煤层注水在煤矿安全中的应用及效果浅析
谈煤层高压注水在我矿实践应用
２ ４・
科 技论坛
谈煤层高压注水在我矿实践 应用
蔡英杰
（ 鸡 西矿 业 集 团城 山煤 矿 ， 黑龙 江 鸡 西 １ ５ ８ １ ０ ０ ）
摘 要： 煤矿 井下各种 自然 灾害严重威胁 着矿 井生产安全 、 经常会 造成财产损失或者人 员伤 亡 ， 随着矿 井开采深度 的增加 ， 矿 井瓦 斯、 矿压升 高现象 日趋 明显 ， 如何从根本上彻底遏制这些 自然灾害的发生 ， 是矿井安全 生产需要 首先解决的最主要任务 。本文 以鸡西矿 业 集 团城 山煤矿掘进 中部 区煤层高压 注水 为例 ， 分析研究解决矿 井瓦斯 、 矿压 ， 防止矿 井 自然 灾害发生 ， 实现安全生产的有效途径。 关键 词 ： 自然 灾 害 ； 煤层高压注水； 安 全 生产
１地 质 概 况 、 煤 层 顶 底 板 条件 走 向打 ４ — ６ ｍ 深 的眼 ， 鸡西矿业集 团城 山煤矿 １ ４ ５准备 队回采 的 ２ ５ ＃左五工作面 ， 位 进 行 松 动 爆 破 。它 的 于掘进中部 区 一 ５ ４ ０水平 ，东起 ２ ５ ＃二段绞车道煤柱边界线 ，西止 作用是 可 以诱 发 冲击 ２ ５ ＃左五工作 面切眼 ， 该 回采工 作面平均走 向长 ４ ０ ０米 ， 采 高平均 地压 和煤壁前 方经 常 ２ ． ４米 ， 面长 ２ １ ０米 ， 可采储 量 ３ ０万 吨 ， 煤层倾角 ２ ２ 。， 其顶板 ； （ １ ） 保 持 一个 保 护 带 ， 使 为 ０ ． ３ ６米砂 页夹煤 ； （ ２ ） １ ． ０米砂 页岩 ； （ ３ ） ３ ． ４ ５米 白色细粒 砂岩 ； 最大 支撑压 力转入 煤
／Hale Waihona Puke 一 ！ ／ 、 １
／
（ ４ ） １ ． ４ ９ 米２ ６ ＃煤 ＜ 煤 页互层 ） 。由柱状图可以看 出， ２ ５ ＃煤层结构 由 体深 处 ，随后 即便 发 煤、 砂页 、 砂岩组成 ， 顶板坚硬不易 冒落 ； 其煤层 内易积聚大量高 压 生 冲击地压 ，对采 煤 ／ 瓦斯和高应力弹性 变形 能 ， 为此 ， 我们采取 了高压注水方式 ， 从 降低 工作 面 的威 胁也 大为 弛 巷注 水 ； 与下 整注 水 煤层 应力的集 中及改变煤 岩的物理力学性能两个 方面 阐述 了高 压 降低 。 Ｉ 舶错 距： 刊、 于 ５ 米 ３ ． ２ ． ２ 钻 孔 槽 卸 注水 防治矿井瓦斯 、 矿压方法。 ２造成矿井瓦斯 、 矿压 明显升高发生的因素有 以下几种 压 ：钻 孔 槽 卸 压 是 用 大直径钻 孔或切 割沟 ２ ． １ 地质 因素 随着开采深度的加 大使地应力值增加 ， 总的趋势是随采深的增 槽使 煤体 松动 ，以达 加。 矿井瓦斯 、 矿压显现明显增加 。这 主要是 由于采深增加 ， 原岩应 到卸压效 果 ，卸 压钻 力增 大的缘故 ； 地质构造如褶 曲 、 断裂等也会影 响矿井瓦斯 升高及 孔 的深度 一般应 穿过 矿 压显现 ； 煤岩结构及性能也是矿 井瓦斯 、 矿压 明显升高影 响的主 应力增 高带 ，在 掘进 要 因素。坚硬 、 厚层 、 整体性 强的顶板 （ 老顶 ） ， 其 内积聚大量高压瓦 石 门揭 开有 冲击 危 险 的煤层 时 ，应距 煤层 图１ 斯 和高应力弹性变形能 ， 不易得到释放。 ２ ． ２开采技术 因素 ５ － ８ ｍ处停止掘进 ， 使钻孔穿煤层 ， 进行卸压。在回采工作面 中使用 开采 多煤层时 ， 任何造成应力集 中的因素 ， 如开采程序不合理 、 时， 钻孔深度为 １ ５ ～ ２ ０ ｍ， 钻孔直径为 ７ ５ ～ １ ５ ０ ｍ ｍ， 孑 Ｌ 距为 １ － １ ． ５ ｍ。 ３ ． ２ ． ３高压 注水 ： 煤层高压注水 ： 矿井 的高压注水是通过注水 ， 人 本层 回采不干净 、 相邻 两层开错距不合适等 ， 均对矿井瓦斯 、 矿压不 利， 从弹性变形能集中的角度而言 ， 壁式开采优于柱式开采 ， 旱采优 为地在煤岩 内部造成一 系列 的弱面 ， 并 使其软化 ， 以降低煤 的强度 注水采用短孔注水法 ， 即在上巷采 用短孑 Ｌ 注水 于水采 ， 直线工作 面优 于曲线工作面 ， 冒落法优于充填法 。 煤柱和开 和增加塑性变形量 ， 采边 界是最 主要 的应力集中因素 ， 应尽量避免 和减少这些 因素 的有 法 （ 见图 １ ） 。 害影 响。 （ １ ） 注水孔长度 ： 在上巷打短钻孔 １ ０ ～ １ ５米 。钻孔 间距为 ６ ～ ｌ ０ ３矿井瓦斯 、 矿压明显 升高 的防治措施 米。 根据矿井瓦斯 、 矿压 明显升高成因 和机理 防治措施 有两个方 （ ２ ） 钻孔必须与工作面平行且沿煤施工 。 面： 一是降低应力的集中程度 ； 二是改变煤岩体的物理力学性 能 ， 以 （ ３ ） 注 水 压力 不小 于 ６ ～ １ ２ Ｍ Ｐ ａ。 减弱积聚弹性 能力和释放速率。 （ ４ ） 打钻注水应超前工作面 ６ ０米 。 ３ ． １ 降低应力集中的方 法主要是 采用合理 的开拓布置和开采方 （ ５ ） 首 钻 孔距 工作 面 １ Ｏ １ ５ 米。 式， 其方法主要有如下几种 ： （ ６ ） 封孔长度不小 于 ５米 。 ３ ． １ ． １ 开采煤层群 时， 开拓布置应有利于保护层开采 。首先开采 （ ７ ） 注水顺序为 自工作面 向外逐孔注水 ， 每次只准注一个孔 ， 每 无突 出危 险或 突出危险小的煤层作为保 护层 ，且优先 开采 上保护 班将打好 的钻孔循环注一遍 。每孔每天注水 量为 ３ 小时 。 层。 ４煤层高压 注水效果检验 ３ ． １ ． ２在开采 时应注意残 留煤柱 ， 避免应力集 中区形成 。因为煤 通过煤层高压 注水 ， 一是使煤体结 构变得疏松 ， 煤 体 内积 聚大 柱承受 的压力 很高 ， 特别 是岛形或半岛形煤柱 ， 要承受 几个方面 的 量 的高压 瓦斯获得 游离 空间 ， 在外 界压力的变化下 ， 能够得 以充分 叠加应力。 释放 ， 二是改变煤体 的物理力学性 能 ， 以减弱 积聚的大量高 应力弹 ３ ． １ ． ３采 区或盘区 的采煤工作 面应朝 一个 方向推进 ，避免相 向 性变形能和释放速率 ，三是 煤层 高压 注水改善 了回采作业环境 ， 降 开采 ， 以免应力叠加。 因为相向采煤 时上 山煤柱逐渐减小 ， 支承压力 低工作面 的煤 尘 ； 煤层高压注水 ， 施工工艺简单 ， 便于操 作 ， 施工钻 逐渐增大 ， 很容易形成应力集 中。 孔可与工作 面回采平行作业 ， 不影响正常 回采 ， 通过煤层 高压 注水 ， ３ ． １ ． ４在地质构造等特殊部位 ，应采 取能避免或减缓应力集 中 ２ ５ ＃左五工作 面 回采期 间 ， 矿井 瓦斯 、 矿压制约生产 现象得 到了有 和叠加的开采程序 。 