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煤層含水量超過5%時,煤層塑性增加,突出危險性也就會降低或消失。
1.作用原理
煤層注水后,改變了煤層的力學性質,使煤層的彈性變形轉化為塑性變形,在煤層受力后變形量增加,采掘工作面附近的應力分布狀態發生變化(使卸壓區增大),應力集中帶向采掘工作面深部轉移,增加了煤體抵抗突出的范圍和能力,使突出危險性減小。當煤層受力遭受破壞時,不出現脆性破壞方式。
2.適用條件
煤層賦存穩定,無地質構造變化,且煤質較軟,頂板較好,有突出危險性的地區。
3.注水鉆孔的布置
(1)注水鉆孔采用正三角或倒三角布置方式。
(2)注水鉆孔深度9m,直徑42 mm,每次3個,封孔深度3.5 m。
4.注水壓力
水力疏松煤體時,注水壓力為
pH=0.075~0.2γH (4-20)
水力濕潤煤體時,注水壓力為
pH >Pr≤0. 075γH (4-21)
式中pH-注水壓力,MPa;
pr-煤層瓦斯壓力,MPa;
γ-巖石密度,t/m3;
H-距地表垂深,m。
5.注水速度
高壓注水的速度應等于或大于3 L/min。
6.注水結束的標準
注水時,高壓管路的水壓比設定注水壓力低30%以上時,可以結束注水。
7.注意事項
(1)采用高壓注水措施時,掘進工作面前方必須保持有5m的超前距離。
(2)高壓注水前,掘進工作面及其回風流所經過的巷道內的電氣設備必須逐級停電閉鎖(局部通風機除外),所有作業人員必須全部撤至反向風門處設有壓風自救的地點。反向風門要處于關閉狀態。
(3)開泵注水前,該掘進工作面及回風巷掘進人員先撤人,并要安排站崗人員和回信人員,注水期間嚴禁人員進入站崗范圍內。
(4)注水開始時,由該掘進工作面的瓦斯檢查員通知監控室密切關注該掘進工作面及回風流的瓦斯變化情況,當瓦斯超過1. 5%時,監控室必須及時電話通知瓦檢員,由瓦檢員通知注水泵司機停止注水作業。
(5)停泵時,注水泵司機應緩慢卸壓,以防突然卸壓造成封孔器噴出。
(6)注水結束后30 min,由瓦檢員、安檢員和當班班組長共同進入掘進工作面檢查巷道瓦斯、支護和注水情況;確認瓦斯不超限、支護完好、注水現場無異常時,才能。恢復供電,其他人員方可進入掘進工作面;進入巷道離掘進工作面15 m時,嚴禁正對注水器行走。
由于煤層透氣性差,水難以注入煤層,并且注水工藝煩瑣,高壓注水至今還未廣泛使用。