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煤层含水量超过5%时,煤层塑性增加,突出危险性也就会降低或消失。
1.作用原理
煤层注水后,改变了煤层的力学性质,使煤层的弹性变形转化为塑性变形,在煤层受力后变形量增加,采掘工作面附近的应力分布状态发生变化(使卸压区增大),应力集中带向采掘工作面深部转移,增加了煤体抵抗突出的范围和能力,使突出危险性减小。当煤层受力遭受破坏时,不出现脆性破坏方式。
2.适用条件
煤层赋存稳定,无地质构造变化,且煤质较软,顶板较好,有突出危险性的地区。
3.注水钻孔的布置
(1)注水钻孔采用正三角或倒三角布置方式。
(2)注水钻孔深度9m,直径42 mm,每次3个,封孔深度3.5 m。
4.注水压力
水力疏松煤体时,注水压力为
pH=0.075~0.2γH (4-20)
水力湿润煤体时,注水压力为
pH >Pr≤0. 075γH (4-21)
式中pH-注水压力,MPa;
pr-煤层瓦斯压力,MPa;
γ-岩石密度,t/m³;
H-距地表垂深,m。
5.注水速度
高压注水的速度应等于或大于3 L/min。
6.注水结束的标准
注水时,高压管路的水压比设定注水压力低30%以上时,可以结束注水。
7.注意事项
(1)采用高压注水措施时,掘进工作面前方必须保持有5m的超前距离。
(2)高压注水前,掘进工作面及其回风流所经过的巷道内的电气设备必须逐级停电闭锁(局部通风机除外),所有作业人员必须全部撤至反向风门处设有压风自救的地点。反向风门要处于关闭状态。
(3)开泵注水前,该掘进工作面及回风巷掘进人员先撤人,并要安排站岗人员和回信人员,注水期间严禁人员进入站岗范围内。
(4)注水开始时,由该掘进工作面的瓦斯检查员通知监控室密切关注该掘进工作面及回风流的瓦斯变化情况,当瓦斯超过1. 5%时,监控室必须及时电话通知瓦检员,由瓦检员通知注水泵司机停止注水作业。
(5)停泵时,注水泵司机应缓慢卸压,以防突然卸压造成封孔器喷出。
(6)注水结束后30 min,由瓦检员、安检员和当班班组长共同进入掘进工作面检查巷道瓦斯、支护和注水情况;确认瓦斯不超限、支护完好、注水现场无异常时,才能。恢复供电,其他人员方可进入掘进工作面;进入巷道离掘进工作面15 m时,严禁正对注水器行走。
由于煤层透气性差,水难以注入煤层,并且注水工艺烦琐,高压注水至今还未广泛使用。