在向斜和背斜构造区 ， 应从轴部开回采 ， 在构造 效防治 ， 有利地保证了煤矿安全生产。 盆地应从盆底开始 回采 ； 在有断层和采空区的条件 下应从 断层或采 结束语 空区附近开始 回采 的开采顺序。 在现有 的科技 水平和管理 手段下 ； 尽管造成矿 井瓦斯 、 矿 压 明 ３ ． １ ． ５开拓 或准备巷道 、 永久 硐室 、 主要上下 山、 主要溜 煤巷 和 显升高发生 的因素十分复杂 ， 防治措施 亦多种多样 ， 如何根 据本 区 回风巷应尽 可能避开支承压力 峰值 范围 ， 采用 宽巷掘进 ， 少用或不 域煤层地质 、 开采技术 因素等 实际情 况 ， 找 出相映适合对路 的针对 用双巷同时平行掘进 ， 以利于维护和减小矿压。 性 防治矿井 瓦斯 、 矿压方案及措施 最为关键 ； 认 真地进行测 定和预 ３ ． ２ 通过改变煤层的物理力学性能来防止冲击地压 报工作 ， 并针对具体情况采取 有效 的防治措施 ， 完全可 以消除或减 ３ ． ２ ． １ 放松动炮 ：放松动炮是通 过放 炮人为地释放煤体 内部集 少矿井瓦斯 、 矿压事故的发生 。 中应力 区积聚的能量 ， 在采煤工作 面中使用 时 ， 一般是 在工作面 沿
浅谈煤层注水技术应用中应注意的几个问题
物理性质进行综合考虑，以确保注水效果最佳，并避免过量注水导致的
资源浪费和环境污染。
02
注水压力
注水压力的选择需根据煤层的压实程度、破裂强度和地下水位等因素来
确定，既要保证注水能够充分渗透煤层，又要防止过高的压力引起煤层
破裂和地下水涌动。
03
注水方式和注水点布局
注水方式（如连续注水、间歇注水等）和注水点布局需根据煤层的赋存
减少瓦斯爆炸风险。
煤与瓦斯突出矿井
对于具有煤与瓦斯突出危险的矿井 ，煤层注水技术可作为一种预防性 措施，降低突出事件的发生概率。
干燥煤层开采
在干燥煤层中，煤层注水技术能够 明显减少煤尘产生，改善作业环境 ，提高生产效率。
02
煤层注水技术应用中的关键问题
注水参数的选择与确定
01
注水量和注水时间
在确定注水量和注水时间时，需根据煤层的透气性、孔隙度、含水量等
注水技术对环境的影响
地下水资源保护
在注水过程中，要采取措施避免 地下水资源的过度开采和污染， 保护地下水资源的可持续利用。
生态环境影响评价
对注水技术应用可能带来的生态 环境影响进行评价，如注水可能 导致的地下水位变化、土壤盐碱 化等，制定相应的生态保护和恢
复措施。
污染物处理与处置
对于注水过程中产生的废水、废 渣等污染物，需进行妥善处理与 处置，避免对环境造成二次污染
操作规范
制定详细的煤层注水操作规程，确保 施工人员在实际操作中遵循规范，减 少因操作不当导致的安全事故。
强化监测与预警
实时监测：在煤层注水过程中，采用先进的监测设备对注水压力、注水量等参数进 行实时监测，确保注水过程处于可控状态。
预警系统：建立完善的预警系统，对注水过程中可能出现的异常情况及时发出预警 ，便于施工人员采取应对措施，降低事故风险。
运输巷掘进工作面煤层注水安全技术措施
运输巷掘进工作面煤层注水安全技术措施在煤矿生产中，为了有效地预防煤层突水事故的发生，提高生产效益，运输巷掘进工作面煤层注水成为了主要的采取措施之一。
在煤层注水的过程中，必须采取相应的安全技术措施，以确保操作人员的安全。
