松软煤层煤壁浅孔注水防片帮技术研究

本文在分析国内外煤层注水技术和松软煤层防片帮技术的研究现状的基础上,运用岩石的破坏机理、强度理论和煤的润湿机理等理论知识,分析研究了松软煤层煤壁浅孔注水防片帮技术的机理,通过实验得出对松散煤体不同含水率条件下的力学性质的变化规律,并进行了现场工业性试验,验证了煤壁浅孔注水防止松软煤层煤壁片帮较好的技术效果。 在实验室,对朱仙庄矿Ⅱ863综放工作面煤样进行了松散煤体在不同含水率条件下的力学性质测定试验,并由试验结果得出:煤体的凝聚力和抗剪强度在含水率介于2% 12%时单调递增,说明一定范围内增加煤体的含水率能够改变煤体的力学性质,有效提高其凝聚力和抗剪强度。在含水率一定的情况下,随着围压的增大,抗剪强度、抗压强度随之增大;而在围压一定的情况下,随着含水率的增大,抗压强度单调下降。 通过实验测得,纯水对煤的接触角为69.8°,亲水性较差。为增强煤的润湿性能,提高煤壁浅孔注水润湿煤体的效果,在实验室对添加表面活性剂提高煤的润湿效果进行了实验研究。对实验结果对比分析后,得出在实验的表面活性剂中0.1%的十二烷基苯磺酸钠水溶液对增大Ⅱ863综放工作面煤的润湿性效果最佳。 论文研究中,在朱仙庄矿Ⅱ863综放工作面进行了煤壁浅孔注水防片帮技术的现场工业性试验,设计实施了煤壁浅孔注水方案,通过试验最终确定了煤壁浅孔注水的关键技术参数:注水孔间距9.0m,孔深5m,钻孔倾角在30°40°之间,封孔深度为2.0～2.5m,注水压力为4～8MPa。通过每天早班（即检修班）实施煤壁浅孔注水措施,取得了较好的技术效果及社会经济效益:采煤面煤壁片帮得到有效控制,减轻了工人的劳动强度,提高劳动生产效率;节约了大量的支护材料,降低了吨煤成本;提高了综采面采煤机的开机率,同比月单产由平均5万t/M提高到平均8.8万t/M,增产78%,经济效益显著。