扬粉尘量也较大。2Prevention o
4、f Mine Dust6.1 采煤工作面粉尘的产生采煤工作面粉尘的产生6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘3Prevention of Mine Dust6.1 采煤工作面粉尘的产生采煤工作面粉尘的产生 二、机采工作面产尘及粉尘分布二、机采工作面产尘及粉尘分布 一般说来，普采工作面粉尘浓度高于炮采工作面几倍至一般说来，普采工作面粉尘浓度高于炮采工作面几倍至十几
5、倍，而综采又高于普采工作面几倍至几十倍。阜新矿务十几倍，而综采又高于普采工作面几倍至几十倍。阜新矿务局综采面的粉尘浓度达局综采面的粉尘浓度达2 0002 0002 500 mg2 500 mgm m3 3，阳泉矿务局综，阳泉矿务局综采工作面的粉尘浓度最高达采工作面的粉尘浓度最高达8888 mg8888 mgm m3 3。造成如此高的粉尘。造成如此高的粉尘浓度的主要原因是进风流的污染、采煤机的切割和装载、周浓度的主要原因是进风流的污染、采煤机的切割和装载、周期性移架、运输机的载运和转载以工作面片帮和顶板冒落等，期性移架、运输机的载运和转载以工作面片帮和顶板冒落等，其中，采煤机作业其中，采煤机作业
6、(包括割煤和清底包括割煤和清底)是最主要的尘源。工作是最主要的尘源。工作面移架尽管发生在一个短时间内，但由于移架是随采煤机的面移架尽管发生在一个短时间内，但由于移架是随采煤机的推进而周期性地进行，故其产尘量居第二。推进而周期性地进行，故其产尘量居第二。6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘4Prevention of Mine Dust6.1 采煤工作面粉尘的产
7、生采煤工作面粉尘的产生1 1采煤机作业产尘及工作面煤尘浓度分布采煤机作业产尘及工作面煤尘浓度分布 采煤机的割煤过程即产尘过程。产尘来源于：采煤机的割煤过程即产尘过程。产尘来源于：截煤时，截齿刀尖前的煤被压实而成压固核，当接触应力增加截煤时，截齿刀尖前的煤被压实而成压固核，当接触应力增加到极限值时，压固核被压碎产生煤尘。到极限值时，压固核被压碎产生煤尘。大块煤采落后，紧跟在后面的截齿切割厚度减小，增加了产尘大块煤采落后，紧跟在后面的截齿切割厚度减小，增加了产尘量；量；被割下和被滚筒抛出的煤，在弹性恢复时沿裂缝继续分离成更被割下和被滚筒抛出的煤，在弹性恢复时沿裂缝继续分离成更小煤块，同时产生煤尘。
8、小煤块，同时产生煤尘。截齿磨钝后，各刃面变成了弧面，与煤碾压和摩擦产生粉尘。截齿磨钝后，各刃面变成了弧面，与煤碾压和摩擦产生粉尘。截齿对煤体的冲击、割下来的煤互相碰撞及滚筒螺旋叶片装煤截齿对煤体的冲击、割下来的煤互相碰撞及滚筒螺旋叶片装煤时的二次破碎产生煤尘。时的二次破碎产生煤尘。6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘5Prevention of Mine Du
9、st6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘6Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面
10、综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘7Prevention of Mine Dust 2 2移架产尘及工作面煤尘浓度分布移架产尘及工作面煤尘浓度分布 液压支架的支护作业是工作面尘源之一。由移液压支架的支护作业是工作面尘源之一。由移架所产生的呼吸性粉尘约为采煤机司机处粉尘的架所产生的呼吸性粉尘约为采煤机司机处粉尘的3131。移架产尘量的大小受多种因素的影响，但。移架产尘量的大小受多种因素的影响，但最主要的是直接顶板的条件。移架产尘量的多少最主要的是直接顶板的条件。移架产尘量的多少与顶板强度成反比，与工作面所在盘区的上覆顶与顶板强度成反比，与工作面所在盘区的上覆顶板岩层
11、厚度成正比。板岩层厚度成正比。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘8Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.4
12、6.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘9Prevention of Mine Dust三、三、煤层注水防尘煤层注水防尘1 1、煤层注水的实质煤层注水的实质 在回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压在回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程煤尘的产尘量。采过程煤尘的产尘量。大裂隙或孔隙中水的运动主要靠注水压力，而细小孔隙大裂隙或孔隙中水的运动主要靠注水压力，而细小孔隙中水的运动主要靠毛细管作用。是回采工作面最有效的防尘中水
13、的运动主要靠毛细管作用。是回采工作面最有效的防尘措施。措施。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘10Prevention of Mine Dust2 2、煤层注水的作用煤层注水的作用增加煤的水份和尘粒间的粘着力；增加煤的水份和尘粒间的粘着力；煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入
