煤层注水湿润半径考察报告
充水性调查报告

和顺隆华北关煤业有限公司井下及周边矿井充水性调查一、概况山西隆华北关煤业为单独保留矿井,由原北关煤业新增北部已关闭的腾信煤业资源整合而成,整合主体为北关煤业,隶属于和顺隆华集团有限公司。
井田面积2.4729km2,批准开采8~15#煤层,生产能力300kt/a。
上组8号煤层已基本采完,现开采15号煤层。
二、井下积水情况调查该矿自建井至今,矿井没有发生过任何水害事故。
但井田内8、15号煤层已开采多年,部分采空区、古空区存有一定积水,根据山西地科勘察有限公司提供的《山西和顺隆华北关煤业有限公司井下采空区积水、积气调查报告》中调查原腾信煤业公司8号煤层采空区面积为375092m2,采空区积水量为13.5万m3,巷道积水量为1万m3,总积水量为14.5万m3;原北关煤业公司15号煤层采空区积水区域在水仓南部2001年采空区内,面积为862 m2,积水量为150m3。
详见下表:采空区积水量调查表三、矿井充水因素分析1、地表水体对矿坑水影响。
本区沟谷平常无水,但在雨季有洪水汇集,沿沟排泄。
该矿主、副井口均位于沟侧,应防范雨季洪水涌入矿井的可能性。
另外,井田东部煤层埋层较浅,煤层开采引起的塌陷裂隙隙可能沟通浅层潜水与煤层顶板裂隙水之间的水力联系,从而增大矿井涌水量,对矿井生产带来一定影响。
2、8号煤主要充水含水层为K7砂岩裂隙含水层,根据原山西和顺北关煤业有限公司与北部已经关闭的山西和顺腾信煤业有限公司多年开采情况来看,井下涌水量不大,一般情况下不会对8号煤开采造成威胁。
3、15号煤主要充水因素为K2灰岩含水层。
据原北关煤矿的生产实践证明,本地区主要涌水层位为K2灰岩含水层,井下涌水量一般为60-72m3/d,一般情况下也不会造成大的威胁。
4、本井田基本为一背斜构造,据井下揭露,断层附近淋水明显增大,但对矿井开采没有造成太大的影响。
井巷穿过背斜(S1)时,未发现矿井涌水量增大。
四、周边相邻矿井积水调查1、山西和顺正邦煤业有限公司(原联松联办煤矿二坑): 8、15号煤层采空区位置均位于井田西南部,距北关煤矿较远。
浅孔注水有效影响半径的测定及效果研究

TECHNOLOGY AND MARKET Vol.28,No.7,2021
浅孔注水有效影响半径的 测定及效果研究
戴 扬
(河南能源化工集团鹤煤公司,河南 鹤壁 458000)
摘 要:煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘生产过程中的一种非常复杂的动力地质现象。在矿井生产中,这一现象不仅严 重制约了巷道掘进速度,而且也严重威胁煤矿生产安全。近几年来,煤层注水成为煤矿的主要防突技术,但由于有效影 响半径的不确定,导致煤矿资源的浪费和防突效果不佳。根据不同水压下(8MPa、10MPa)钻孔注水,确定了钻孔注水消 突的布置方案,研究测定了注水前后钻孔瓦斯涌出量以及钻孔内煤层含水量的变化情况,并在鹤煤八矿 3006工作面进行 了现场试验,确定了煤层中高压注水防突有效影响半径。 关键词:钻孔注水;影响半径;防突;残层瓦斯含量 doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2021.07.034
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量及残存瓦斯含量,以水分增加 1%以上为界限确定其注水影 响半径。 13 考察地区的选择
本次主要在八矿 3006工作面切眼按照 79mm注水孔孔径 分别进行 8MPa和 10MPa压力的注水试验。
