一種煤層注水加固煤壁的施工方法

聶 軍

(淮南礦業(yè)集團(tuán) 謝橋礦掘進(jìn)一隊(duì), 安徽 淮南市 232058)

1 煤層注水加固煤壁的實(shí)現(xiàn)方式

謝橋煤礦12426下順槽(東)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1192 m，工作面標(biāo)高-602～-683 m，煤層均厚3.0 m，煤層傾角12°～17°，采用錨網(wǎng)(索)支護(hù)。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，由于受地質(zhì)構(gòu)造、地壓等情況的影響，經(jīng)常出現(xiàn)煤層片幫、掉頂，對(duì)巷道的安全施工、成型質(zhì)量、粉塵控制以及瓦斯管理帶來(lái)很大難度，針對(duì)這種情況，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的多次勘察和試驗(yàn)決定采用煤層注水加固煤壁的施工方式。具體操作方法如下。

(1) 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好內(nèi)徑19 mm的鐵管、棉紗、聚氨酯、Ф16 mm高壓軟管、水表、注水裝置等材料、工具，提前加工注水裝置。

(2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要加固煤壁的部位、范圍，提前設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行注水鉆孔施工，也可以利用抽采鉆孔在抽采時(shí)間及抽采率滿足要求后直接用作注水鉆孔。

(3) 在鉆孔內(nèi)下一根1.5 m長(zhǎng)的鐵管(鐵管一端帶絲，另一端距管口0.3 m處焊接一個(gè)擋板，在擋板處纏繞棉紗)，帶絲一端外漏鉆孔口0.2 m。

(4) 將聚胺脂與棉紗充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏椭量變?nèi)，封孔長(zhǎng)度為1m，使聚胺脂充分凝固，(見(jiàn)圖1)。

(5) 在鐵管上管箍上安裝Ф16 mm直通，管箍一端與孔口的帶絲鐵管擰緊，采用Ф16 mm高壓軟管與注水裝置連接，注水裝置與泵站出水口連接。

(6) 開(kāi)啟泵站和注水裝置(注水裝置進(jìn)水管上安裝水表、卸壓閥和截止閥；調(diào)節(jié)好泵站壓力)上連接鉆孔的Ф16 mm截止閥，開(kāi)始煤層注水(見(jiàn)圖2)。

2 現(xiàn)場(chǎng)操作注意事項(xiàng)

(1) 高壓軟管連接必須使用配套“O”型密封圈及專(zhuān)用“U”型卡連接，帶絲鐵管與管箍連接需纏繞生料帶，所有管路連接必須保證嚴(yán)密、不漏水。

圖1 注水鐵管的安裝

圖2 鉆孔注水裝置連接示意

(2) 注水期間在迎頭向后10 m處設(shè)置警戒牌，嚴(yán)禁其他人員進(jìn)入注水場(chǎng)所，防止管路損壞壓力水沖擊傷人。

(3) 注水期間操作人員必須關(guān)注水表及壓力表，確保水壓力≤4 MPa。

(4) 注水期間，操作人員需關(guān)注孔內(nèi)注水情況，若注水鉆孔邊緣出現(xiàn)滲水時(shí)，立即關(guān)閉該鉆孔對(duì)應(yīng)注水裝置上的截止閥，暫停該孔注水，等待30 min后再次注水，如仍然水則停止該孔注水。

(5) 若鉆孔與迎頭煤壁存在出水現(xiàn)象，則立即停止鉆場(chǎng)注水。

(6) 注水期間，若注水裝置及注水管路出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，關(guān)閉注水裝置上一級(jí)閘閥，并將注水裝置旁的卸壓閘閥打開(kāi)，充分泄壓后進(jìn)行處理，待處理完畢后，方可繼續(xù)進(jìn)行注水。

(7) 注水結(jié)束后，關(guān)閉注水裝置上一級(jí)閘閥，并將注水裝置旁的卸壓閘閥打開(kāi)，充分泄壓后，拆除注水裝置和與其連接的高壓軟管等材料。

3 煤層注水加固煤壁的優(yōu)、缺點(diǎn)

3.1 優(yōu) 點(diǎn)

(1) 注水加固煤壁后,煤層穩(wěn)固性有所提高，迎頭割煤煤層受力后不易發(fā)生局部片幫，減少因?yàn)槊簩悠瑤?、掉頂造成的瓦斯超限?/p>

(2) 注水加固煤壁后，可減少掘進(jìn)作業(yè)時(shí)回風(fēng)流中的粉塵濃度，有利于職工身體健康。特別是在注水較為充分處，打幫作業(yè)時(shí)煤塵量減少非常明顯。

(3) 注水加固煤壁后，可以將煤層中賦存的瓦斯提前交換、釋放出來(lái)，減少煤層瓦斯含量、濃度。

(4) 突出煤層采取煤層注水加固煤壁后，可以起到增加保護(hù)煤柱厚度的效果，提高煤層掘進(jìn)的安全性。

3.2 缺 點(diǎn)

(1)由于在迎頭注水，影響掘進(jìn)月進(jìn)尺量。

(2)鉆孔注水對(duì)鉆孔方位角及傾角精度要求較高。若鉆孔角度出現(xiàn)偏差，如打到頂板，會(huì)有頂板出水現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤層注水加固煤壁的方法目前在謝橋礦12426下順槽(東)已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，采用該種施工方法后，煤層穩(wěn)固性得到明顯改善，迎頭進(jìn)尺時(shí)煤塵濃度有所降低，井下作業(yè)人員的工作環(huán)境得到明顯改善。

經(jīng)過(guò)分析，此種方法如果進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)的操作方法，比如把握好注水的壓力和注水時(shí)間，并進(jìn)一步優(yōu)化鉆孔的設(shè)計(jì)、施工工藝，效果將更加明顯，煤層注水加固煤壁的方法符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范、規(guī)定的要求，值得推廣應(yīng)用。

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