棋盘井矿煤层注水工艺方法研究

煤矿在机械化生产过程中会产生大量的粉尘,粉尘的存在严重影响井下条件和煤矿工人的生命安全,为了降低煤矿开采时的粉尘,本论文研究以降低棋盘井煤矿9号煤层1020902采煤工作面粉尘为中心,以可行、高效为标准,以安全机械化生产为重点,以环境保护“三同时”为原则；以不影响正常生产工作为要求,实现改善采煤工作面工作坏境(粉尘浓度降低30%)为宗旨,采用煤层长孔注水技术。 本文分析并总结了在煤层注水防尘方面的国内外研究现状和取得的成果,阐述了煤层注水的基本原理,对棋盘井煤矿9号煤层1020902采煤工作面的煤层赋存条件、顶底板情况、采煤方法、通风及粉尘现状进行了全面分析,并通过实验室试验测定了煤层注水所需的煤岩特性、煤的反射率、煤的力学性质、煤的工业分析、顶底板物理力学性质、煤水湿润边角、煤的自然吸水率、孔隙率等相关参数,借助COMSOL软件对煤层注水进行了模拟与分析,分析其注水后的含水率及湿润半径的情况,考察不同的注水时间下,湿润半径与注水压力的大小关系,通过模拟,得出了符合现场实际情况的注水工艺,并通过现场的试验孔进行论证。 研究结果表明：棋盘井煤矿1020902采煤工作面,采用长孔脉冲注磁化水能有效地改善煤层的湿润半径,增加煤层水分,部分原来封闭的裂隙在脉冲注磁化水的作用下形成新的裂隙,其煤层注水效果能得到进一步改善。注水效果与煤体本身的物理机械特性、煤体的孔隙率、煤体的水渗透性系数、水的表面张力、水压、封孔长度有密切关系,煤层注水的除尘效率关键在于钻孔的单孔注水量、煤体湿润特性,而钻孔的单孔注水量和煤的湿润特性与煤层的孔隙率、渗透性、注水方式及压力、注水时间、钻孔孔径、钻孔角度及长度有关,随着注水量的增加,降尘率也随之增加。通过此次注水试验可以得出：当钻孔深度达到180m,孔径50mm,脉冲动压注水水压为7MPa,注水连续时间8d,每个钻孔的注水量为370.82m3,钻孔间距为15m时,注水防尘效果能达到最好。