煤矿注水.docx
- 文档编号:26473835
- 上传时间:2023-06-19
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:18.93KB
煤矿注水.docx
《煤矿注水.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿注水.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
煤矿注水
煤层高压注水的目的和意义及泵的选型
煤层是指顶底岩石之间所夹的一套煤及其矸石层。
煤层是煤系的主要组成部分,煤层层数、厚度及其变化是评价煤田经济价值的主要因素。
根据煤层的结构,可将煤层的厚度分为总厚度,有益厚度,可采厚度三种。
1、总厚度:
是指顶底板之间各分层和夹石层厚度的总和。
2、有益厚度:
是指煤层顶底板之间各煤分层厚度的总和。
3、可采厚度:
是指达到国家规定的最低可采厚度以上的煤层或煤分层厚度之和。
高压注水的作用:
煤层注水是在采掘工作前,对煤层进行压力注水。
注水一般是在已掘好的回采巷道或临近的巷道内进行。
目的是通过压力水的物理化学作用,改变煤的物理力学性质,降低煤层冲击倾向性。
实施煤体高压注水卸压,即从改变煤体的物理机械特性入手,对煤体进行高压注水达到卸压的目的。
压力水进入煤体后沿弱面流动,起到压裂和冲刷作用,以及水对裂隙尖端的楔入作用(水楔作用),使煤体扩大了原由裂隙,产生了新的裂隙,破坏了煤体的整体性,降低了强度。
它不仅能消除或减缓冲击地压威胁,还可起到消尘、降温、改善劳动条件的作用。
煤体注水过程一般都是开始阶段泵压持续上升,当上升到一定值后(10-20MPa左右),突然下降(5-10MPa),并相对稳定在某个泵压上,这表明煤体被压裂,裂隙开始扩展。
泵压最初上升到的最高值称破裂压力。
水合某些含阳离子的溶液具有降低煤岩颗粒间表面能的能力。
对于煤体中的一些软弱结构面水起着润滑剂的作用,使煤体的抗剪强度降低。
实验室的浸水试验表明,压力饱水煤样以剪切形式破坏为主,而没有浸水的自然状态煤样,则以劈裂破坏形式为主。
水对煤岩体内的某些矿物有溶解作用,矿物溶解后形成裂隙,压力水又可沿裂隙楔入,形成新的裂隙,循环往复,使煤岩强度降低。
此外,煤和某些软岩吸水后会膨胀,崩解。
吸水量越多,体积膨胀量越大,表面变形量显著增加。
这种膨胀力是作为一种附加应力作用于煤岩体上的,使其变形以至破坏。
煤层压力注水后,经过水力压裂和长时间的湿润作用,煤体性质发生了变化,冲击倾向性降低,而且起到消尘、降温和改善劳动条件的作用。
当煤层较厚,煤质坚硬或煤层顶板较坚硬时,可通过钻孔向煤层或顶板注压力水,使坚硬的煤层或顶板改变其物理力学性质,成为可垮落煤层或顶板。
压力水对煤层或顶板主要有压裂与软化两方面的作用,压裂作用包括使煤岩体增加裂隙,扩展裂缝,使层理分离,减小缝隙间粘结力等。
煤层通过钻孔高压注水使煤体裂缝增加,可使煤体湿润,开采时减少煤尘量。
注水方式:
煤层注水方式是指钻孔的长度,位置和方向的概念,一般为长孔、短孔、深孔和巷道注水等四种注水方式。
其中长孔,深孔、巷道注水适合高压注水。
长孔注水的优缺点及适用条件:
优点:
①一个钻孔能湿润较大区域的煤体
②注水时间长,湿润均匀
③预注水时,注水与生产无干扰
④经济
缺点:
①打钻技术复杂
②对地质条件的变化适应性差,易穿顶底板,不仅难以达到设计长度,而且还影响正常注水。
③xx较复杂
适用条件:
长孔注水是最先进的注水方式,选择时应优先考虑,特别是回采强度大(如综机采煤时)和地质条件好的中厚和厚煤层更宜采用长孔,但在地质条件变化大的煤层,本方式受到较大的限制。
深孔注水的优缺点:
优点:
①具有短孔注水的很多优点
②更能适应围岩的吸水膨胀性质
③较“短孔”钻孔少,湿润范围大而均匀
缺点:
①因压力要求高,故设备,技术复杂
②较“长孔”钻数量大,封孔工序也较频繁巷道注水优缺点及适用条件。
优点:
①钻孔少,湿润范围大
②湿润效果较好
缺点:
①岩石钻孔量大
②不够经济
③有时因邻近层巷道损坏而影响注水工作的正常进行。
适用条件:
采用巷道钻孔注水的条件是在注水煤层的上、下部有现成的巷道,其它条件适宜时。
2、注水方式选择
①选择原则
注水工艺简单,使用设备、人工尽可能少,湿润效果能达到预期目的,有利于推广使用。
②选择依据
确定煤层注水方式主要根据煤层厚度、倾角、煤体硬度、透水性、用岩性质、井巷布置、采煤方法、工作面推进度、作业方式、注水方式与岩层注水压力的关系选择。
注水压力:
煤层透水性弱时,要求中,高压注水,我国注水经验,一般动压注水可达到5~20MPa左右。
注水量计算:
①钻孔注水量(按水分增加法)
Q=BLMr(W1-W2)K
