徐浩

摘 要：煤礦生產(chǎn)安全一直備受人們關(guān)注，為了有效預(yù)防煤礦災(zāi)害發(fā)生，許多人力和物力都被投入預(yù)防和治理煤礦災(zāi)害當(dāng)中，不少預(yù)防災(zāi)害發(fā)生的措施也逐步被探知。煤層注水便是對(duì)煤礦井下災(zāi)害治理的重要舉措。本文從煤層注水的具體運(yùn)用方式來(lái)探究其對(duì)治理煤礦井下災(zāi)害的重要作用，希望對(duì)減少煤礦井下災(zāi)害事故的發(fā)生有所幫助。

關(guān)鍵詞：煤層注水；井下災(zāi)害；應(yīng)用；

眾所周知，煤層開(kāi)采如果沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)支持，開(kāi)采起來(lái)是非常危險(xiǎn)的，一不小心就容易引發(fā)井下災(zāi)害。而煤層注水技術(shù)被認(rèn)為是合理預(yù)防煤礦井下災(zāi)害的舉措之一，它主要是對(duì)井下粉塵、防治沖擊地壓等有重要的作用。煤層注水作業(yè)就是先在煤體上進(jìn)行鉆孔，然后再將水溶液和壓力水進(jìn)行注入，通過(guò)增加水分來(lái)把煤層的物理性質(zhì)加以一定的改變，預(yù)防沖擊地壓的同時(shí)減少了粉塵的產(chǎn)生，對(duì)治理煤礦井下災(zāi)害有重要的作用。以下筆者就對(duì)煤層注水的具體應(yīng)用來(lái)進(jìn)行分析。

一、煤層注水的應(yīng)用分析

在煤層注水的過(guò)程中要考慮到煤層裂隙和孔隙，如果煤層的裂隙較多、孔隙率較高的話，煤層注水就相對(duì)比較容易。目前，煤層注水技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在我國(guó)大多煤礦采用長(zhǎng)孔注水，但也有的礦井根據(jù)情況采用短空注水、巷道注水或深孔注水。用于礦井煤層注水的設(shè)備包括了鉆機(jī)設(shè)備、煤層注水泵以及封孔設(shè)備等。

1、煤層注水技術(shù)

煤層注水在鉆孔方面要考慮到鉆孔的合理布置問(wèn)題和孔的大小角度問(wèn)題。首先是鉆孔位置需要結(jié)合煤層品質(zhì)和開(kāi)采方式等內(nèi)容綜合考慮，做到合理高效的設(shè)定鉆孔分布位置。其次，鉆孔時(shí)要注意孔徑和孔深。通?？讖綖?0毫米左右，進(jìn)行封孔的地方直徑在90毫米左右，鉆井角度一般與作業(yè)面成10°角，但在實(shí)際操作過(guò)程中要考慮煤層的透水性、厚度等具體因素來(lái)決定。

2、煤層注水參數(shù)

煤層注水參數(shù)主要包括注水量、注水壓力及流量。首先注水量的確定。煤層注水量可以根據(jù)每孔平均擔(dān)負(fù)的濕潤(rùn)煤量來(lái)決定，鉆孔擔(dān)負(fù)的濕潤(rùn)煤量具體的計(jì)算公式為：T = LSMr。（L代表工作面的傾斜度，M代表煤層厚度，S代表鉆孔兩面的濕潤(rùn)范圍即孔間距，r代表煤的視密度。），然后再根據(jù)公式：P = KTW（W代表合理的含水率增值，K代表水量不均衡系數(shù)），來(lái)技術(shù)注水量。

其次，注水壓力的確定。煤層注水壓力通常大于煤層中蘊(yùn)含的瓦斯壓力，但也要小于被水壓裂的壓力，主要是防止崩塌和保持煤層的透水性。第三，煤層注水時(shí)間的確定。注水時(shí)間取決于三個(gè)因素：注水孔的長(zhǎng)度、每孔所需總的注水量、每米的鉆孔的注水流量。

二、煤層注水的防治作用

煤層注水技術(shù)可以說(shuō)是確保井下安全的有效舉措，通過(guò)合理的運(yùn)用不僅可以減小沖擊地壓的威脅，也可以降低粉塵、改善工人作業(yè)環(huán)境，還可以提高工人的工作效率以及回采率，對(duì)于煤礦井下安全生產(chǎn)有著重要的意義。

1、防治沖擊地壓

沖擊地壓是地下施工中常見(jiàn)的動(dòng)力破壞現(xiàn)象，煤層沖擊地壓會(huì)導(dǎo)致煤體結(jié)構(gòu)失去平衡，煤炭碎片蹦出的沖擊力具有極大的破壞性，因此治理煤礦井下災(zāi)害要及時(shí)預(yù)防沖擊地壓的破壞。煤層地質(zhì)和頂?shù)装迮c地壓關(guān)系密切，是地壓產(chǎn)生的重要因素，同時(shí)，地壓的產(chǎn)生還會(huì)受到人為開(kāi)采、內(nèi)聚力、煤層強(qiáng)度等因素的影響。