煤层注水的概念及作用煤层注水是指通过在煤层下部进行注水，增加煤层下部的水分，以减少煤层裂缝中的水压，避免突水事故的发生。
通过煤层注水，还可以提高矿井的采高率，增加煤炭的回收率，降低煤尘爆炸的危险性。
煤层注水的方法和流程煤层注水主要使用的方法有喷洒法和钻孔法两种。
喷洒法是指通过喷洒水雾的方式将水分注入煤层中，而钻孔法则是通过在煤层下部钻孔并注入水分的方式实现。
在进行煤层注水前，首先需要确定注水的数量和注水位置。
通常使用的方法是在煤层下部开设一个长期注水孔，并根据煤层厚度、煤储量等因素确定注水孔的数量。
然后，可以开始进行注水工作。
在注水过程中，需要密切关注煤层突泵和水位波动等情况，及时采取相应的措施，确保安全运行。
同时，还需要按照规定的时间和方法对注水孔进行检查和维护，以确保注水的效果和安全性。
运输巷掘进工作面煤层注水的安全技术措施1.确定注水孔位置和数量在进行煤层注水工作前，必须进行充分的研究和评估，确定注水孔的位置和数量。
在选定位置时，需要考虑地质条件、水文地质情况等因素，确保注水孔的位置恰当、合理。
2.采用合适的煤层注水方法喷洒法和钻孔法都有各自的优缺点，必须根据情况选取合适的方法。
喷洒法操作简单，但是无法进行实时监控，容易造成水流过量或不足的情况。
钻孔法虽然能够实现实时监控，但钻孔条件较为苛刻，操作难度大。
3.加强对注水孔的检查和维护注水孔需要按照规定的程序进行检查和维护，确保注水孔的通畅性和安全性。
在检查的过程中，应该注意检查孔口是否存在漏水、泄露以及孔壁的稳定性等情况，并及时采取相应措施。
4.注意注水孔与运输巷的距离注水孔与运输巷之间应保持一定的距离，以免注水孔对巷道的安全造成危害。
煤层注水技术在高瓦斯矿井的应用展望
煤层注水技术在高瓦斯矿井的应用展望文章重点介绍了煤层注水的工作技术原理，对注水过程的受力及各个阶段的作用进行了分析，并以此为依据预测了该项技术在矿井灾害防治方面的应用效果。
标签：煤层注水；高瓦斯；粉尘引言近年来，随着矿井开采规模和开采强深度的不断加大，煤矿井下生产过程中的粉尘产生量也急剧增加，冲击地压、瓦斯等灾害对于矿井安全生产的危害也日益加重。
然而，煤层注水技术凭借其在抑制煤尘、治理瓦斯、预防冲击地压等方面的良好效果，正在被人们所关注。
1 煤层注水1.1 煤层注水的工作技术原理煤的物理结构为多孔固体，原煤胶结过程中即存在原生空隙，又有因地质构造运动形成的裂隙及大量空隙，使得媒体中存在大量的自由空间和空隙表面。
这些自由空间为瓦斯赋存提供了良好的存储及运动条件，瓦斯的存在以吸附及游离状态吸附在媒体内，原煤形成过程中原生煤粉也在这些自由空间中得以保存。
煤层注水是指在原煤回采过程之前，选择合适的层位通过钻孔技术将压力水注入煤层，压力水通过裂隙进行渗透，扩散，毛细、压细运动，扩散的水分子在媒体裂隙中得以保存，使得煤层中水分含量增加，能够有效降低原煤回采过程中的粉尘产生，能够防治瓦斯，降低自燃发火概率及预防冲击地压。
1.2 煤层注水技术的受力分析媒体是由煤块及大量不规则的裂隙结构组成的复合体，煤层注水在孔隙及裂隙中动力来源有两种：一是孔口注水压力；二是孔隙及裂隙对水的毛细作用力，两种受力的矢量和就是注水的动力。
高瓦斯煤层中的瓦斯压力是阻止注水的阻力之一。
即在高瓦斯矿井中煤层注水动力是以上三种力的合力。
