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1、煤层注水在煤矿安全中的应用效果分析 摘 要：目前，作为世界上防治煤矿煤尘爆炸事故的有效措施，煤层注水作用重大。经过注水的煤层在生产流程全过程、工作面及回采等方面都能够连续防尘。同时，煤层注水的有效实施，一方面能够将煤尘事故的发生进行有效的扼制，另一方面，对于矽肺病的产生也具有非常重要的抑制作用。文章通过对煤层注水方法进行介绍，提出了对其应用在煤矿平安中的效果分析。 关键词：煤矿平安；应用效果；煤层注水 所谓煤层注水是指在进行回采工作前，预先将若干个钻孔在煤层上打好，通过将压力水向钻孔中注入，在引导其向煤体内部渗透的过程中，使煤体内原有的瓦斯-煤两相体系具有的平衡得以破坏，从而使煤具有的热力学特
2、性、力学特性及物理化学特性等都能够产生改变。 1 对煤层进行注水 依据钻孔本身具有的深度，可以将煤层注水分为浅层次注水及深层次注水两种。其中，深层次注水是指对开展回采工作区域的前方，处于回风口或进风口的位置，要沿着煤层根据倾斜平行的方法对工作面进行打孔，孔洞的深度通常保持在2/3的工作面斜长，孔径则保持在75101mm之间，然后用橡胶或水泥浆封孔器将孔洞进行密封后，就可以起先注水工作。相较于浅孔注水，深孔注水往往具有较高的成本，在打钻方面也具有较大困难，因此只能在厚煤层或中厚煤层中运用。但是，深孔注水也具有较大的预湿范围，能够保持充分潮湿。另一方面，尽管深孔注水不会对开采煤的活动形成影响。但是
3、，在我国的部分矿区，由于矿区内部的煤层还没有遭遇破坏，因而在开展注水活动时，相对较为困难，同时其数量相对较小。 2 作用原理及其详细应用成效 2.1 除尘 作为在回采工作面活动中具有相对有效性的防尘措施，在对煤层进行注水工作时，水具有的除尘原理主要表现在以下几点： 2.1.1 将煤体内各个细小环节进行有效的覆盖，从而使开采工作进行中，一旦煤体发生破裂，使颗粒较小的煤尘不断飘飞的现象得以避开。 2.1.2 使煤体内原生煤尘保持潮湿，从而使其飞扬实力得以失去。 2.1.3 水具有的潮湿性通常能够使煤体具有较强的塑性和较弱的脆性，在受到外力冲击时，煤体的较多脆性发生破裂并不断向塑性形体改变进行转变，
4、从而使煤体产生破裂而转变为尘粒的可能得以大量削减，进而使煤尘的生成量得以降低。 2.2 瓦斯和煤突出的预防 通过对试验进行考察和探讨可知，通过注水的方式使煤体保持潮湿状态，能够将煤具有的力学特性进行较为明显的变更，在减小的煤体内部强度和弹性，增大的煤体内部塑性中，使在巷道前方进行分布的相关压力得以产生改变。也就是说将高压产生的力转移到煤体层面深部去，从而使压力集中具有的相关系数得以减小。在潮湿煤体后，使其透气性也得以有效减小，对于瓦斯存在的运动现象，水也保持明显的阻碍效应，煤体中向外涌出瓦斯的速度和数量等都得以大幅度下降。这些改变都显示着注水使煤体潮湿，能够将煤层的突出危急进行有效减小或快速解
5、除。 2.3 工作面回风流中具有的瓦斯浓度的减小 煤层注水工作在对瓦斯突出现象进行治理方面的作用，一方面主要通过对瓦斯与煤突出的预防方面进行表现，另一方面也通过对工作面生产过程中回风流具有的瓦斯浓度进行减小表现。 2.3.1 使煤体中具有的水分保持潮湿现象能够对瓦斯的运动进行阻碍，也使煤体在不断遭遇破坏后，促使部分瓦斯不朝着采掘空间进行涌入，而是随着煤体向工作面运出。 2.3.2 打孔使煤体现有的瓦斯-煤等固有的体系平衡现状不断受到破坏，然后在进行注水工作前后对新的水-瓦斯-煤三相体系渐渐进行形成，在这一系列改变中，促使瓦斯的突出得以获得推动。 2.4 影响地压现象的防止 将煤层注水工作中对地