14、后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除尘源；尘源；水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采中受到破水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采中受到破碎时，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；飞扬，预防了浮尘的产生；水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力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，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
15、减少了煤尘的产生量。因而减少了煤尘的产生量。改变煤层的应力分布，有利于防止煤与瓦斯突出。改变煤层的应力分布，有利于防止煤与瓦斯突出。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘11Prevention of Mine Dust3 3、水在煤层中的渗透水在煤层中的渗透 水在煤层中的渗透是十分复杂的，由于煤体中孔、裂隙水在煤层中的渗透是十分
16、复杂的，由于煤体中孔、裂隙分布和构成状况的极不均匀性，对水的渗透、流动存在方向分布和构成状况的极不均匀性，对水的渗透、流动存在方向异性。根据钻孔钻进方向与煤层的相对关系，有三种渗透形异性。根据钻孔钻进方向与煤层的相对关系，有三种渗透形式：与煤层平面平行、平面放射、球形放射。式：与煤层平面平行、平面放射、球形放射。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作
17、面面综综合防尘合防尘12Prevention of Mine Dust 煤层注水中，常用透水性系数（煤层注水中，常用透水性系数（K K）这一概念来表达）这一概念来表达水在煤层内在某一压力梯度下的通过能力。水在煤层内在某一压力梯度下的通过能力。K K越大，表示越大，表示煤层透水性越强，煤层容易被湿润。煤层透水性越强，煤层容易被湿润。透水性系数透水性系数K K的计算公式的计算公式：式中，式中，m m注水后单位体积煤量所吸收的水量，注水后单位体积煤量所吸收的水量，m3;m3;T-T-注水总时间，注水总时间，s s；水的动力粘性系数，水的动力粘性系数，Pas;Pas;P P钻孔内的水压力，钻孔内的水压
18、力，Pa;r-Pa;r-煤层湿润半径，煤层湿润半径，m;m;Pw-Pw-煤层注水位置的瓦斯压力，煤层注水位置的瓦斯压力，Pa r0Pa r0钻孔半径钻孔半径m m；6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘13Prevention of Mine Dust4 4、影响渗透的因素影响渗透的因素煤的裂隙和孔隙的发育程度煤的裂隙和孔隙的发育
19、程度 裂隙和孔隙的发育程度不同，注水效果差异也较大。煤裂隙和孔隙的发育程度不同，注水效果差异也较大。煤体的裂隙越发育则越易注水。体的裂隙越发育则越易注水。煤体的孔隙发育程度一般用孔隙率表示，系指孔隙的总煤体的孔隙发育程度一般用孔隙率表示，系指孔隙的总体积与煤的总体积的百分比。根据实测资料，当煤层的孔隙体积与煤的总体积的百分比。根据实测资料，当煤层的孔隙率小于率小于4%4%时，煤层的透水性较差。时，煤层的透水性较差。上履岩层压力及支承压力上履岩层压力及支承压力 地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变得更小，导
20、致透水性能降则地层压力越大，而裂隙和孔隙变得更小，导致透水性能降低，因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润低，因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，需要提高注水压力。效果，需要提高注水压力。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘14Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水
21、防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘15Prevention of Mine Dust液体性质的影响液体性质的影响 煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两者之间极性煤是极性小的物质，水是极性大的物质，两者之间极性差越小，越易湿润。为了降低水的表面张力，减小水的极差越小，越易湿润。为了降低水的表面张力，减小水的极性，提高对煤的湿润效果，可以在水中添加表面活性
