煤层注水

煤层注水防尘

煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施。水的除尘机理包括以下3个方面：

（1）湿润煤体内的原生煤尘，使其失去飞扬的能力；

（2）有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，避免细粒煤尘的飞扬；

（3）水的湿润作用使煤体塑性增强，脆性减弱。当煤体受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。

煤层注水预防煤与瓦斯突出

研究和试验考察表明，注水湿润煤体，可使煤的力学性质发生明显变化，煤的弹性和强度减小，塑性增大，从而使巷道前方的压力分布发生变化，即高压力向煤体深部转移，压力集中系数减小。煤体湿润后，其透气性也将成百上千倍的降低，水对瓦斯的运动起到明显的阻碍效应，煤中瓦斯涌出量和涌出速度都在大幅度下降。上述的各种变化，都表明注水湿润煤体，可以消除或降低煤层的突出危险。

煤层注水减小工作面回风流中的瓦斯浓度

煤层注水对治理瓦斯的作用，不仅表现在预防煤与瓦斯突出，而且也表现在减小工作面生产时回风流中瓦斯浓度，其原因有2个。

（1）湿润煤体中的水分对瓦斯的运动起阻碍作用，使一部分瓦斯在煤体破坏后不涌入采掘空间而是随煤体被运出工作面。

（2）打孔破坏了煤体内原有的煤－瓦斯体系的平衡，注水前后则形成了新的煤－瓦斯－水三相体系，体系的这些变化都会导致瓦斯的涌出。

煤层注水防治冲击地压

煤层注水的卸压原理是在高压水流的冲击作用下，使高压水冲击入煤体的层理、节理中，使煤体逐渐龟裂，产生较大裂隙，破坏煤体的整体性，使煤体脆性减弱，塑性增强，从而改变了煤体的物理力学性质，使煤体失去了冲击倾向性。煤体内部结构中注入大量水之后，煤体在水的浸泡作用下，促使煤体塑性变形区增加，实现高应力区向未注水软化的煤体侧转移，降低了煤体的应力集中程度，从而起到较好的防冲效果。

煤层注水防火与降温

分层法开采厚或特厚易燃煤层时，在放顶后，向采空区注水，或在放顶前用水遍洒放顶步距条带，能起到防火作用。因为注水后煤体的导热系数和热容量增大，使煤体的温度不易升高，如果顶板为泥质岩石，则此法效果更佳，注水（或洒水）后，冒落的矸石湿润，膨胀成再生顶板，覆盖浮煤，减少漏风，从而抑制了采空区的浮煤氧化。陕西崔家沟矿和徐州大黄山矿采用此法防火均取得了良好效果。温度较低的冷水注入煤体后，由于水有较大的比热容和汽化潜热，对高温工作面的降温也是有利的。

一、钻机司机要持证上岗，遵章作业。

二、钻机下井前，司机首先学习注水作业规程，掌握后再下井，下井前还要详细检查钻机及配件的完好性，不完好时不得运下井作业。

三、安装注水泵及钻机时，首先要检查安装位置处的巷道状态，不安全时不准施工。

四、开钻前要进行试机，发现问题及时处理，然后再开钻作业。

五、应根据作业规程要求布置钻孔的间距、方位、倾角、长度。

六、钻孔时至少两人一同作业，开钻先开水，停钻后停水。

七、打完钻孔封孔前，先用清水冲净孔内煤粉，然后再封孔。

八、采用水泥砂浆或封孔器封孔，封孔长度至少为1米。

九、无论是用静压注水还是用动压注水，都应用流量表进行测量，掌握每孔注水量，发现钻孔附近煤壁出水及机巷出现水珠时，可停注，隔一段时间后再对该孔注水。

十、注水孔超前回采面距离以20－50米为宜。

十一、注水工应做好班记录，内容包括钻孔钻进深度，钻孔直径，各孔注水时间及注水量等，上井后及时填入注水记录台帐中。

十二、注水工作告一段落后，要配合工区及时对注水工作进行总结。

通过钻孔,将压力水和水溶液注入煤体,增加水分,以改变煤的物理力学性质,可减少煤尘的产生,还可减少冲击地压,煤与煤层气突出和自燃发火

煤层注水是在回采前预先在煤层打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，破坏煤体内原有的煤－瓦斯两相体系的平衡，形成煤－瓦斯－水三相体系，体系内各个介质相互作用，使煤的物理化学性质、力学性质及热力学性质发生变化。

