影響煤層注水效果的因素
煤層注水是采煤工作面最重要的防塵措施之一。在回采之前預(yù)先在煤層中打若干鉆孔,通過鉆孔注入壓力水,使其滲入煤體內(nèi)部,增加煤的水分,從而減少煤層開采過程煤塵的產(chǎn)塵量。影響煤層注水效果的因素主要有以下幾個(gè)方面:

(1)煤的裂隙和孔隙的發(fā)育程度
對于不同成因及煤巖種類的煤層來說,其裂隙和孔隙的發(fā)育程度不同,注水效果差異也較大。煤體的裂隙越發(fā)育則越易注水,可采用低壓注水,否則需采用高壓注水才能取得預(yù)期效果,但是當(dāng)出現(xiàn)一些較大的裂隙(如斷層、破裂面等),注水易散失于遠(yuǎn)處或煤體之外,對預(yù)濕煤體不利。
煤體的孔隙發(fā)育程度一般用孔隙率表示,系指孔隙的總體積與煤的總體積的百分比。根據(jù)實(shí)測資料,當(dāng)煤層的孔隙率小于4%時(shí),煤層的透水性較差,注水無效果;孔隙率為15%時(shí),煤層的透水性最高,注水效果最佳;而當(dāng)孔隙率達(dá)40%時(shí),煤層成為多孔均質(zhì)體,天然水分豐富則無需注水,此多屬于褐煤。
(2)上覆巖層壓力及支承壓力
地壓的集中程度與煤層的埋藏深度有關(guān),煤層埋藏越深則地層壓力越大,而裂隙和孔隙變得更小,導(dǎo)致透水性能降低,因而隨著礦井開采深度的增加,要取得良好的煤體濕潤效果,需要提高注水壓力。在長壁工作面的超前集中應(yīng)力帶以及其他大面積采空區(qū)附近的集中應(yīng)力帶,因承受的壓力增高,其煤體的孔隙率與受采動影響的煤體相比,要小60%~70%,減弱了煤的透水性。
(3)液體性質(zhì)的影響
煤是極性小的物質(zhì),水是極性大的物質(zhì),兩者之間極性差越小,越易濕潤。為了降低水的表面張力,減小水的極性,提高對煤的濕潤效果,可以在水中添加表面活性劑。
(4)煤層內(nèi)的瓦斯壓力
煤層內(nèi)的瓦斯壓力是注水的附加阻力。水壓克服瓦斯壓力后才是注水的有效壓力,所以在瓦斯壓力大的煤層中注水時(shí),往往要提高注水壓力,以保證濕潤效果。
(5)注水參數(shù)的影響
煤層注水參數(shù)是指注水壓力、注水速度、注水量和注水時(shí)間。注水量或煤的水分增量是煤層注水效果的標(biāo)志,也是決定煤層注水除塵率高低的重要因素。通常,注水量或煤的水分增量變化在50%到80%之間,注水量和煤的水分增量都和煤層的滲透性、注水壓力、注水速度以及注水時(shí)間有關(guān)。
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參考文獻(xiàn):
[1]張國樞主編,通風(fēng)安全學(xué) ?第3版,中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2021.