煤層注水后，通過(guò)水的濕潤(rùn)滲透，可以有效的降低煤體的強(qiáng)度，讓煤體塑化，進(jìn)而緩解沖擊傾向。另外，煤層注水還可以增加抵抗破壞的傾向阻力并降低能量釋放的速度。因此，煤層注水技術(shù)對(duì)于治理煤礦井下沖擊地壓有著重要的作用。

2、防治粉塵

就目前來(lái)說(shuō)，煤層注水是防治煤塵最有效的方式。從注水過(guò)程來(lái)看，在水壓的作用下，水通過(guò)孔隙進(jìn)入煤層，并在煤體當(dāng)中向四周進(jìn)行滲透，煤體的濕潤(rùn)度大大增加。煤體得到濕潤(rùn)后，在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生粉塵的能力就有效的降低了。通過(guò)注水，可以使煤層的水分含量從3.85%提高到4.21% ～4.36%這個(gè)區(qū)間，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)，采煤人員在割煤時(shí)會(huì)降低75%左右的粉塵產(chǎn)生率。由此可見(jiàn)，做好煤層注水，能有效的降低粉塵濃度、減少粉塵污染。

3、防治火災(zāi)

在遇到開(kāi)采較厚且易燃的煤層時(shí)，對(duì)于火災(zāi)的防范要格外的主義。作業(yè)時(shí)，可以在放頂后，通過(guò)向采空區(qū)注水進(jìn)行防火。煤體在注水之后的熱容量和導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)增大，從而使煤體的溫度不易升高，達(dá)到防火的作用。而且，在冷水注入煤體后，還可以有效的降低煤體的高溫工作面，在防火的同時(shí)也改善工人的施工環(huán)境。

4、預(yù)防煤與瓦斯的突出

煤層注水可以讓煤層的物理力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生變化，煤層的塑性得到增大，井下巷道壓力發(fā)生改變，壓力的集中程度也減小了。而且，注水的煤體透氣性會(huì)大大的降低，對(duì)于瓦斯氣體的運(yùn)動(dòng)有明顯的阻礙作用。實(shí)踐表明，濕潤(rùn)煤體對(duì)于預(yù)防煤層與瓦斯的突出有重要作用。

三、煤層注水過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

煤層開(kāi)采作業(yè)是危險(xiǎn)系數(shù)較高的行業(yè)，也是災(zāi)害頻發(fā)的行業(yè)，因此，作為治理煤層井下災(zāi)害的重要措施，煤層注水在運(yùn)用時(shí)容不得半點(diǎn)馬虎，一不小心就會(huì)造成毀滅性的事故，必須認(rèn)真對(duì)待。實(shí)施煤層注水主要從以下幾方面內(nèi)容：一是必須配備專業(yè)的技術(shù)人員，他們是煤層注水作業(yè)的核心，對(duì)于注水鉆孔的密度和效果要有精準(zhǔn)的把握，過(guò)多或過(guò)少都有可能造成不必要的損失，因此這些技術(shù)人員都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)正規(guī)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，具備相應(yīng)的專業(yè)素養(yǎng)和操作技術(shù)后方能上崗；二是要配備先進(jìn)的作業(yè)設(shè)備，煤層注水的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是比較高的，沒(méi)有先進(jìn)的設(shè)備作為配合，就無(wú)法達(dá)到想要的效果。也有一些企業(yè)對(duì)于設(shè)備的更新并不重視，因而也引發(fā)了一些悲劇的產(chǎn)生。優(yōu)良的設(shè)備對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō)好比一把利器，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還是安全生產(chǎn)的保障。

四、結(jié)語(yǔ)

煤層注水在防治沖擊地壓、粉塵及火災(zāi)等方面有著重要作用，也被廣泛運(yùn)用。但不可否認(rèn)，在實(shí)際操作當(dāng)中仍存在這樣那樣的難題，這些難題也是鞭策一線人員和科研人員繼續(xù)探索的動(dòng)力。煤炭作為重要的能源之一，它的使用量是非常龐大的，每天奮斗在礦井下的工人也不計(jì)其數(shù)，為了真正讓這些一線生產(chǎn)人員的生命安全得到保障，煤炭開(kāi)采者更應(yīng)當(dāng)重視煤層注水的運(yùn)用，進(jìn)一步完善和改進(jìn)煤層注水技術(shù)，同時(shí)繼續(xù)探索其他防治井下災(zāi)害發(fā)生的有效途徑，以確保煤炭生產(chǎn)安全。

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