22、剂。阳性，提高对煤的湿润效果，可以在水中添加表面活性剂。阳泉一矿在注水时加入泉一矿在注水时加入0.5%0.5%浓度的洗衣粉，注水速度比原来提浓度的洗衣粉，注水速度比原来提高高24%24%。煤层内的瓦斯压力煤层内的瓦斯压力 煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。水压克服瓦斯压煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力。水压克服瓦斯压力后才是注水的有效压力，所以在瓦斯压力大的煤层中注水力后才是注水的有效压力，所以在瓦斯压力大的煤层中注水时，往往要提高注水压力，以保证湿润效果。时，往往要提高注水压力，以保证湿润效果。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采
23、煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘16Prevention of Mine Dust注水参数的影响注水参数的影响 注水量或煤的水分增量是煤层注水效果的标志，也是决注水量或煤的水分增量是煤层注水效果的标志，也是决定煤层注水除尘率高低的重要因素，通常，注水量或煤的水定煤层注水除尘率高低的重要因素，通常，注水量或煤的水分增量变化在分增量变化在50%50%到到80%80%之间，注水量和煤的水分增量都和煤之间，注水量和煤的水分增量都
24、和煤层的渗透性、注水压力、注水速度和注水时间有关。层的渗透性、注水压力、注水速度和注水时间有关。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘17Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤
25、层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘18Prevention of Mine Dust煤质的影响煤质的影响 煤的炭化程度对透水性影响很大，一般变质程煤的炭化程度对透水性影响很大，一般变质程Va=15Va=1565%65%的煤比其它煤种的透水性好。的煤比其它煤种的透水性好。5 5、煤层注水方式煤层注水方式 指钻孔的位置、长度和方向。按国内外注水状况，有以指钻孔的位置、长度和方向。按国内外注水状况，有以下下4 4种方式：种方式：短孔注水短孔注水深孔注水深孔注水长孔注水长孔注水常
26、压渗透注水常压渗透注水6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘19Prevention of Mine Dust1 1）短孔注水短孔注水 在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水孔长度一般为孔长度一般为1.51.52.5m2.5m。2)2)深孔注水深孔注水 在回采工作面垂直煤壁
27、打钻孔注水，孔长一般为在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水，孔长一般为5 525m25m。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘20Prevention of Mine Dust3 3）短孔和深孔注水适用条件短孔和深孔注水适用条件：地质构造复杂，煤层薄，顶、底板岩性易吸水膨胀。地质构造复杂，煤层薄，顶、底板岩性易吸水膨胀。特点：特点：优
28、点：简单方便，适用于任何煤层。优点：简单方便，适用于任何煤层。缺点：钻孔数量少，湿润范围小，易跑水，注水与生产相矛缺点：钻孔数量少，湿润范围小，易跑水，注水与生产相矛盾。盾。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘21Prevention of Mine Dust4)4)长孔注水长孔注水 从回采工作面的运输巷或回风巷，沿煤层倾斜方向
29、平行从回采工作面的运输巷或回风巷，沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔长于工作面打上向孔或下向孔注水，孔长3030100m100m；当工作面；当工作面长度超过长度超过120m120m而单向孔达不到设计深度或煤层倾角有变化而单向孔达不到设计深度或煤层倾角有变化时，可采用上向、下向钻孔联合布置钻孔注水。时，可采用上向、下向钻孔联合布置钻孔注水。L6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面
30、综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘22Prevention of Mine Dust长孔注水的适用条件：长孔注水的适用条件：要求煤层赋存稳定，适用于中厚及厚煤层。要求煤层赋存稳定，适用于中厚及厚煤层。特点：特点：优点：钻孔湿润区域大，能获得较长的注水时间，煤体优点：钻孔湿润区域大，能获得较长的注水时间，煤体湿润均匀，注水与采煤不互相干扰。湿润均匀，注水与采煤不互相干扰。缺点：注水工艺复杂，定向打钻困难，对地质条件变化缺点：注水工艺复杂，定向打钻困难，对地质条件变化适应差。适应差。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.