对于煤层孔隙，作用于孔隙两端的总压力差为：Pz+Pm-Pw=△P （1）式中：Pz为注水压力，kPa；Pm为毛细作用力，kPa；Pw瓦斯压力，kPa；△P总压力差，kPa。
式（1）中管网或水泵的压力决定注水压力，瓦斯赋存情况决定瓦斯压力，而孔隙的直径、水的表面张力、水对煤的润湿边角决定煤层孔隙的毛细作用力。
1.3 煤层中水的作用过程1.3.1 注水阶段。
煤层注水措施 方案
煤层注水措施方案引言煤炭是全球最重要的能源之一，但采矿过程中，煤炭资源的可采回收率一直面临挑战。
为了提高煤炭的可采回收率，煤层注水成为一项被广泛应用的技术。
本文将介绍煤层注水的意义，原理以及具体方案。
煤层注水的意义煤层注水是通过将水注入煤层中，改变煤层内部力学性质和渗透性，增加煤层透水性，使得采煤过程中的瓦斯抽放更加安全高效，减少矿井事故的发生。
此外，煤层注水还可以改善煤层的稳定性，提高采煤效率，延长煤炭资源的利用寿命。
煤层注水方案1. 注水井布设在注水过程中，注水井的布设合理与否对注水效果有着决定性的影响。
在布设注水井时，应结合煤层的地质结构、透水能力和采煤工艺等因素进行综合考虑。
通常情况下，注水井应均匀分布在煤层采区的周边，以最大限度地覆盖煤层的整个区域。
2. 注水井参数设计注水井的参数设计对注水的效果也有很大的影响。
注水井的孔径、孔距、注水量等参数需要根据煤层的围压、水力性质以及煤层厚度等因素来确定。
根据经验，通常情况下，注水井的孔径在75mm~150mm之间，孔距在3m~6m之间，注水量在30~60L/min之间。
3. 注水压力控制注水压力对注水的效果有重要影响。
注水压力应根据煤层的透水性进行调整，一般情况下，注水压力应控制在10MPa~20MPa之间。
过高的注水压力可能导致煤层崩塌和注水井堵塞等问题，而过低的注水压力则会降低注水效果。
4. 注水液体的选择注水液体的选择应根据煤层的地质特征和工艺要求进行综合考虑。
常用的注水液体包括清水、泡沫体、聚合物溶液等。
注水液体应具有一定的黏度，以提高注水效果。
此外，注水液体还应具有良好的稳定性和环境友好性，以确保注水过程的安全性和可持续性。
5. 注水方案的监测和评估在进行煤层注水之后，需要对注水效果进行监测和评估。
监测主要包括注水井水位、注水压力以及注水液体的化学成分等指标的监测。
评估则包括注水效果的评估、煤层变形情况的评估和采煤效果的评估等。
通过监测和评估，可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整，以确保煤层注水的最佳效果。
《2024年新登煤业二1煤层注水技术研究》范文
《新登煤业二1煤层注水技术研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，煤层注水技术已成为保障煤矿安全生产和提高煤炭资源利用效率的重要手段。
新登煤业地处我国某煤炭资源丰富地区，其二1煤层具有特定的地质条件和采矿环境，对注水技术提出了特殊要求。
本文旨在研究新登煤业二1煤层注水技术，为煤矿安全生产和资源的高效利用提供技术支持。
二、新登煤业二1煤层概况新登煤业的二1煤层具有以下特点：煤层厚度大，瓦斯含量高，煤质较硬，且煤层中含有一定的硫分和灰分。
这些特点使得在开采过程中容易出现瓦斯突出、煤尘爆炸等安全隐患。
因此，对二1煤层进行注水处理，可以有效地降低瓦斯含量、软化煤体、减少粉尘产生，从而提高煤矿生产的安全性。
