在中級注安《煤礦安全》的廣闊知識領(lǐng)域中,煤層注水技術(shù)猶如一道隱形的盾牌,默默守護(hù)著煤礦作業(yè)的安全與穩(wěn)定。中科建安深刻認(rèn)識到煤層注水技術(shù)在煤礦防塵、降塵方面的重要作用,因此為考生們梳理了相關(guān)知識點,力求讓每一位考生都能深刻理解并靈活運用這一技術(shù)。
第七章粉塵防治
第二節(jié)礦山粉塵防治技術(shù)
考點一:煤層注水(考頻 3 次)
(三)煤層注水參數(shù)設(shè)計
(1)鉆孔直徑:不管是長鉆孔、短鉆孔還是深鉆孔,鉆孔直徑一般為 42~56mm。采用巖石電鉆打孔時,一般鉆孔直徑較小;采用鉆機打孔時,鉆孔直徑較大。對軟而易碎的煤層應(yīng)采用較小直徑的鉆孔,對硬度較大的煤層可采用較大直徑的鉆孔。當(dāng)采用封孔器封孔時,應(yīng)按封孔器的要求確定鉆孔直徑,以便使封孔器處于最大工作壓力。當(dāng)采用水泥砂漿封孔時,封孔段鉆孔直徑一般大一些,增加水泥砂漿的流動直徑,提高封孔深度,通常至少要大于 50mm,用擴孔鉆頭進(jìn)行擴孔。
(2)鉆孔長度:短鉆孔長度一般應(yīng)等于工作面日進(jìn)度加 0.2m;深鉆孔長度根據(jù)作業(yè)循環(huán)而定,一般取 10m;長鉆孔單向鉆孔布置的鉆孔長度按相關(guān)公式計算。
(3)鉆孔間距:長鉆孔間距的大小取決于煤層的透水性、傾斜方向與走向方向滲透的差異性、煤層厚度、傾角及封孔深度等綜合因素。合理的鉆孔間距應(yīng)等于鉆孔的濕潤直徑(一般都以煤體水分增加 1%作為確定潤濕半徑的標(biāo)準(zhǔn)),通過注水試驗加以確定,一般15~25m,設(shè)計時可取 20m。
(4)鉆孔傾角:決定鉆孔傾角的基本原則是應(yīng)使鉆孔基本上平行于煤層頂?shù)装澹冀K保持在煤層中。
(5)鉆孔數(shù)量:鉆孔數(shù)量主要根據(jù)鉆孔的濕潤半徑和濕潤煤體的面積來確定,鉆孔過多會降低鉆孔的利用效率,數(shù)量過少會留下煤體濕潤空白區(qū)。所以,對于特定的鉆孔布置方式,應(yīng)該通過理論計算及實測考察確定鉆場最佳布孔數(shù)量。
(6)注水量:一般情況下,單個鉆孔的注水流量計算方式為單個鉆孔注水所需要濕潤的煤量與每噸煤的注水量二者的乘積再乘以注水富余系數(shù)(1.1~1.5)。在靜壓注水條件下,由于鉆孔中的阻力大小在變化,所以注水的流量也在變化;而在動壓注水的條件下,如果確定了泵的流量以及同時進(jìn)行注水的鉆孔數(shù)量,那么注水流量就不會變化。實踐證明,長時間進(jìn)行小流量的注水方式更有利于增強煤層濕潤的效果。
(7)注水壓力:一般情況下所要求的煤層注水的壓力值要低于煤層被水壓裂的壓力,同時還要高于煤層中的氣壓。根據(jù)實踐的經(jīng)驗,要想達(dá)到理想的注水效果應(yīng)該采取長時間的低壓或者中壓注水方式。
(四)煤層注水可注性判定指標(biāo)
煤層注水可注性判定指標(biāo)主要有原有水分(W,%)、孔隙率(η,%)、吸水率(δ,%)和堅固性系數(shù)(f)。
當(dāng)煤樣測試結(jié)果同時滿足 W≤4%、η≥4%、δ≥1%和 f≥0.4,則判定取樣煤層為可注水煤層,否則判定為可不注水煤層。
歷年考題
【2022】11.煤礦實施煤層注水防塵措施前,需測定相關(guān)參數(shù)判斷煤層注水可注性。下列煤或煤層的特征和特性參數(shù)中,可用于判斷煤層注水可注性指標(biāo)的是()。
A.煤層瓦斯壓力
B.煤的揮發(fā)分
C.煤的密度
D.煤的堅固性系數(shù)
【參考答案】D
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