| 高瓦斯矿井特厚开采煤层注水技术研究与应用 |
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摘要：随着煤炭开采深度的延深，瓦斯、煤尘、冲击地压、煤与瓦斯突出、地温等自然灾害危害程度不断升级，灾害事故严重，迫切需要采取行之有效的灾害防治技术，解决煤炭开采中的安全问题。国内外科研工作者对煤层注水技术进行了大量研究，证明煤层注水能有效治理煤尘、瓦斯、煤层自燃、冲击地压、地温等自然灾害。
关键词：高瓦斯特厚煤层 注水技术 应用
1 概况
亭南矿井位于彬长矿区中部，紧靠312国道，地理位置优越，交通便利。井田面积33.82km2，主采侏罗系8#煤层，煤层平均厚度8.29m，可采储量190Mt，煤质为中灰、特低硫、低磷、中高发热量的优质烟煤，属不粘煤31号，煤层倾角2～10°。矿井核定生产能力3Mt/a。
根据煤炭科学总院抚顺分院对矿井8#煤层的煤尘爆炸性和自燃倾向性鉴定结果：8#煤层煤尘爆炸指数30.06～30.86％，其火焰长度为300mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为50%，煤尘具有爆炸性；8#煤层吸氧量0.46～0.51mg/g干煤，自燃倾向等级二类，属自燃煤层。根据西安科技大学提供的《亭南煤样自然发火实验报告》，8#煤最短自然发火期为39～46天。
矿井采用中央并列抽出式通风，主井、副井进风，回风井回风。该矿2008年度瓦斯鉴定结果，矿井相对瓦斯涌出量为9.789m3/t，瓦斯绝对涌出量为52.585m3/min，定为高瓦斯矿井。
亭南矿井煤体强度高，顶煤不易跨落，同时在割煤期间粉尘多，瓦斯涌出量大，严重制约回采工作面安全高效生产，煤层注水主要用途就是为了使顶煤得到充分破坏而及时垮落，提高煤炭产量和生产效率，杜绝瓦斯煤尘事故，改善劳动环境。
2 煤层注水技术方案及工艺
为了合理确定煤层注水技术方案，在充分调研工作面煤层、构造、结构及瓦斯基本情况的基础上，确定了工作面煤尘注水技术方案。并根据注水技术方案编制了实施煤层注水的安全技术措施，从技术源头上保证了煤层注水工作的实施和成功。
2.1 注水参数及工艺的确定 经过近一个月的反复试验和摸索，形成了一套适合113综放面短孔高压注水挤排瓦斯和防尘技术参数，具体如下：
2.1.1 钻孔位置：在113回风顺槽超前支护以外20m处，靠生产煤壁侧布置第一个钻孔，然后依次往外每隔10m均匀布置钻孔。
2.1.2 钻孔布置：在每个钻场内，钻孔垂直巷道，方位角为55°，仰角为5°-10°。
2.1.3 钻孔结构：用Ф94mm钻头钻进至终孔。
2.1.4 开孔位置：在8煤层中，从巷道底板起1.5m处，终孔位置：在8煤层顶板处。
2.1.5 终孔深度：注水孔深度预计为61m-90m之间。
2.1.6 钻机型号：使用MK-4钻机和MK-5钻机。
2.2 注水工艺
2.2.1 封孔采用橡胶快速封孔器封孔，封孔器长1.5m。封孔深度1.5m以上。
2.2.2 静水压力：注水压力控制在3.5Mpa左右，使煤壁出现一定程度的渗水。
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