煤层注水按钻孔深度分深孔注水和浅孔注水。

深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔，孔深一般为工作面斜长的2/3，孔径75～100mm。用水泥浆或橡胶封孔器封孔后，即可开始注水。与浅孔注水相比，深孔注水成本较高，打钻较困难，只适用于中厚与厚煤层。优点是预湿范围大，能充分湿润，而且不影响采煤工作。但在有些矿区，由于煤层没有受到破坏，注水较困难，注水量小。

在进行煤层注水方式的选择时，首先，要考虑岩石压力的影响。长壁工作面采场受地压作用，在工作面前方形成了卸压带、集中应力带和常压带。短孔注水在卸压带中进行，深孔注水在集中应力带中进行，长孑L注水在常压带中进行。卸压带煤体次生裂隙发育，透水性强，注水压力要求较低；集中应力带裂隙不发育，孔隙率低，透水性弱，要求较高的注水压力；常压带煤体未受采动影响，只有原生裂隙和孔隙，注水压力一般低于深孔注水要求。

其次，要考虑煤层厚度、煤层倾角、有无断层、围岩性质及采煤工艺、作业组织方式等。

三种注水方式的适用条件：

(1)短孔注水。对于煤层赋存不稳定、地质构造复杂、煤层薄(小于0．7 m)、产量较低的采煤工作面，或者顶、底板岩性易吸水膨胀而影响顶板控制的工作面，采用短孔注水较合理。这种注水方式要求水压低，工艺设备简单；它的缺点是钻孔数量多、湿润范围小、钻孔长度短、易跑水，且钻孔注水必须在准备班进行，容易与回采发生矛盾，对生产能力高的工作面不适用，加之注水效果不如另外两种，所以正规工作面已很少采用。

(2)深孔注水。由于钻孔较长，要求煤层赋存稳定。它具有适应顶、底板吸水膨胀等特点。与短孔注水相比较，深孑L注水钻孑L数量少，湿润范围较大且均匀，国外采用较多；但注水压力要求高，注水工艺设备较复杂，而且采用这种方式的前提是采煤循环中要有准备班。

(3)长孔注水。一般认为长孔注水是一种先进的注水方式，它能湿润较大区域的煤体，注水时间长，煤体湿润均匀，注水与回采互不干扰。缺点是钻孔难度较大，定向打孔困难，对地质条件变化的适应性差。这种方法被国内外广泛采用。

煤层注水是国内外煤矿广泛采用的最积极、最有效的防尘措施。《煤矿安全规程》规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施，有下列情况之一的除外：

(1)围岩有严重吸水膨胀性质、注水后易造成顶板垮塌或底板变形，或者地质情况复杂、顶板破坏严重，注水后影响采煤安全的煤层。

(2)注水后会影响采煤安全或造成劳动条件恶化的薄煤层。

(3)原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层。

4)孔隙率小于4%的煤层。

(5)煤层很松软、破碎，打钻孔时易塌孔、难成孔的煤层。

(6)采用下行垮落法开采近距离煤层群或分层开采厚煤层，上层或上分层的采空区采取灌水防尘措施时的下一层或下一分层。 2100433B

5BZ煤层注水泵简称注水泵一、概述

5BZ煤层注水泵是一种效率高、体积小、重量轻、移动方便的煤层高压注水专用设备。煤层经过注水，能排出瓦斯，保障安全生产；可使煤体湿润，避免粉尘扬起，改善劳动条件；能使煤体松弛，提高采煤效率。

5BZ煤层注水泵设计先进，结构新颖，采用了斜盘式传动系统和径向方式布置阀组，浸浴式润滑和螺旋管水冷却方式，泵体上装有安全阀和压力表。

5BZ煤层注水泵除了用作煤层注水设备外，也可以用作各种采煤机械的喷雾防尘和电机水冷的泵站设备；还可以用作乳化液泵代替性能相似的液压支柱补液泵和试验站用泵；亦可以用作压力机械的液压源和煤巷及各种机械设备的清洗用泵。

二、技术参数：

《长钻孔煤层注水方法(MT 501-1996)》由中国标准出版社出版。2100433B