三、注水技术研究1. 注水方式选择根据二1煤层的特性，选择合适的注水方式是关键。
目前，常用的注水方式包括静压注水、动压注水和混合注水。
针对新登煤业的实际情况，混合注水方式被认为是最合适的选择。
该方式结合了静压注水和动压注水的优点，能够更好地适应二1煤层的特性。
2. 注水参数优化注水参数的优化是提高注水效果的关键。
通过对注水压力、注水量、注水时间等参数进行优化，可以使得注水效果达到最佳。
在优化过程中，需要结合二1煤层的实际情况，进行现场试验和数据分析，以确定最佳的注水参数。
3. 注水设备与技术改进为了提高注水效率和质量，对注水设备和技术进行改进是必要的。
通过引进先进的注水设备和技术，对现有设备进行升级改造，可以提高注水的稳定性和可靠性，从而确保煤矿生产的安全和高效。
四、实验与分析为了验证新登煤业二1煤层注水技术的效果，进行了现场试验。
通过对注水前后的煤层进行对比分析，发现注水后煤层的瓦斯含量明显降低，煤体得到软化，粉尘产生量减少。
同时，注水技术还提高了煤炭的采收率，降低了生产成本。
这些结果表明，新登煤业二1煤层注水技术具有显著的效果和优越性。
五、结论与展望通过对新登煤业二1煤层注水技术的研究，得出以下结论：1. 混合注水方式能够更好地适应二1煤层的特性，提高注水效果。
煤层注水技术应用与效果
１煤层 注水技术应 用
后 ， 闭排 气 管 阀 门 。 着 便 可 启 动 注 水 生 。 关 接 １ １注水 原理 ． 泵 ， 开 出水 管 阀 门 ， 可 向煤 层注 水 ， 打 便 一 煤 层 注 水 是 回 采 前 在 煤 层 中 预 先 钻 次 可 向 多个 钻 孔 同 时注 水 （ 常 为 五 个 ）注 ４ 煤层注水 应用的注意事项 通 。 孔 ， 高 压水 （ 将 水压 约 ８ ５ ａ 注入 煤 层 ， 水时 ， 孔 器 要 有 专 人 负 责 控 制 ， 握 注 水 ～１ ＭＰ ） 封 掌 （） １ 合理 控 制 注 水 量 。 层 注 水 量 与 煤 煤 增 加 煤 层 水 分 ， 而 改 变 其 物 理 力 学 性 质 情 况 。 从 注意 观 察压 力 表 ， 当压 力上 升 至８ ａ 层 厚 度 、 度 ， 水 眼 间 距 、 度 等 有 关 。 Ｍｐ 硬 注 深 应
一
根 据 不 同的 工 作 面 现 场 ， 理 控 制 注 水 量 。 合 如 果 过 量 注 水 ， 容 易 造 成 煤 层 吸 水 过 多 则
甚 至跨 落 。 （） 强采煤工作面顶板 管理 。 ２加 由于 注 水 后 煤 层 吸 水 而 变 松 软 ， 层顶 底 板 受 压 煤
注 水泵 、 高压 管 路 、 孔 器 及 相 关 的 高 压 管 组 注 水 孔 开 关 ， 行 下 一 组 注 水 孔 的 注 水 。 封 进 路 连接附件 、 开关 、 表 等 组 成 。 水 １ ３注水设 备 １ ． 注 水 设 备 主 要 由 电 煤 钻 ， 层 注 水 泵 煤 （Ｂ － ３ １ 型 ， ５ Ｚ ３ ／ ５ 额定 工作 压 力为 １ Ｍｐ ）封 ５ ａ、
