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曹伐柯

【摘要】平禹一礦位于禹州市古城鎮(zhèn)內(nèi)，距禹州市區(qū)8km，井田面積11.043km2，開采儲(chǔ)量2300萬噸。礦井主采二1、二3煤層，是一座年核定生產(chǎn)能力100萬噸的礦井。平禹一礦為“三軟煤層，煤體松軟破碎，硬度低，工作面在回采和掘進(jìn)期間產(chǎn)塵量較大，綜合防塵一直是礦井一通三防管理工作中的難題。二1-13072綜放工作面投產(chǎn)后，正常生產(chǎn)期間工作面及回風(fēng)巷粉塵飛揚(yáng)，最高粉塵濃度達(dá)到26.5mg/m3，嚴(yán)重危害了職工身心健康。

【關(guān)鍵詞】平禹一礦；深孔注水技術(shù)

中圖分類號：TD1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1006-0278（2015）03-100-01

自2014年以來，我礦在集團(tuán)、許平煤業(yè)公司和煤電公司的正確領(lǐng)導(dǎo)下，通過不斷摸索、總結(jié)和改進(jìn)，逐漸形成了一套相對可行的、適合我礦實(shí)際情況的煤層深孔注水技術(shù)，并與淺孔注水相結(jié)合的方式，成功的應(yīng)用在我礦二1-13072綜放工作而回采過程中，且取得了較好的效果。

根據(jù)二1-13072綜放工作而實(shí)際情況經(jīng)研究討論制定深孔注水方案如下：

在工作而風(fēng)巷沿煤層傾斜方向施工60m的深孔，鉆孔內(nèi)下入注水管，利用注水泵對上段60m實(shí)體煤區(qū)域進(jìn)行動(dòng)壓注水。

1鉆具配備：選用ZDY3200S（A）型全液壓坑道鉆機(jī)1臺(tái)、（Φ73mm二棱鉆桿lOOmm，Φ75Imm鉆頭1個(gè)；

2.鉆孔參數(shù)：孔徑Φ75mm，孔深50～60m，孔間距8m，傾角一2～-8°（根據(jù)鉆孔位置的煤層傾角和煤厚變化隨時(shí)調(diào)整）；

3.注水參數(shù)：注水方式為注水泵動(dòng)壓注水，注水壓力5MP單孔注水量35.3m3，注水流量1.2m3/h，單孔注水時(shí)間29.4h，注水超前距20m，注水管長度40m（前l(fā)Om為全管，后30m為花管）；

4封孔參數(shù)：封孔深度16m，封孔工藝為注漿泵動(dòng)壓封孔。具體步驟如下：

（1）首先在封孔段下端（16m位置處）將棉紗配合聚氨酯封孔液捆扎在注水管上，捆扎棉紗長度不小于0.5m，捆扎好的棉紗呈馬尾狀，捆扎時(shí)盡量避免將棉紗捆成一團(tuán)，防止封不嚴(yán)、滲漿；

（2）快速將剩余的注水管下入鉆孔內(nèi)（時(shí)間不能超過5分鐘）；

（3）啟動(dòng)風(fēng)動(dòng)注漿泵，按照水泥與水1：2的比例將水泥砂漿攪拌均勻，并在水泥砂漿中摻入一定比例的膨脹劑，防止封孔不嚴(yán)或水泥砂漿凝固后出現(xiàn)裂隙漏水；

（4）利用注漿泵封孔；

（5）封孔后凝固48小時(shí)后，開始注水。

深孔注水封孔示意圖

5.鉆孔布置：

沿工作而風(fēng)巷距離切眼50m位置布置首個(gè)鉆孔，鉆孔采用單排布置，開孔位置距巷道底板不小于l.Om，孔間距8m（前期按照3m、5m、6m、8m、lOm進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性布置，根據(jù)現(xiàn)場注水情況8米最佳）。

