一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法與流程

本發明屬于煤礦開采領域，更具體地說，本發明涉及一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法。

背景技術：

煤礦開采過程中，因為地下礦井結構的變化，會導致工作面片幫或冒頂現象，片幫指礦井作業面、巷道側壁在礦山壓力作用下變形，破壞而脫落的現象；冒頂是頂板失控而自行冒落的現象，無論上述哪種現象出現，都會導致大的采礦事故的發生，我國所有煤礦事故中，由于片幫、冒頂誘發的頂板事故所造成的人員傷亡占井下所有事故的43％，尤其在“三軟”煤層開采過程中，片幫、冒頂現象尤為嚴重；在實際煤炭開采中，由于“三軟”煤層開采地質條件的特殊性，如若不及時進行移架并支護，易造成工作面煤壁片幫，誘發冒頂事故，給工作面生產帶來巨大安全隱患，影響工作面推進速度與產量，給煤礦開采造成巨大的經濟損失；現有技術針對“三軟”煤層煤質及頂、底板均較松軟的特點，采用煤層注水技術來有效防治煤壁片幫，這種煤層注水技術多采用深孔靜壓注水濕式作業方式，存在下向孔施工難度大、鉆孔設計困難、鉆孔工程量大、管路鋪設長、注水效果差等缺陷。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種降低“三軟”煤層注水施工難度保證工作面安全生產的煤層淺孔動壓注水防片幫的方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法，包括如下步驟：

1)沿工作面順向布鉆孔，孔口位于工作面中上部，即工作面采高距離頂部2/3處，相鄰鉆孔的間距為5～8m，鉆孔中心連線與水平線的夾角為15～20°；

2)單孔沿煤層傾斜延伸，孔內使用長1m的接杠麻花鉆桿鉆孔，鉆孔深為6～7m，仰角為15～20°；

3)孔內放入封孔器，封孔器靠近孔口一端連接注水系統；

4)鉆孔注水后，煤層中上部與直接頂連接處工作面前方煤體形成強度相對穩定的粘結層，水泵供水，6mpa≤水壓≤10mpa，注水時間為10～30分鐘。

本發明公開的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法，注水系統包括一端與封孔器連接，另一端與水泵連接的管路，管路靠近水泵一端設有減壓閥，靠近封孔器一端設有逆止閥，管路上還設有水表和壓力表。

本發明還公開了一種煤層淺孔動壓注水系統，包括煤層鉆孔，所述的煤層鉆孔中部放置有封孔器，封孔器通過管路與外接的水泵連接，管路靠近水泵一端設有減壓閥，靠近封孔器一端設有逆止閥，管路上還設有水表和壓力表。

本發明公開的一種煤層淺孔動壓注水系統，鉆孔深度為6～7m，仰角為15～20°。

本發明公開的一種煤層淺孔動壓注水系統，水泵為動壓注水泵。

采用本發明的技術方案，煤層注水的濕式作業方式，在煤質及頂、底板均較松軟的工作面，沿工作面順向布鉆孔，鉆孔深為6～7m，仰角為15～20°，孔內放入封孔器，封孔器靠近孔口一端連接注水系統，注水系統使用的水泵為動壓注水泵，與現有技術的深孔靜壓注水相比，不僅減少了鉆孔及管路鋪設的工程量，同時增強了煤層的粘結性和抗剪強度，降低“三軟”煤層注水施工難度；有效的防治煤層工作面片幫，保證了“三軟”煤層工作面的安全生產；“三軟”煤層采用淺孔動壓注水后，易在煤層中上部與直接頂連接處工作面前方煤體形成強度相對穩定的具有一定厚度的粘結層。

以下將結合附圖和實施例，對本發明進行較為詳細的說明。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為本發明一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法的示意圖；

圖2為圖1所示的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法示意圖中工作面鉆孔的主視圖；

圖3為圖2所示的工作面鉆孔的側視圖；

圖4為為圖1所示的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法的效果圖。

圖中標記為：1、動壓注水泵；2、減壓閥；3、水表；4、壓力表；5、逆止閥；6、煤層；7、封孔器；8、孔口；9、頂部；10、底板；11粘結層。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

圖1為本發明一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法的示意圖；圖2為圖1所示的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法示意圖中工作面鉆孔的主視圖；圖3為圖2所示的工作面鉆孔的側視圖，圖4為為圖1所示的一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法的效果圖；如圖所示的本發明一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法，包括如下步驟：

1)沿工作面順向布鉆孔，孔口8位于工作面中上部，即工作面采高距頂部9高度約2/3處，相鄰鉆孔的間距為5～8m，鉆孔中心連線與水平線的夾角為15～20°；

2)單孔沿煤層傾斜延伸，孔內使用長1m的接杠麻花鉆桿鉆孔，鉆孔深為6～7m，仰角為15～20°；

3)孔內放入封孔器7，插入鉆孔的深度≥1m，封孔器7靠近孔口一端連接注水系統；

4)鉆孔注水后，煤層6中上部與直接頂連接處工作面前方煤體形成強度相對穩定的粘結層11，水泵供水，6mpa≤水壓≤10mpa，注水時間為10～30分鐘。

注水系統包括一端與封孔器7連接，另一端與水泵連接的管路，管路靠近水泵一端設有減壓閥2，靠近封孔器7一端設有逆止閥5，管路上還設有水表3和壓力表4；水泵為動壓注水泵1。

采用本發明的技術方案，煤層6注水的濕式作業方式，在煤質及頂部9、底板10均較松軟的工作面，沿工作面順向布鉆孔，鉆孔深為6～7m，仰角為15～20°，孔內放入封孔器7，封孔器7靠近孔口一端連接注水系統，注水系統使用的水泵為動壓注水泵1，與現有技術的深孔靜壓注水相比，不僅減少了鉆孔及管路鋪設的工程量，同時增強了煤層6的粘結性和抗剪強度，降低“三軟”煤層注水施工難度；有效的防治煤層6工作面片幫，保證了“三軟”煤層工作面的安全生產；“三軟”煤層采用淺孔動壓注水后，易在煤層中上部與直接頂連接處工作面前方煤體形成強度相對穩定的具有一定厚度的粘結層11。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種煤層淺孔動壓注水防片幫的方法，包括如下步驟：1)沿工作面順向布鉆孔；2)單孔沿煤層傾斜延伸；3)孔內放入封孔器，封孔器靠近孔口一端連接注水系統；4)鉆孔注水后，煤層中上部與直接頂連接處工作面前方煤體形成強度相對穩定的粘結層；本發明還公開了一種煤層淺孔動壓注水系統，包括煤層鉆孔，所述的煤層鉆孔中部放置有封孔器，封孔器通過管路與外接的水泵連接，管路靠近水泵一端設有減壓閥，靠近封孔器一端設有逆止閥，管路上還設有水表和壓力表，采用本發明的技術方案，降低“三軟”煤層注水施工難度；有效的防治煤層工作面片幫，保證了“三軟”煤層工作面的安全生產。

技術研發人員：葛春貴;許幫貴;錢四發;李建;張世泰;林衛國
受保護的技術使用者：淮北礦業（集團）有限責任公司
技術研發日：2017.06.23
技術公布日：2017.08.18