31、16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘23Prevention of Mine Dust5)5)常压渗透注水常压渗透注水 开采厚煤层开采或近距离煤层群开采时，在上分层（或开采厚煤层开采或近距离煤层群开采时，在上分层（或上煤层）采空区内注水，供水是在常压下缓慢地、长时间大上煤层）采空区内注水，供水是在常压下缓慢地、长时间大面积渗入下一分层（或近距煤层），使下层达到预先湿润的面积渗入下一分层（或近距煤层），使下层达到预
32、先湿润的目的，而且还具有粘结上层采空区的冒落矸石和浮煤的双重目的，而且还具有粘结上层采空区的冒落矸石和浮煤的双重效果。效果。特点：特点：不受设备和水压的限制，易于施行。对易燃煤层不受设备和水压的限制，易于施行。对易燃煤层在水中添加阻化剂还可以延长发火期，防止煤层自燃。在水中添加阻化剂还可以延长发火期，防止煤层自燃。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作
33、作面面综综合防尘合防尘24Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘25Prevention of Mine Dust6 6、煤层注水系统煤层注水系统 注水系统分为：静压注水系统和动压注水系统。注水系统分为：静压注水系统和动压注水系统。静压注水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压静压注
34、水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。差导入钻孔的注水叫静压注水。动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注水动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注水地点进行加压。地点进行加压。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机
35、采采工工作作面面综综合防尘合防尘26Prevention of Mine Dust注水系统分为注水系统分为：静压注水系统和动压注水系统。：静压注水系统和动压注水系统。静压注水：静压注水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。差导入钻孔的注水叫静压注水。动压注水：动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注水地点进行加压。水地点进行加压。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作
36、面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘27Prevention of Mine Dust7 7、注水参数注水参数 注水压力注水压力 注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水速度。速度。透水性强的煤层采用低压透水性强的煤层采用低压(小于小于3MPa3MPa）注水；）注水；透水性较弱的煤层采用中压透水性较弱的煤层采用中压(3(310
37、MPa10MPa）注水；）注水；必要时可采用高压注水必要时可采用高压注水(大于大于10MPa10MPa）。）。适宜的注水压力是：通过调节注水流量使其不超过地层适宜的注水压力是：通过调节注水流量使其不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。国内外经验表明，低压或中压压力而高于煤层的瓦斯压力。国内外经验表明，低压或中压长时间注水效果好。长时间注水效果好。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合
38、防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘28Prevention of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘29Prevention of Mine Dust 注水速度注水速度(注水流量注水流量)注水速度是影响煤体湿润效果及决定注水时间的主要因注水速度是影响煤体湿润效果及决定注水时间的主要因素，在一
39、定的煤层条件下，钻孔的注水速度随钻孔长度、孔素，在一定的煤层条件下，钻孔的注水速度随钻孔长度、孔径和注水压力的不同而增减径和注水压力的不同而增减 。在注水压力不变的情况下，注水流量随时间延长发生不在注水压力不变的情况下，注水流量随时间延长发生不同程度的降低。为了增加注水流量，可适当提高注水压同程度的降低。为了增加注水流量，可适当提高注水压力力 。小流量注水对煤层湿润效果最好，只要时间允许，就应小流量注水对煤层湿润效果最好，只要时间允许，就应采用小流量注水。采用小流量注水。静压注水速度静压注水速度一般为一般为0.0010.0010.027m0.027m3 3/（mm），），动压注水速度动压注水速
40、度一般为一般为0.0020.0020.24m0.24m3 3/（mm），），6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘30Prevention of Mine Dust 注水量注水量 注水量是影响煤体湿润程度和降尘效果的主要因素。它注水量是影响煤体湿润程度和降尘效果的主要因素。它与工作面尺寸、煤厚、钻孔间距、煤的孔隙率、含水率等多与工