6、压造成的冲击进行有效防止的原理为：利用高压进行注水工作使煤体现有的裂隙结构受到改变，并减弱了煤体自身具有的脆性，增加了其具有的塑性，并为煤壁前方位于塑性变形区的价款发挥了促进作用，使弹塑性变形区不断移动到煤体具有的壁的深处，并逐步将宽度进行加大，在对压力具有的高集中程度进行减弱的过程中，也使煤体长期累积的各项压力潜能得以缓和，从而使地压冲击的形成得以进行预防，进而使其具有的强度得以不断减弱。 2.5 温度的防止和火的预防 在利用分层进行的放法对特厚或厚的具有较强燃烧性的煤层进行开采时，进行放顶工作后，要将水向开采空白的区域注入；在进行放顶工作前，也可以在放顶工作具有的步距条带内部用水遍洒，从而
7、使防火作用得以发挥。这是由于煤体注水后，其热容量和导热系数简单增大，从而使煤体自身的温度难以上升。对于泥质岩石顶板，该方法具有更佳的效果，洒水或注水后，将会使冒落的矸石得以不断潮湿，并利用膨胀作为对各种具有再生性质的顶板进行产生，在将浮煤进行不断包袱的过程中，使泄风的状况得以有效避开，从而使采空区存在的浮煤氧化现象得以抑制。 3 强化煤体注水成效的详细措施 对于部分注水机械设备和煤层独特条件来说，可以在注水操作工艺等方面对措施进行实行，从而使煤层内部的注水量得以增大，注水工作速度得以快速提高的基础上，进而使注水工作得以获得更加良好的效果。 3.1 注水工作的间歇性 在对煤层内部进行注水工作时，
8、压力水朝着煤体内部裂隙中进行的快速流入，往往使其气泡包袱着裂隙表面，从而使水自身具有的潮湿功能受到阻碍。运用间或休息并不断反复的方法进行注水工作，能够将这一缺陷进行有效消退。同时，利用这一注水方法能够使煤体形成可以改变的裂隙，从而使第一次进行注水工作时暴露出的部分区域不肯定在其次次注水工作中接着进行泄水，因而使注水量得以增加。 3.2 透水性的提高 为使注水速度得以充分有效的提高，须要在将药装在注水孔内进行注水前振动爆破工作。对于具有稍弱透水实力的煤层，我国一些区域的矿务局通常运用在孔内进行振动爆破等工作方法对煤层的注水流量进行提高。在实际工作中的详细方法为：在打好的孔洞内将水盛满，再将专供矿
9、区运用的平安炸药放置在防水套中，将其制作为爆破筒，然后向钻孔内进行送入，最终将两个具有起爆作用的雷管放置在爆破筒内进行引爆，在放开孔口时，开展水封爆破工作。在结束爆破工作后，起先封孔注水。这一方法中，在孔内进行爆破主要是对爆破行为形成的高压进行有效利用，通过将其认定为初始注水压力，在煤层具有的裂隙中进行打开，在对爆破产生的部分振动进行合理利用的基础上，使煤体得以松动，从而使正常注水工作获得条件支持。 3.3 潮湿剂的运用 目前，煤的潮湿边界角通常处于6080度之间，难以与清水进行很好的潮湿。为使煤层注水的应用效果得以提高，可以将潮湿剂加入水中，从而使潮湿范围和潮湿速度得以提高。比如：我国某煤矿
10、在煤层注水工作中，将浓度为0.5%的常用洗衣粉向水中进行加入，从而使注水工作的速度得以获得24%的增加。目前，我国各地区现存的注水矿井中，对各种潮湿剂的有效运用尚不多，因此须要对潮湿剂的开发、效果和种类等进行探讨和探讨。 4 结束语 依据实践阅历，从源头上对煤尘进行治理，煤层注水属于较为有效的方法。近年来，我国一些煤矿对媒体注水方法进行了坚持实行，从而使从业相关人员患尘肺职业病的效率得以有效降低，也使瓦斯和煤尘事故的威逼得以有效避开。因此，受煤矿生产平安中煤层注水具有重要作用影响，在对煤矿进行平安生产的过程中，要对煤层注水方式进行主动推行，从而使煤矿生产过程中的平安性得以切实保证！ 参考文献 1范家文，赵东，吴金贵，冯增朝.注水在煤层开采过程中的作用及影响J.煤矿开采，2022，3：11-13. 2章毅，杨胜强.脉动水力压裂技术应用于煤层注水综述J.中国科技论文在线，2022，2：35-38. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页