及 热 力学 性 质 ， 达 到 减 少 回 采 过 程 中 粉 以 上 时 ， 进 入 保 压 阶 段 。 压 的 时 间应 根 以 便 保 尘 的 产 生 ， 低 煤 层 开 采 温 度 和 有 害 气 体 据 注 水孔 的深 度 、 层 的 硬 度 及 密 度 而 定 ， 降 煤 的释放 ， 防 煤矿井下灾害的 发生。 预 般 需 要 ｌ ｈ 当 工作 面 煤 壁有 “ ～２ 。 出汗 ” 现 １． 注水 系统 ２ 象 （ 壁 大 面 积 渗 出 水 珠 ） 孔 内 水 压 与静 煤 或 注 水 系 统 由 矿 井 防 尘 管 路 、 业 地 点 压一 致 时 （ 量水 表 停 止 记 数 ） 即 可关 闭本 作 计 ，
采煤工作面煤层注水管理
采煤工作面煤层注水管理煤矿采煤工作面煤层注水管理，是煤矿采煤工作中一项重要的技术工作。
煤矿采煤工作面在进行采煤作业时，由于煤与矸石的差异，常会导致工作面产生塌陷和隆起等现象。
这些现象对工作面的采煤作业造成了很大影响，为了保障采煤工作的顺利进行，提高采煤效率，必须进行煤层注水管理。
煤层注水管理是通过向煤层注入水来改变煤层的物理性质，从而保持工作面的稳定性，降低采煤难度，减少煤炭损失。
正确的煤层注水管理对于保持矿井稳定，保障采煤面安全具有重要作用。
煤层注水管理面临的主要难题是如何合理利用水资源，达到提高采煤效益的目的。
煤层注水管理需要根据地质条件、矿井特点和采煤工艺等因素来制定相应的注水方案。
注水方案必须综合考虑水源的供应、注水管道的敷设和注水设备的选择等问题。
在制定注水方案时，需要根据煤层的地质条件确定注水井的位置。
注水井应该位于煤层的延伸线上，使水能够全面渗透到整个煤层中。
在确定注水井位置时，还需要考虑到井下排水的问题，以及井下工作环境的安全问题。
注水井的选择要根据井下地质条件和煤层性质来确定，要充分考虑注水井的稳定性和注水效果。
注水设备的选择也是煤层注水管理的一个重要环节。
注水设备主要包括注水泵、注水管道和注水阀门等。
注水设备的选择要根据采煤工作面的布置和需要注水的煤层来确定，要保证注水设备的可靠性和安全性。
注水设备的敷设要考虑到井下工作环境的限制和注水效果的需求，注水设备要具备良好的适应性和灵活性。
另外，注水管理还需要合理利用水资源，提高水资源回用和循环利用的能力。
煤层注水过程中，注水井周围的地下水会受到污染，如果不进行处理就会对地下水和地表水造成严重污染。
因此，在注水管理中要采取相应的措施来防止污染，例如建立水封帷幕、布置沉砂池和构筑地下水拦蓄设施等。
同时，还要加强对水资源使用的管理，提高水资源的利用效率，减少对水资源的浪费。
总之，煤层注水管理是煤矿采煤工作中非常重要的一项工作。
通过合理的煤层注水管理，可以提高采煤效率，保障采煤面的安全，减少煤炭损失。
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煤层注水在煤矿安全中的应用及效果浅析
1煤层注水及方法
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。
2煤层注水在煤矿安全中的作用机理及效果
2.1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。
新汶孙村矿和本溪彩屯矿实施煤层注水后，除尘率分别达到73％和
79％。表1是“三软”综放工作面通过实施煤层注水及其他防尘措施后的
降尘率。
表1“三软”综放工作面降尘率
位置采煤机司机移架司机放煤司机回风巷全尘/％69.144.284.169.4呼
吸性粉尘/％42.341.266.945.3