3006工 作 面 地 面 位 于 市 第 二 造 纸 厂 北 部,地 面 标 高 +136~+131m,表土层厚度 177m,基岩厚度 447m,井下埋 深 643~718m。工作面地面南部有季节性排水渠流过,该水渠 受季节性降雨影响,在雨季水源主要是大气降水,旱季水源主 要为矿井排水及城市生产、生活废水(基本干涸),河流距工作 面垂深 648~717m。工作面位于井田的中部,走向长 505m (平均),倾向长 150m(平均),斜面积 75146m2,工作面西部 为 3004采空区,东部为未开采的 34采区工作面,北部为未开 采的 3205工作面,南部为新副井工业广场保护煤柱。3006工 作面上顺槽上部为 3004采空区,剩余煤厚 0~7.2m,原始煤厚 1.0~9.6m;3006工作面上顺槽三横川(小上山口)向南 6.7m 至三横川(小上山口)向北 72m区段为二1 煤层变薄带,剩余煤 厚 0~1.6m,原始煤厚 1~4.6m;3006工作面上顺槽测点 SD21 向北 0~65m区段为二1 煤层变薄带,剩余煤厚 0.7~1.3m,原 始煤厚 4~4.6m;3006工作面下顺槽测点 SD69向南 3.2m至 SD69向北 69m区段为二1 煤层变薄带,剩余煤厚 0.2~4.2m; 其他区段煤厚 4.0~8.6m,平均煤厚 7.3m;3006工作面总平 均煤厚为 6.5m,3006工作面煤层厚度不稳定,煤层结构简单, 无夹石层。 14 注水孔及测试孔施工方案
煤层注水可注性鉴定报告

XXX煤业有限公司煤层注水可注性测试报告编制人:通风副总:通风矿长:总工程师:二O一六年五月XXX煤业有限公司煤层注水可注性测试报告一、交通位置XXX煤业有限公司位于灵石县城东南方向一带,行政区划属灵石县南关镇管辖。
井田地理坐标:该矿向西17Km可达大运公路和南同蒲铁路线上的南关站,高速公路仁义口距井田约3 km。
交通较便利。
二、煤层概述XXX煤业有限公司按照初步设计开采10号煤层,采煤工作面均采用长壁综采采煤法,顶板管理采用全部垮落法。
支护方式采用锚网喷加锚索支护。
根据山西煤矿矿用安全产品检验测试中心2010年2月4日测试结果:10号煤层火焰长度55mm,最低岩粉用量70%。
依据AQ1045-2007《煤尘爆炸性鉴定规范》,判定该矿10号煤尘有爆炸危险性。
10号煤层吸氧量0.6396cm3/g,自燃倾向性等级为Ⅱ类,自燃倾向性质为自燃。
依据GB/T20104-2006《煤自然倾向性色普吸氧鉴定法》,判定该矿10号煤层自然倾向性等级为Ⅱ类,属于自燃煤层。
采煤工作面在回采时会产生大量煤尘,污染环境,给作业工人带来一定的身体危害,长期吸入,会引起尘肺病,因此,应对其引起足够的重视,并采取相应措施,加以防范。
煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。
通过煤层注水一般除尘率可达60%~80%,煤尘注水实施较好的工作面,可以将总粉尘浓度减少75%~85%,呼吸性粉尘浓度减少65%以上。
煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中,使煤层得到预先湿润,增加煤体的水分,减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。
在回采工作面回采前首先对10号煤层进行煤层注水可注性测试。
三、测定方法煤层注水可注性判定指标包括:原有水分(W)、孔隙率(n)、吸水率(δ)、坚固性系数(f)的测试计算。
根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》对煤层取样的要求分别在10号综采工作面和轨道顺槽内均匀布置采样点取样。
1、原有水分的测定根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》7.1原有水分测定要求,利用CSD20M矿用本安型水分测定仪,10号煤原有水分W为0.61%。
煤层注水试验总结报告

煤层注水试验总结报告
本次试验分为两个阶段。
第一阶段为前期准备工作,包括现场勘探、材料准备和设备调试等。
