D0I:10.13374/j.issn1001053x.2001.01.027 第23卷第1期 北”京科技大学学报 Vol.23 No.1 2001年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2001 煤层注水中添加粘尘棒降尘斌验 金龙哲》傅清国)任宝宏)吴吉男) 1)北京科技大学资源工程学院，北京100083 2)大屯煤电集团有限责任公司，徐州221611 摘要提出了在煤层注水钻孔中，添加具有降低注人水表面张力和防止水分蒸发双重功效 的粘尘棒，提高注水效果的新方法.测定了不同注水方法润湿煤体的效果；分别采用浸润法和 煤壁刻槽法测定了粘尘棒防蒸发性能；进行了普通注水与添加粘尘棒注水降尘的对比试验.研 究结果表明，注水时添加粘尘棒不仅可以有效地防止注人水分的蒸发，而且还可大幅提高煤层 注水的降尘效果. 关健词煤层注水；降尘率；粘尘棒；粉尘 分类号TD713.33;TD714.42 煤层注水减尘方法是当前一项最积极、有 制成功具有降低注入水的表面张力、防止水分 效的限制尘源措施".但是，由于水的表面张力 蒸发双重功效的棒状粘尘剂，并在大屯煤电公 较大（约为72N/m),而大多数煤矿采用的静压 司姚桥矿进行了对比试验研究. 注水压力又较小（一般在3MPa以下），因此，注 入水在煤体内的渗透效果普遍较差，导致煤层 1 注水钻孔的布置 注水湿润半径较小、注水预湿煤体面积有限的 在进行本试验时，姚桥矿7005工作面（倾斜 结果.此外，为了防止采、注干扰而采用的超前 长度160m)仅存约220m(走向长度)的可采煤 注水方法，则常因水分的蒸发，导致注水效果受 体.为了在测定煤层注水湿润半径的同时，测定 到很大的影响. 其水分的蒸发速度，以停采线为基准布置了试 为了解决煤层注水中存在的上述问题，笔 验钻孔.3个试验钻孔的布置及钻孔参数见表1 者在研究NCZ-1型粘尘阻燃粉的基础上，研 和图1. 表1注水钻孔参数 Table 1 Parameters of the drilling hole and the infused water 钻孔 de件果tm 钻孔深度血 封孔深度m Px/MPa t继*/h 2t水Lmin' 年 20 0 3 2.4 72 2-8 2# % 3 2.4 72 2-8 3# 89 60 6 >2 ↑ 卧 Ⅲ 采 1 3 4 区 20m 39m 30m20m 110m C8 N10N20N35 图1试验钻孔布置图 Fig.1 Distribution of test drilling holes 收稿日期：2000-05-22 金龙哲男，36岁，博士后，副教授第 2 3 卷 第 1 期 2 0 1 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u rn a l fo U n iv e招 iyt fo s c i e n e e a n d l 愁c h n o】o yg B e ij i n g 、 勺L 23 N O 一 1 F比 。 20 1 煤层注水中添加粘尘棒降尘试验 金龙哲 ” 傅清国 2, 任 宝 宏 2 , 吴 吉男 ” 1月匕京科技大学资源工程学院 , 北京 1 0 0 83 2) 大屯煤电集团有限责任公司 , 徐州 2 2 16 1 摘 要 提出了在煤层 注水钻孔中 , 添加 具有降低注 人水表面张 力和 防止水分蒸发双重 功效 的粘尘棒 , 提高注 水效果的新方法 . 测 定了不 同注 水方法润湿煤体的效果 ; 分别采用 浸润 法和 煤壁 刻槽法测定 了粘尘棒防蒸发性能 ; 进行了普通 注水与添加粘尘棒注水降尘的对比试验 . 研 究结果表明 , 注水时添 加粘尘棒不仅可 以有效地 防止注人水分的蒸发 , 而且还 可大幅提高煤层 注水的 降尘效果 . 关扭词 煤层 注水 ; 降尘率 ; 粘尘棒 ; 粉尘 分类号 T D 7 13 . 33 ; T D 7 14 . 42 煤层 注水减尘方 法是 当前一项最 积极 、 有 效 的限制尘源措施 〔1] . 但 是 , 由于水 的表 面张力 较 大 (约 为 72 N /m ) , 而大多数煤 矿采用 的静压 注水压力又较小 (一 般在 3 M P a 以下 ) , 因此 , 注 人 水在煤体 内的渗透效果普 遍较差 , 导致 煤层 注水 湿润半径较 小 、 注水预湿煤 体面积有 限 的 结果 . 此外 , 为了防止采 、 注干扰 而采用 的超前 注水方法 , 则常 因水分 的蒸发 , 导致注水效果受 到很 大的影响 . 为 了解 决煤层 注水 中存在 的上述 问题 , 笔 者在研 究 N C Z 一 1 型粘尘 阻燃 粉 的基础上 〔2] , 研 制成功具 有降低 注人水 的表 面张力 、 防止水分 蒸发双重 功效 的棒状粘尘剂 , 并在 大屯煤 电公 司姚桥矿 进行 了对 比试验研究 . 1 注水钻孔的布置 在进行本试验 时 , 姚桥矿 7 0 05 工作面(倾斜 长度 1 60 m ) 仅存约 2 20 m (走 向长度 ) 的可采煤 体 . 为了在 测定煤层注水湿润半径 的同时 , 测定 其水分 的蒸发速度 , 以停 采线为基 准布置了试 验钻孔 . 3 个试验 钻孔 的布置及钻孔参 数见表 1 和图 1 . 衰 1 注水 钻孔参数 几 b le 1 P a r a m e t e sr o f t h e d r i】】1 . g h o le a n d ht e in fu s ed w a et r 钻孔 瘫~ lm 钻孔深度lm 封孔深度m/ p 注水爪任a 坛水 h/ 么 水 几 · m in 一 ` l # 2 0 40 3 2 . 4 7 2 2 ~ 8 2# 5 9 4 0 3 2 . 4 72 2 ~ 8 3# 8 9 6 0 6 > 2 一 一 叫一卡守 , ~ mnl 1 . .2 3 ` .4 20 m } 3 9 m 30 m } 2 0 m 110 m N 10 N 20 N 3 5 — 一一 曰卜 、 t 蝗瞪仕厂 \ ó| " 一 | 祥 图 1 试验 钻孔 布里 图 F.ig 1 D is 幻d b u it o n of t e , t d r i】il n g h o l es 收稿 日期 : 2 0 0戒】5 - 22 金龙 哲 男 , 36 岁 , 博士 后 , 副教授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 01. 027