2.2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。在阳泉矿区3
号煤层两对突出矿井的6个具有突出危险性的综采工作面使用浅孔煤
壁注水后，瓦斯突出和喷出次数与采用前相比，减少了72.2％，平均
突出强度也降低了36.5％。
2.3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。
郑州煤炭工业集团公司裴沟煤矿的25031工作面在浅孔注水工作中，
注水前干孔孔口瓦斯浓度可达2％以上，注水后的湿孔孔口瓦斯浓度则
可超过4％。该工作面注水之后生产过程中瓦斯超限次数明显减少。安
徽恒源煤电股份有限公司625采煤工作面进行煤壁注水以后，瓦斯绝
对涌出量降低幅度在29.4％～33.3％之间。阳泉3号煤层在煤壁实施浅
孔注水后，采煤班作业时瓦斯涌出量平均降低了25.07％。
2.4防治冲击地压
煤层注水防治冲击地压的机理是：高压注水改变了煤体的裂隙结构，
使煤体脆性减弱，塑性增强。促使煤壁前方塑性变形区（卸压带）加
宽，使集中压力区（弹塑性变形区）向煤壁深处移动并加宽，减弱了
压力集中程度，缓和了煤体压力潜能的积聚，从而预防冲击地压的发
生或使其强度减弱。抚顺胜利矿采用煤层注水防治冲击地压，收到较
好效果。其对比情况见表2。
表2抚顺胜利矿预防冲击地压效果
工作面类别最大压力位置/m压力集中系数增压边界与煤壁距离/m干
工作面工作面前方52.5湿工作面工作面前方101.410～20
2.5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。
3提高煤层注水效果的措施
对一定的煤层条件和注水设备，可在注水工艺上采取措施以增大煤层
注水量，提高注水速度（注流量），使注水效果更佳。
3.1间歇注水
煤层注水时，压力水快速流入煤体裂隙，裂隙表面往往为气泡所覆盖，
因而可能阻碍水的湿润作用。而当采用间歇反复注水时，则可消除这
一缺点。另外，注水后煤体内产生的裂隙是可变的，第一次注水时泄
露的地点在第二次注水时不一定继续泄水，所以间歇注水能增大注水
量。
3.2孔内震动爆破提高透水性
在注水孔内装药进行注水前的震动爆破，可以有效地提高注水速度。
石炭井矿务局在透水性较差的煤层中，采用孔内震动爆破方法提高了
注水流量。其方法是在钻孔中盛满水，将矿用安全炸药（4～5卷）置
于防水套中做成爆破筒送入钻孔内，爆破筒中放置2个起爆雷管引爆，
在孔口敞开的情况下进行水封爆破，爆破结束后，即封孔注水。孔内
爆破的作用是利用爆破产生的高压作为注水的初始压力，打开裂隙，
同时在爆破震动下，使煤体得到松动，为正常注水创造条件。表3是
石岩井矿务局二、三矿孔内震动爆破的结果。
表3石炭井矿务局孔内震动爆破结果
矿别及层别工作
面名称孔深/m爆破
次数注水流量
/l·h-1二矿5层煤2521上401
210~20
10~20500
800三矿5层煤3512上23~31142196三矿9层煤391421~23167162
3.3使用湿润剂
煤的湿润边界角在60°～80°之间，不能与清水很好地湿润，为了提高
煤层注水的效果，可在水中加入湿润剂，以提高湿润速度和范围。如
阳泉一矿在注入煤层的水中加入0.5％浓度的洗衣粉，使注水速度提高
了24％。目前，我国各注水矿井使用湿润剂的还不多，对湿润剂的种
类，效果及开发还需要研究和探讨。