第二阶段为注水实验,将试验井进行注水处理,并在注水过程中进行数据采集和观测。
数据分析:
通过试验数据的分析,得出了以下几点结论:
1.煤层注水可显著提高煤层采收率,其中煤层注水量越大,提高采收率的效果越显著。
2.煤层注水可明显降低煤层瓦斯含量,从而降低了矿井瓦斯爆炸的危险性。
3.煤层注水可降低煤尘浓度,提高煤矿工作环境的安全性和舒适性。
结论:
本次试验表明了煤层注水技术在煤矿工程中的应用前景广阔。
可通过合理注水量的控制提高采收率、降低瓦斯含量和煤尘浓度,从而提高煤矿的安全性和生产效率。
但同时也需要注意注水量的控制,避免对矿井地质环境造成不必要的影响。
- 1 -。
积水、积气调查报告

山西煤炭运销集团梅花沟煤业有限责任公司周边矿井积水积气调查报告调查单位:山西煤炭运销集团梅花沟煤业有限责任公司时间:二〇一六年五月山西煤炭运销集团梅花沟煤业有限责任公司周边矿井积水、积气调查报告一、本矿有害气体及水患情况1、采空区积水情况本井田2、3号煤层为古窑采空区,随着下部煤层的开采,2、3号煤层采空积水呈疏干状态,井筒揭露2、3号煤层采空区时,未发现有采空积水;4号煤层已采空,当时开采时涌水量很小,随着下部煤层的开采,该层所积存的采空积水也呈疏干状态;7号煤层为不稳定煤层,基本呈实煤状态;8号煤层南部有一处积水区,积水面积约20000 m2,积水量约7800 m3;9号煤层不可采;10号煤层根据地面物探成果,现采煤层11#首采工作面上覆10#煤层有积水异常区,针对此成果,我矿进行了钻探验证,该区域无积水现象。
11号煤层南部推测有一处积水区,积水面积约40000 m2,积水量约8500m3;12号煤层目前为实煤状态;14号煤层南部(原常圈沟煤矿南部)巷道有积水,积水标高为1018m,巷道积水约7000 m3,推测南部低处采空区积水约46000 m3。
2、矿井各煤层采空区积水、积气情况8号煤层南部有一处积水区,积水面积约20000 m2,积水量约7800 m3,该处积水离现开采范围距离较远,且地势较低,对开采范围无影响。
在现开采范围,8号煤层部分采空,根据地面物探成果有少量采空积水异常区,现矿井已编制有针对性的上探8号煤层采空积水、积气探放方案,准备施工,实施钻探验证。
10号煤层大部分采空,原调查结果为无积水、积气。
2015年梅花沟煤业委托黑龙江省煤田地质物测队对现开采区域进行了地面物探,根据地面物探成果,现采煤层11号首采工作面上覆10号煤层有积水异常区,针对此成果,我矿于2015年底进行了钻探验证,该区域无积水、积气现象。
11#煤层为现采煤层,在井田中部地势最低处有一处积水,现已排完。
目前,其他地方采空区无积水、积气。
煤层注水可注性测试报告

煤层注水可注性测试报告巩义瑶岭煤业有限公司煤层注水可注性测试报告煤层注水可注性测试(一)煤层注水原理及要求煤层注水是指在采、掘、巷修等作业前,预先在煤层中施工若干钻孔,通过钻孔注入压力水,使其渗透、扩散入煤体内部,人为地增加煤体的水分,增强煤层黏结性,以减少煤层在采、掘、巷修等作业过程煤尘的产生量和顶煤冒落机率等。
1、注水系统注水系统由矿井防尘管路系统、作业地点注水泵和封孔器及相关连接高压管路等附件组成。
2、注水设备注水设备主要包括钻机、注水泵、封孔器、分流器、高压管、压力表等。
3、注水压力注水压力不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力,目前我矿根据实际情况测试,确定采用的注水泵压力在10MPa左右。
(二)工作面注水测试1、在工作面回采过程中,利用检修班在工作面煤壁每隔6米施工一个注水钻孔,注水钻孔孔深5~8m,每天一个循环,交错布孔。
2、采煤工作面煤层注水孔按以下原则布置。