41、作面尺寸、煤厚、钻孔间距、煤的孔隙率、含水率等多种因素有关，确定注水量首先要确定吨煤注水量，各矿应根种因素有关，确定注水量首先要确定吨煤注水量，各矿应根据煤层的具体特征综合考察。据煤层的具体特征综合考察。中厚煤层的吨煤注水量为中厚煤层的吨煤注水量为0.0150.0150.03m0.03m3 3/；厚煤层为厚煤层为0.0250.0250.04m0.04m3 3/。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作
42、作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘31Prevention of Mine Dust 注水时间注水时间 每个钻孔的注水时间与钻孔注水量成正比，与注水速度每个钻孔的注水时间与钻孔注水量成正比，与注水速度成反比。在实际注水中，常把在预定的湿润范围内的煤壁出成反比。在实际注水中，常把在预定的湿润范围内的煤壁出现均匀现均匀“出汗出汗”(渗出水珠渗出水珠)的现象，作为判断煤体是否全面的现象，作为判断煤体是否全面湿湿润的辅助方法。润的辅助方法。通常静压注水时间长，动压注水时间短。通常静压注水时间长，动压注水时间短。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面
43、面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘32Prevention of Mine Dust8 8、注水设备、注水设备 主要包括主要包括:钻机、水泵、封孔器、分流器及水表等。钻机、水泵、封孔器、分流器及水表等。钻机钻机ZL(ZL(原原ZKZK系列系列)6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.2
44、6.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘33Prevention of Mine DustZL(ZL(原原ZKZK系列系列)钻机：钻机：主要用于煤矿井下供钻探深度为主要用于煤矿井下供钻探深度为7575300m300m的各种角度的的各种角度的瓦斯抽瓦斯抽(排排)放孔、煤层注水孔、注浆灭火孔、地质勘探孔及放孔、煤层注水孔、注浆灭火孔、地质勘探孔及其它工程孔。采用整体箱式结构，具有体积小、重量轻、移其它工程孔。采用整体箱式结构，具有体积小、重量轻、移动安装方便、传动效率高等优
45、点，还采用全断面钻进，可在动安装方便、传动效率高等优点，还采用全断面钻进，可在不同硬度的岩层中打任何角度的钻孔，但在煤层、软岩石及不同硬度的岩层中打任何角度的钻孔，但在煤层、软岩石及中硬岩石中钻孔时效率最高。中硬岩石中钻孔时效率最高。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘34Prevention of Mine DustZL(ZL
46、(原原ZKZK系列系列)钻机主要技术指标：钻机主要技术指标：6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘35Prevention of Mine DustKHYD-ZJ(原ZT系列)6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防
47、尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘36Prevention of Mine DustKHYD-ZJ(KHYD-ZJ(原原ZTZT系列系列)：主要适于在采掘工作面实施：主要适于在采掘工作面实施 防突措施孔、放炮落煤孔，也可用在小巷道断面打探水防突措施孔、放炮落煤孔，也可用在小巷道断面打探水孔等。具有体积小、重量轻、锚固稳定、移动安全方便的特孔等。具有体积小、重量轻、锚固稳定、移动安全方便的特点。点。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6
48、.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘37Prevention of Mine Dust 封孔器封孔器 形式形式:YPA:YPA型水力膨胀式封孔器和型水力膨胀式封孔器和MFMF型摩擦式封孔器。型摩擦式封孔器。YPAYPA型工作原理型工作原理:将封孔器与注水钢管连接起来送至封孔将封孔器与注水钢管连接起来送至封孔位置，通过高压胶管与水泵连通，开泵后压力水进入封孔位置，通过高压胶管与水泵连通，开泵后压力水进入封孔器，水
49、流从封孔器前端的喷嘴流出进入钻孔，产生压力降，器，水流从封孔器前端的喷嘴流出进入钻孔，产生压力降，膨胀胶管内的水压升高，将胶管膨胀，封住钻孔。注水结束膨胀胶管内的水压升高，将胶管膨胀，封住钻孔。注水结束后，封孔器胶筒将随压力下降而恢复原状。后，封孔器胶筒将随压力下降而恢复原状。6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘38Preven
50、tion of Mine Dust6.2 煤层注水防尘煤层注水防尘6 6采采煤煤工工作作面面综综合合防尘技术防尘技术6.16.1采采煤煤工工作作面面粉粉尘的产生尘的产生6.26.2煤层注水防尘煤层注水防尘6.36.3采采空空区区灌灌水水防防尘尘6.46.4炮炮采采工工作作面面综综合防尘合防尘6.56.5机机采采工工作作面面综综合防尘合防尘39Prevention of Mine DustMFMF型工作原理：将封孔器与注水钢管连接起来送至钻孔内型工作原理：将封孔器与注水钢管连接起来送至钻孔内的封孔位置，顺时针旋动注水管使其向前移动，这时橡胶密的封孔位置，顺时针旋动注水管使其向前移动，这时橡胶密封