深孔注水鉆孔布置示意圖

6.注水：

（1）注水前使用連接管（Φ19mm/25nmm高壓軟管）將鉆孔內(nèi)的注水管與注水泵連接管連通；

（2）注水孔孔口安裝控制閥、壓力表、泄壓閥以及流量計(jì)；

（3）注水時(shí)，注水人員觀察并記錄注水量、每小時(shí)流量、壓力等數(shù)據(jù)變化情況；

（4）當(dāng)鉆孔周圍煤壁出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)關(guān)閉控制閥，停止注水，然后再對其它注水孔進(jìn)行注水，采用“反復(fù)循環(huán)多輪”的方法直至單孔注水量達(dá)到設(shè)計(jì)注水量35.3m3（反復(fù)循環(huán)多輪即：若一號孔注水因其他原因達(dá)不到設(shè)計(jì)注水量而造成的停止注水，則停止注水24小時(shí)后，重新連接一號注孔繼續(xù)注水，直至達(dá)到設(shè)計(jì)注水量方可停止注水；二號孔注水因其它原因達(dá)不到設(shè)計(jì)注水量而造成的停止注水，則停止注水24小時(shí)后，重新連接二號注孔繼續(xù)注水，直至達(dá)到設(shè)計(jì)注水量方可停止注水；以此類推，直至所有的注水孔全部達(dá)到設(shè)計(jì)注水量要求）。

為保證煤層深孔注水工作的有序、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范開展，礦井建立了嚴(yán)細(xì)的考核和激勵(lì)機(jī)制。一是實(shí)行績效浮動(dòng)工資機(jī)制。在原有崗位工資的框架外，以注水量、鉆孔量、降塵率等指標(biāo)完成情況為考核依據(jù)，對注水工作執(zhí)行計(jì)件外專項(xiàng)工資支付，轉(zhuǎn)變了原有的計(jì)時(shí)考核模式，充分調(diào)動(dòng)了工作積極性。二是建立聯(lián)合驗(yàn)收機(jī)制。鉆孔施工和注水期間，由當(dāng)班瓦斯檢查工、采煤隊(duì)質(zhì)量驗(yàn)收員、通風(fēng)隊(duì)施工人員共同聯(lián)合驗(yàn)收，并出具驗(yàn)收單據(jù)，履行簽字手續(xù)，一式二份，分別交由通風(fēng)隊(duì)、安監(jiān)科和采煤隊(duì)保管；月底總鉆孔量、總注水量由相關(guān)業(yè)務(wù)主管科室驗(yàn)收落實(shí)后形成報(bào)表，作為當(dāng)月結(jié)算工資的依據(jù)，做到相互監(jiān)督、相互促進(jìn)。

實(shí)踐證明，煤層深孔注水技術(shù)與淺孔注水相結(jié)合，符合我礦井下現(xiàn)場實(shí)際，在粉塵治理和防止煤壁片幫方而能夠滿足安全生產(chǎn)需要，是一種經(jīng)濟(jì)適用的主動(dòng)措施。該項(xiàng)技術(shù)在二1-13072綜采工作而應(yīng)用后，工作而正常生產(chǎn)期間回風(fēng)側(cè)粉塵濃度由原來的26.5mg/m3下降至4.14mg/m3（最小值），降塵率達(dá)到了70%以上，煤體含水分由原來的1.8%增加至3.4%，增加了1.6個(gè)百分點(diǎn)；同時(shí)，工作而不再頻繁大而積出現(xiàn)煤壁片幫現(xiàn)象，保證了工作而正常、安全、快速生產(chǎn)。

但由于煤層深孔注水技術(shù)在我礦是首次實(shí)施，實(shí)際施工過程中仍存在很多值得探索研究之處，比如：一是目前的計(jì)量只能實(shí)現(xiàn)單孔計(jì)量，不能多孔同時(shí)計(jì)量和監(jiān)測，效率不明顯；二是注水水源中摻入活性劑的選擇和比例及與煤質(zhì)之間的關(guān)系等，今后我礦將立足自身，進(jìn)一步不斷探索和研究本煤層注水技術(shù)，從措施、標(biāo)準(zhǔn)制定、現(xiàn)場管理和指標(biāo)考核上逐步規(guī)范，實(shí)現(xiàn)本煤層注水技術(shù)穩(wěn)步推進(jìn)。