a.煤厚h≥6m时,注水孔呈三花眼布置,上孔布置于煤壁顶梁0.3m处,孔深不小于6m,15采区仰角不小于300,12采区仰角不小于150;下孔布置于煤壁距底板1m处,孔深不小于6m,15采区仰角150~200,12采区仰角00~50;孔间距均为4m~6m。
b.煤厚3m<h<6m时,注水孔布置于煤壁距顶板0.2m 处,孔间距4m~6m,单孔孔深不小于6m,15采区仰角150~200,12采区仰角00~50。
c.煤厚2m<h<3m时,注水孔布置于煤壁距顶梁0.5m 处,孔间距4m~6m,单孔孔深不小于6m,其角度与煤层赋存角度一致。
3、注水孔采用ZQS-65/2.5手持式气动钻机施工,42×1000mm的双螺纹钻杆配钻头直径Φ44㎜。
4、封孔采用直径Φ38㎜、长度1.0m的水力膨胀式封孔器,封孔深度不小于1.5m,确保封孔质量,注水后封孔器如果取不出,可随采面推进取出。
5、必须保证注水时间,采用多孔注水,于交接班前2小时完成注水工作。
煤层注水总结报告

煤层注水总结报告1. 引言煤层注水是一种常见的煤矿开采技术,通过注入水或其他液体来增加煤层内部的水压,以促进瓦斯抽采和煤层开采工作的进行。
本报告旨在总结煤层注水的原理、方法和效果,以及对环境和安全的影响等方面进行分析和讨论。
2. 煤层注水原理煤层注水的原理是利用注入的水或其他液体增加煤层的水压,从而改变煤层的物理性质,促进煤层中瓦斯的释放和煤层开采的进行。
注入的水可以通过裂隙和孔隙渗透到煤层中,使得煤层中的瓦斯被稀释,并增加瓦斯的渗透性,便于瓦斯的抽采。
此外,注水还可以改善煤层的强度和稳定性,减少煤层塌陷和爆破的风险。
3. 煤层注水方法3.1 主动注水法主动注水法是通过钻孔或井筒直接向煤层注入水或其他液体。
通常使用的注水设备有定向注水装置和注水井。
定向注水装置可以将水注入到特定位置的煤层中,以实现精确控制和调节。
注水井是一种直径较大的孔洞,通过注水井可以将大量的水注入煤层,提高煤层的水压。
3.2 间接注水法间接注水法是通过开采工作中的排水措施,将排出的水注入到煤层中。
这种方法通常适用于需要排水的矿井,通过将排出的地下水重新注入到煤层中,可以提高煤层的水压,并促进瓦斯的释放和煤层开采的进行。
4. 煤层注水效果煤层注水对煤矿开采工作有着显著的促进作用。
通过增加煤层的水压,注水可以减少煤层中的瓦斯浓度,降低瓦斯爆炸的风险。
此外,注水还可以改善煤层的稳定性,减少煤层的塌陷和爆破的风险,提高开采效率。
然而,煤层注水也存在一些问题和挑战。
首先,注入的水会增加煤层中的含水率,导致煤矿排水工作的复杂性增加。
其次,注水可能导致煤层中的地质结构发生改变,对矿井的环境和安全产生影响。
因此,在进行煤层注水前,必须进行详细的地质勘测和安全评估,确保注水操作的安全性和可行性。
5. 煤层注水的环境和安全影响煤层注水对环境和安全产生一定的影响。
首先,注入的水可能含有一定的污染物,如重金属和矿物盐类。
这些污染物可能会渗入地下水和地表水中,对水资源造成潜在的污染风险。
1102工作面煤层注水效果分析及评价报告

**********1102 工作面煤层注水效果分析及评价报告总工程师:通风副总经理:通风区长:通风部:编制:编制单位:通风部编制时间:2023 年5 月1102 工作面煤层注水效果分析及评价报告为考察分析1102 工作面回采期间煤层注水效果,确保工作面作业人员具有良好的作业环境,提高生产效率,遏制煤尘事故发生,现对1102 工作面煤层注水效果进展如下分析及评价。
一、1102 工作面概况一、1102 工作面概况1、工作面位置及四邻状况地面位置:西距刘家庄约 847m,东距下丰堠村约 254m。
地面标高:+1222~+1275。
工作面标高:+1034~+1168。
埋深:+61~+208。
2、巷道布置1102 工作面沿煤层走向布置、沿倾斜方向回采。
工作面切眼长度为137m,运输顺槽长度为 770m,回风顺槽长度为 733m。