式中:
Q—一个钻孔注水量m3
B—xx间距m
L—工作面xxPm
M—煤层厚度m
r—煤容重t/m3
w1—注水后要求达到的水分,%;一般取4%
w2—煤层原有水份,%
k—考虑围岩吸收水份,水的漏失和注水不均匀系数,一般取1.5~2.0
②钻孔注水量(按吨煤注水量计算)
Q=LBmrq
式中q—吨煤注水量,它应根据注水时的水分流失率,煤的孔隙率及注水实践中的经验确定,一般按0.03m3考虑。
注水时间:
T=Q/V
式中:
T—注水时间h
Q—钻孔注水量m3
V—注水流速m3/h
动压注水时间一般为十数小时至数天,总的说来,注水时间越长,湿润效果越好。
煤层注水后的效果:
1、防尘效果显著,国内一般长孔注水降尘率为60%~90%,而短孔注水为40%~90%。
2、使坚硬的厚煤层顶煤容易冒落及充分放顶。
3、煤层注水后能抑制瓦斯的涌出。
4、煤层注水后能降低采煤工作面的温度,大同和抚顺的一些矿井采面温度平均下降1~3℃。
5、煤层注水后减轻了煤壁的片帮现象。
6、煤层注水后降低了煤的硬度,从而降低了采煤时的炸药,雷管和采煤机截齿消耗,同时还降低了采煤机的电。
7、煤层的注水缓和了冲击地压的发生。
8、在某些条件下,煤层的注水对防止煤与瓦斯突出能起一定作用。
泵的选型:
煤安证号:
MBC070002等该产品是引进美国技术生产的大流量柱塞泵
配防暴电机75至200KW,可输送水及乳化液,用以煤矿喷雾降尘,煤层注水,液压支护,破岩落煤,配用高压喷嘴可清洗各种采掘设备外表面及管道,也可用以管道打压。
更适合大流量注水可以一泵多孔同时注水
齿轮减速比
柱塞冲次min-1
驱动功率kWi=404
366
0200齿轮减速比
柱塞冲次min-1
柱塞0200i=4.619320驱动功率kW额定流量
m3/h
11.7
14.4
17.7
21
24.9
28.8L/min
195
240
295
350
415
480额定排出压力MPa
28
22
19
16
13
1033
27
22
19
16
1340
33
27
23
19
1745
36
30
25
21
19直径
mm
45
50
55
60
65
70额定排出压力MPa
31
25
21
18
15
1338
31
25
21
18
1546
37
30
26
22
1957
46
38
32
27
24额定流量L/min
m3/h
10.38
12.78
15.48
18.42
21.66
25.083DN型高压注浆泵是为煤矿矿井堵漏加固而设计的一种新型高压注浆泵,动力端曲轴与连杆采用滚针轴承结构,摩擦系数小、润滑性好、传动平稳、动力端温升低,安全阀采用膜片式,超压破裂、简单、安全可靠,液力端采用分体式泵头,拆卸方便、省时、省力,可根据顾客需求配备各种功率调速电机、变频调速电机或柴油机,体积小、重量轻、移动方便灵活
适用于地下工程防渗帷幕、挡土、围堰、矿山堵漏、井筒护壁、边坡锚固、基础工程等方面,是一种轻型、专用、高压、定量(变量)。
该系列矿用泵即可输送水也可输送乳化液,适用于各种中厚煤层注水,煤层探测钻孔,扩孔,煤层的高压水切割,为各种支护设备提供稳定的液压动力等,(3DNGPB-90)适用于采空区回填,巷道锚固,注水后降低巷道粉尘,降低煤的硬度,对煤层起到楔入作用,浸湿作用,水和作用。
减小顶煤冒落的块度,提高了工作面回采率,降低了电能,节省了火药的用量,减少了综采机截齿的磨损。
利用高压水及相应旋转喷头可对煤层进行钻孔或扩孔,该孔具有精度高,直线性强,
组织结构稳定,等优点能保证勘探及炮孔的需要。
利用高压水及相应喷枪可对煤层切割从而代替炮采.
注水过程;
1填充过程;首先实现水于气体置换,将水注入煤层,水在煤层缝隙内填充,排除有害气体,从排风口排出,(此时压力表为0)2压裂过程;当水充满煤层缝隙后,持续注水煤层内形成压力,此时压力上升至15-19MPA时,瞬间下降至8-12MPA(此时大块煤层已被压裂成小块)
3注水过程;水泵持续8-12MPA对煤层注水,当煤壁返水时压力表下降,注水过程结速,
4通过注水起到降尘,挤出有害气体,抵消地冲压,软化了煤层,减小大块落煤,节约了采煤用电,减小了截齿的磨损
3BZ,BZW系列煤层注水泵较其它厂家老式注水泵优势
1压力大,最大压力可达到50MPA,压力无须设定自动达到煤层破裂压力值,注水压力值,使用简便
2流量大,最大流量可达到400L/min根据需要可一泵多孔注水,大大缩短注水时间,流量完全从出口释放至煤层内,不会造成积水,3结构简单较其它产品更便于维修,
4因为压力是煤层内阻值压力,(不是出口压力)压力更加均匀,不会冲垮煤层
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 注水