摘 要：為論證龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）煤層注水可注性，收集了龍家堡礦礦井生產(chǎn)條件、地質(zhì)勘探和煤層賦存等資料，并在龍家堡礦井下302和516工作面現(xiàn)場(chǎng)采取了煤樣在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了煤層原有水分、孔隙率、吸水率、煤的堅(jiān)固性系數(shù)等參數(shù)的測(cè)定和煤層注水可注性研究，結(jié)果表明：龍家堡礦302和516工作面范圍內(nèi)Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）原有水分大于4%，判定為可不注水煤層，可不采取煤層注水措施，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)采掘面的噴霧灑水防塵工作。

關(guān)鍵詞：煤層；注水；可注性；防塵；吸水率；孔隙率

1 工程概況

煤層注水是工作面防塵、沖擊地壓和煤與瓦斯突出防治以及提高頂煤冒放性等的有效措施，并且在避免粉塵爆炸，減少塵肺職業(yè)病發(fā)生等方面起關(guān)鍵作用[1，2]。隨著環(huán)境保護(hù)和職業(yè)健康日益受到重視，判斷煤層注水可注性尤為重要。龍家堡礦核定生產(chǎn)能力為270萬(wàn)t/a，主采Ⅱ、Ⅲ煤層（合層），煤層厚度約10m，采深超過(guò)1200m，回采工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式綜采放頂煤采煤方法，為高瓦斯礦井。為論證龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）煤層注水可注性，結(jié)合龍家堡礦的煤層賦存條件，采用現(xiàn)場(chǎng)采煤樣在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了煤層原有水分、孔隙率、吸水率、煤的堅(jiān)固性系數(shù)等參數(shù)[3]的測(cè)定的方法研究Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）煤層注水可注性。

2 影響煤層注水的原質(zhì)因素

2.1 煤層裂隙、孔隙的發(fā)育程度

煤層注水的本質(zhì)是水分子在孔隙壓力梯度的作用下向煤內(nèi)孔隙擴(kuò)散。[4]煤層裂隙、孔隙的發(fā)育程度是影響煤層注水難易的首要因素。裂隙發(fā)育、孔隙率高的煤層透水性強(qiáng)，水易于注入；裂隙發(fā)育而質(zhì)地疏松的煤層采用低壓注水就能取得良好的注水濕潤(rùn)效果。

2.2 上覆巖層壓力

地壓的集中程度與煤層的埋藏深度有關(guān)，煤層埋藏越深則地層壓力越大，而裂隙和孔隙變得更小，導(dǎo)致透水性能降低。

2.3 液體性質(zhì)的影響

煤是極性小的物質(zhì)，水是極性大的物質(zhì)，兩者之間極性差越小，越易濕潤(rùn)。為了降低水的表面張力，減小水的極性，提高對(duì)煤的濕潤(rùn)效果，可以在水中添加表面活性劑。例如，陽(yáng)泉一礦在注水時(shí)加入0.5%濃度的洗衣粉，注水速度比原來(lái)提高24%。

2.4 煤的堅(jiān)固性

煤的堅(jiān)固性系數(shù)較大，煤的透氣性好，易于注水；反之，則難以注水。對(duì)于那些有夾矸、極松軟且遇水易膨脹的煤層，雖然很小，卻反而不易注水。

2.5 煤層內(nèi)的瓦斯壓力

煤層內(nèi)的瓦斯壓力是注水的附加阻力，水克服瓦斯壓力的阻力后所剩余的壓力才是注水的有效壓力，從而增加注水的困難。因此，煤層透氣性差的難抽采煤層注水時(shí)，為了取得相同的注水流量，需要提高注水壓力，都采用中、高壓注水。

2.6 煤層注水可注性測(cè)定與分析

通過(guò)井下現(xiàn)場(chǎng)分別在302和516工作面均勻取樣送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤的原有水分、孔隙率、吸水率和煤的堅(jiān)固性系數(shù)，同時(shí)結(jié)合井下Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）賦存情況及實(shí)際開采條件，判定龍家堡礦煤層注水的可注性。兩個(gè)工作面內(nèi)的煤層賦存較為穩(wěn)定，無(wú)大的地質(zhì)構(gòu)造和巖漿侵入，選取測(cè)點(diǎn)參數(shù)能夠代表所測(cè)定的工作面。測(cè)定結(jié)果匯總?cè)绫砀袼尽?/p>

從上表可以看出，龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）煤孔隙率、吸水率和煤的堅(jiān)固性系數(shù)三個(gè)指標(biāo)雖滿足條件，但Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）煤的原有水分未滿足條件（302工作面W=6.95≥4%，516工作面W=4.50≥4%），故龍家堡礦在302工作面范圍內(nèi)Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）的可注性判定為可不注水煤層，516工作面范圍內(nèi)Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）的可注性判定為可不注水煤層。

龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）底板有嚴(yán)重吸水膨脹性質(zhì)，注水后易造成底板變形，影響采煤安全。且龍家堡煤礦的煤層埋深大，應(yīng)力大，導(dǎo)致在施工本煤層順層鉆孔過(guò)程中存在易塌孔、難成孔，封孔困難等問(wèn)題。故依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第六百四十五條規(guī)定，龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）的302和516工作面不適宜采取煤層注水防塵措施。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)、綜合分析吉林省龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）注水可注性，得出如下結(jié)論：龍家堡礦302和516工作面范圍內(nèi)Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）原有水分大于4%，判定為可不注水煤層。

3.2 建議

依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第六百四十五條規(guī)定，結(jié)合龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）賦存及已采工作面實(shí)際情況，Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）底板有吸水膨脹性質(zhì)，注水后易造成底板變形，且在施工本煤層順層鉆孔過(guò)程中存在易塌孔、難成孔，封孔困難等問(wèn)題。故龍家堡礦Ⅱ、Ⅲ煤層（合層）的302和516工作面可不采取煤層注水防塵措施，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)采掘面的噴霧灑水防塵工作，確保防塵設(shè)施正常使用，同時(shí)加強(qiáng)工人佩戴防塵保護(hù)用品，按要求測(cè)塵，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格監(jiān)督落實(shí)，做好職業(yè)健康檢查與作業(yè)場(chǎng)所的職業(yè)衛(wèi)生和勞動(dòng)保護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宗翔，吳邦大，李剛，等.段王礦煤層注水可注性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)與預(yù)判[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（11）：1121-1125.

[2]王超.煤層注水防治沖擊地壓效果分析及可注性鑒定研究[J].煤炭工程，2018（01）：92-95.

[3]MT/T 1023-2006煤層注水可注性鑒定方法[S].2006.

[4]薛偉超.巖石水力致裂的孔隙壓力（梯度）作用機(jī)制研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2014.

作者簡(jiǎn)介：高振揚(yáng)（1986-），男，吉林梅河口人，任吉林省龍家堡礦業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)科主任工程師，主要從事礦井一通三防工作。