3、工作面地质、瓦斯、煤尘爆炸性与自燃状况依据 1102 工作面施工的锚索孔和顶板穿层抽放钻孔数据分析,该区域 15#煤层顶板局部消灭软泥层,最大厚度约为 6m;局部消灭黄土层,厚度 0.3-1.5m,且 1102 高抽巷消灭黄土层的区域局部有漏风现象,现已对漏风地点进展了封堵。
1102 工作面切眼〔1102 回风顺槽侧〕四周 15 号煤层变薄,厚度约为3.8-5.2m,影响长度约为15m;当1102 工作面回采至约63m 时,工作面将会受到褶皱影响,该褶皱在 1102 回风顺槽和 1102 运输顺槽内都揭露,枢纽走向约13°,两翼煤层倾角最小约0.5°,最大约5°,煤层最大落差约 10m,会对回采造成影响;1102 运输顺槽掘进过程中揭露 X15 陷落柱,长轴 36m,短轴 33m,揭露位置距 1102 切眼 240m 处,会对回采造成影响。
1102 回风顺槽掘进过程中揭露X11 陷落柱,长轴 89m,短轴 64m,揭露位置位于停采线之外,对回采无影响。
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##矿13-1煤层注水湿润半径考察报告二〇一五年三月目录1 试验目的 (1)2 概况 (1)2.1 煤层情况 (1)2.2 顶底板情况 (1)2.3 煤层其他参数情况 (2)3 注水试验设计 (2)3.1 试验主要设备 (2)3.2 钻孔设计 (3)4 注水湿润半径考察 (4)4.1 动压注水湿润半径考察 (4)4.2 静压注水湿润半径考察 (6)5 结论 (9)##矿13-1煤层注水湿润半径考察报告1试验目的为更好的考察矿井13-1煤层注水湿润半径,为13-1煤层注水相关技术参数提供可靠设计依据,在13-1煤层121301工作面机巷距切眼以南20m处巷道内设计注水试验钻孔,开展煤层注水试验,分别采取动压和静压注水进行试验,对13-1煤层的注水湿润半径进行考察。
2 概况2.1煤层情况13-1煤层位于第四含煤段中部,全区稳定可采。
根据工作面内及附近地质勘探钻孔及风、机、切眼等巷道实际揭露的地质资料分析,121301工作面13-1煤层全层厚度为3.00~6.20m,平均厚度(含夹矸)为5.00m;13-1煤层平均含有一层夹矸,夹矸多为炭质泥岩,次为泥岩,结构复杂,厚度为0~0.60m,平均厚度为(最大为0.5m、最小为0.1m)0.40m;纯煤厚平均厚度为(最大为5.6m、最小2.8m)4.60m;通过加权平均,13-1煤层结构为0.60(0.40)4.00m。
根据121301工作面风、机两巷以及切眼实际揭露的地质资料,工作面内13-1煤层倾角4~15°,平均倾角约为11°。
在断层及构造影响区域,煤层局部倾角变化较大。
为避免断层、构造等地质因素对试验造成影响,试验选择煤层稳定无地质构造的区域进行。
2.2 顶底板情况1.煤层顶板岩性老顶:中砂岩或粉砂岩;中砂岩呈浅灰白色,中粒砂状结构,泥、硅质胶结,颗粒成份以石英,长石为主,厚度0~3.25m,平均厚度 1.62m,普氏硬度系数6.8~7.8;粉砂岩呈浅灰色,硅泥质胶结,成分以石英,长石为主,含少量云母岩屑,水平~斜层理,厚度0~2.35m,平均厚度1.12m,普氏硬度系数4.8~6.2。
直接顶:砂质泥岩。
灰色~深灰,砂状泥质结构,中厚层状,水平层理,岩性硬脆,芯完整,裂隙少,厚度0.70~1.65m,平均厚度1.25m,普氏硬度系数4.2~5.3m2.煤层底板岩性泥岩、砂质泥岩。
泥岩呈灰黑,泥质结构,薄层状,炭质含量较高,滑面不发育,厚度0~0.90m,平均厚度0.40m,普氏硬度系数3.6~4.1;砂质泥岩呈深灰色,含砂泥质结构,少量滑面,致密性脆,厚度0~2.20m,平均厚度0.71m,普氏硬度系数4.2~5.3。
