煤層注水

概述

通過鉆孔,將壓力水和水溶液注入煤體,增加水分,以改變煤的物理力學性質(zhì),可減少煤塵的產(chǎn)生,還可減少沖擊地壓,煤與煤層氣突出和自燃發(fā)火

2煤層注水介紹

煤層注水是在回采前預先在煤層打若干鉆孔，通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體內(nèi)部，破壞煤體內(nèi)原有的煤－瓦斯兩相體系的平衡，形成煤－瓦斯－水三相體系，體系內(nèi)各個介質(zhì)相互作用，使煤的物理化學性質(zhì)、力學性質(zhì)及熱力學性質(zhì)發(fā)生變化。

3煤層注水種類

煤層注水按鉆孔深度分深孔注水和淺孔注水。

深孔注水是在回采工作面前方進風巷或回風巷沿煤層傾斜平行于工作面打孔，孔深一般為工作面斜長的2/3，孔徑75～100mm。用水泥漿或橡膠封孔器封孔后，即可開始注水。與淺孔注水相比，深孔注水成本較高，打鉆較困難，只適用于中厚與厚煤層。優(yōu)點是預濕范圍大，能充分濕潤，而且不影響采煤工作。但在有些礦區(qū)，由于煤層沒有受到破壞，注水較困難，注水量小。

4煤層注水在煤礦安全中的作用機理及效果

防塵

煤層注水是回采工作面最有效的防塵措施。水的除塵機理包括以下3個方面：

（1）濕潤煤體內(nèi)的原生煤塵，使其失去飛揚的能力；

（2）有效地包裹煤體的每個細小部分，當煤體在開采中破碎時，避免細粒煤塵的飛揚；

（3）水的濕潤作用使煤體塑性增強，脆性減弱。當煤體受外力作用時，許多脆性破碎變?yōu)樗苄孕巫儯�因而大量減少了煤體被破碎為塵粒的可能性，降低了煤塵的產(chǎn)生量。

預防煤與瓦斯突出

研究和試驗考察表明，注水濕潤煤體，可使煤的力學性質(zhì)發(fā)生明顯變化，煤的彈性和強度減小，塑性增大，從而使巷道前方的壓力分布發(fā)生變化，即高壓力向煤體深部轉(zhuǎn)移，壓力集中系數(shù)減小。煤體濕潤后，其透氣性也將成百上千倍的降低，水對瓦斯的運動起到明顯的阻礙效應，煤中瓦斯涌出量和涌出速度都在大幅度下降。上述的各種變化，都表明注水濕潤煤體，可以消除或降低煤層的突出危險。

減小工作面回風流中的瓦斯?jié)舛?/p>

煤層注水對治理瓦斯的作用，不僅表現(xiàn)在預防煤與瓦斯突出，而且也表現(xiàn)在減小工作面生產(chǎn)時回風流中瓦斯?jié)舛龋�其原因�?個。

（1）濕潤煤體中的水分對瓦斯的運動起阻礙作用，使一部分瓦斯在煤體破壞后不涌入采掘空間而是隨煤體被運出工作面。

（2）打孔破壞了煤體內(nèi)原有的煤－瓦斯體系的平衡，注水前后則形成了新的煤－瓦斯－水三相體系，體系的這些變化都會導致瓦斯的涌出。

防治沖擊地壓

煤層注水的卸壓原理是在高壓水流的沖擊作用下，使高壓水沖擊入煤體的層理、節(jié)理中，使煤體逐漸龜裂，產(chǎn)生較大裂隙，破壞煤體的整體性，使煤體脆性減弱，塑性增強，從而改變了煤體的物理力學性質(zhì)，使煤體失去了沖擊傾向性。煤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中注入大量水之后，煤體在水的浸泡作用下，促使煤體塑性變形區(qū)增加，實現(xiàn)高應力區(qū)向未注水軟化的煤體側(cè)轉(zhuǎn)移，降低了煤體的應力集中程度，從而起到較好的防沖效果。煤層注水需使用ZSG-6煤層高壓注水表；

防火與降溫

分層法開采厚或特厚易燃煤層時，在放頂后，向采空區(qū)注水，或在放頂前用水遍灑放頂步距條帶，能起到防火作用。因為注水后煤體的導熱系數(shù)和熱容量增大，使煤體的溫度不易升高，如果頂板為泥質(zhì)巖石，則此法效果更佳，注水（或灑水）后，冒落的矸石濕潤，膨脹成再生頂板，覆蓋浮煤，減少漏風，從而抑制了采空區(qū)的浮煤氧化。陜西崔家溝礦和徐州大黃山礦采用此法防火均取得了良好效果。溫度較低的冷水注入煤體后，由于水有較大的比熱容和汽化潛熱，對高溫工作面的降溫也是有利的。

ZGS-6型高壓注水表-0538-2109678；13605383861

ZGS-6型高壓注水表是實施煤層注水防塵措施時必不可少的配套設(shè)備。外殼體采用高強度鋁合金,內(nèi)部采用合金銅,具有耐壓強度高、抗腐蝕能力強的特點,可廣泛適用于煤礦各種水質(zhì)條件,在高壓水表的出水端設(shè)置有單向閥、可有效防止停注時鉆孔水倒流將煤粒等雜質(zhì)帶入水表內(nèi)部導致水表損壞。ZGS6型高壓水表為多流束凹葉輪速度式磁鋼傳動干式水表，耐壓高，密封性能好，結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)字直讀，能同時顯示注入水量和注水壓力，可與不同壓力、不同流量的注水系統(tǒng)相配套。ZGS-6型高壓水表主要由水量數(shù)字顯示記數(shù)機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)及壓力表組成，進入高壓水表的水在經(jīng)過葉輪組時推動葉輪旋轉(zhuǎn)，配置其間的磁力傳動裝置帶動水量數(shù)字顯示記數(shù)機構(gòu)記錄流經(jīng)水表的水量。

ZGS型高壓水表的技術(shù)參數(shù)：

高壓水表型號    ZGS-6

1、最大流量   12．0 m3／h

2、公稱流量 6．0m3／h

3、最小流量   0 .24m3／h

4、工作壓力    0-25 MPa

5、精度等級    2．5級

6、質(zhì)量 6.2 Kg

7、接頭：KJ10\KJ13\KJ16