2.3 煤层其他参数情况121301工作面13-1煤层为黑色,以块状为主,局部为碎块状,玻璃光泽,内生裂隙发育,见有钙质黄铁矿充填,以亮煤为主,暗煤次之,根据井田内钻孔煤层取样测试资料:13-1煤层普式硬度系数约为1.6,容重为1.4t/m3;原煤水份1.85%;灰分24.82%;全硫平均值为0.16%;根据121301工作面掘进期间瓦斯等参数测试情况,在121301工作面机巷内测试原始瓦斯含量4.4241m3/t,最大瓦斯压力0.37Mpa,煤的坚固性系数f值为0.79~1.07,煤的瓦斯放散初速度Δp值为2.1~3.7。
根据中煤科工集团在111301工作面取样测试,13-1煤的孔隙率为2.10%。
3 注水试验设计在121301工作面机巷距切眼20m处,巷道的东帮和西帮各施工一个注水试验钻孔,分别进行动压注水和静压注水试验。
3.1 试验主要设备1.动压注水设备:脉冲式注水泵动压注水时采用2BZ40/12型脉冲式煤层注水泵进行注水。
其电机功率11kw,脉冲强度0-12Mpa,输出流量40L/min。
2.封孔器封孔器为自动封孔器,型号为FKSS-71/5,注水压力在1-5Mpa,长度为2.6m,内径为71mm。
3.流量计流量计量采用SGZ型高压水表,对注水流量进行统计,同时显示注水压力,SGZ型高压水表流量0.1~5.0m3/h,压力可达25Mpa。
4.截止阀及管路注水所用的水源由井下清水管路分流出来,在分流管路上安装阀门控制,注水管路采用矿用高压胶皮软管。
动压注水通过注水泵向煤层内进行注水,静压注水利用管路水压不经过注水泵直接注入煤层。
3.2 钻孔设计1.动压注水在121301工作面机巷西帮距离切眼20m处依次向外设计4个钻孔,其中1个注水试验钻孔,3个考察钻孔,1#号钻孔用于注水试验,2、3、4#钻孔进行湿润考察,2、3、4#钻孔距1#注水孔的距离分别为2、2.5、3m。
2.静压注水在121301工作面机巷东帮距离切眼20m处依次向外设计4个钻孔,其中1个注水试验钻孔,3个钻孔考察,5#号钻孔用于注水试验,6、7、8#钻孔进行湿润考察,6、7、8#钻孔距5#注水孔的距离分别为3、4、5m。
3.钻孔参数根据试验区域煤层角度,钻孔沿煤层倾向施工,动压注水钻孔迎角10°施工,静压注水钻孔俯角10°施工,动静压注水钻孔均采用孔径φ75mm,钻孔深度50m,采用自动封孔器,封孔深度3m,动静压注水考察钻孔与分别与动静压注水钻孔保持一样的施工角度,开孔在煤层中间位置,考察钻孔直径φ94mm,深度30m,在注水结束后分别在设计位置施工考察钻孔取煤样,送实验室测定煤样的含水量。
表1 注水钻孔设计参数表图1 煤层注水钻孔设计示意图4.注水参数煤层注水参数主要是指注水压力、注水速度、注水量和注水时间。
注水量或煤的水分增量是煤层注水效果的标志,本次试验分别采用动压注水和静压注水的方式,动压注水采用2BZ40/12型脉冲式煤层注水泵,注水压力控制在2.5~3.2MPa左右,注水时间控制在4个小时。
静压注水采用清水管路自注,通过安设压力表和流量计计量压力和流量,注水时间7天。
4 注水湿润半径考察4.1 动压注水湿润半径考察1.煤层动压注水实施情况根据设计,2015年2月13日早班在121301工作面机巷距离工作面切眼20m 处施工动压注水钻孔,在钻孔施工至30m深时,通过取芯钻杆采取煤样送化验室测定煤层原始水份,钻孔最终施工深度50m,施工完毕后,安装动压注水泵和注水管路及压力表、流量表等相关附属装置,采用矿用高压软管,利用自动封孔器封孔后开始进行煤层注水。
根据现场计量数据,注水时间4个小时,注水压力3.0MPa,注水量共计7.9m³,平均注水流量1.98m3/h。
煤层动压注水实施数据详见表2。
表2 煤层动压注水实施数据统计表2.煤层动压注水考察动压注水结束按照设计位置分别在距注水孔2m、2.5m、3m的位置施工考察孔,考察孔深30m,采取煤样送化验室测试煤样的水份含量,通过注水后的煤层的水份含量与煤层原始水份含量的对比,分析煤层动压注水后的注水湿润情况,从而确定动压注水的湿润效果。
动压注水水份测试结果如表3所示:表3 动压注水水份含量分析表根据经验,煤层注水的效果与煤层的含水量有直接的关系,一般认为,煤体的水份增加1%才有较为明显的降尘效果,考虑到AQ1020-2006煤矿井下粉尘综合防治技术规范要求,注水总量应使钻孔预先湿润煤体的平均水份含量大于或于1.5%,因此,本次试验湿润半径的考察以注水钻孔为中心,周围煤体的水份增加1.5%的界限确定为湿润半径。
动压注水完毕后,按照设计对注水后煤层采取煤样进行水分测定分析,测试结果如表3所示,通过对测试煤层含水量变化分析,可以看出,2#考察孔煤样的含水量比煤层原始含水量有明显的增加,含水量达到3.94%,比原始含水量增加1.74%,相对煤层原始含水量,增加率达到79.09%;注水后3#考察孔煤样的含水量也有增加,含水量达到3.02%,比原始含水量增加0.82%,相对煤层原始含水量,增加率达到37.27%;4#考察孔距离注水孔最远,通过表4数据可以看到,煤样的含水量变化很小。
根据煤层动压注水含水量变化趋势图和含水量增加率变化曲线图可以看到,从2#钻孔到3#钻孔煤样的含水量均比煤层原始含水量增大,距离注水钻孔越近含水量及含水量增加率越大,随着与注水钻孔距离的加大,煤样含水量及含水量增加率均下降的较快;通过图2、图3可以看到在3#至4#钻孔之间煤层的含水量及含水量增加率的曲线变的较缓,表明从3#钻孔向外煤层水份已经变化不大,注水效果已经很小。
根据以上试验数据,结合13-1煤层空隙率等情况,按照煤层的含水量增加1.5%来考察煤层的湿润半径,在上述条件静压注水的情况下,煤层湿润半径为2.0m。
试验表明,煤层含水量随着距离注水钻孔的距离越近,注水效果越好,随着与注水钻孔距离的增加,注水效果逐渐降低,当达到一定的距离后,注水将不再有效,在采用低压3MPa的注水压力,动压注水的情况下,持续不间断的注水4个小时,煤层湿润半径为2.0m。
4.2 静压注水湿润半径考察1.煤层静压注水实施情况2015年2月14日早班在121301工作面机巷巷道东帮距离工作面切眼20m 处施工静压注水钻孔,在钻孔施工至30m深时,通过取芯钻杆采取煤样送化验室测定煤层原始水份,钻孔最终施工深度50m,施工完毕后,通过高压软管与巷道内的清水管路相连,在管路上提前安装压力表、流量表等相关附属装置,利用自动封孔器封孔,通过管路内的静水压力实现对钻孔内的连续、小流量的注水。
根据现场计量数据,注水时间164小时(约7天),注水压力1.1MPa,注水量共计65.6m³,平均注水流量0.4m3/h。
煤层静压注水实施数据详见表4。
表4 煤层静压注水实施数据统计表2.煤层静压注水考察煤层静压连续注水7天,注水结束按照设计位置分别在距注水孔3、4、5m 的位置施工6#、7#、8#考察孔,考察孔深30m,采取煤样送化验室测试煤样的水份含量,考虑到静压注水的方式注水时间长,注水流量大,为加强考察效果,在距离注水孔6、7m的位置采用刻槽法增加两个煤样,定义为9#、10#,测定煤体含水率,通过注水后的煤层的水份含量与煤层原始水份含量的对比,分析煤层静压注水后的注水湿润情况。
静压注水水份测试结果如表5所示:表5 静压注水水份含量分析表图4 静压注水煤层含水量变化趋势图图5 静压注水煤层含水量增加率变化趋势图静压注水完毕后,采取煤样进行水分测定分析,测试结果如表5所示,可以看出,静压注水后煤层水份发生了明显的增加,6、7、8#煤样水样增加量明显,均超过了1.5%。
其中最近的6#煤样水份含量增加到4.25%,增加了2.1%,水份含量增加率达到97.67%;7、8、9、10#煤样水份含量分别增加到3.82%、3.67%、2.94%、2.68%,水份分别增加了1.67%、1.52%、0.79%、0.53%,水份含量增加率分别达到77.67%、70.70%、36.74%、24.65%;其中9#、10#煤样由于距离注水孔较远,水份含量增加不大,水份增加量达不到1.5%。