煤层注水技术在煤矿灾害防治中的应用与挑战

"煤层注水预防煤矿灾害的研究与应用现状" 本文主要探讨了煤层注水在预防煤矿灾害中的应用和研究现状，包括煤尘防治、片帮冒顶的预防、煤与瓦斯突出的抑制以及降低煤层冲击倾向性四个方面。作者桑培淼等人指出，尽管煤层注水在煤矿安全工作中扮演着重要角色，但目前在中小型煤矿中，选择注水参数仍然存在盲目性，对于孔隙率低、渗透性差的煤层，注水效果不理想，煤体湿润不均匀的问题仍然存在。 煤层注水是降低煤矿作业环境中的粉尘含量的有效手段。随着采煤技术向综合机械化发展，煤层注水已经成为必要的防尘措施。自20世纪50年代以来，我国在这方面的研究和实践不断深化，使得煤层注水防尘技术日趋成熟。煤层注水能湿润未开采的煤体，降低开采过程中的浮游煤尘产生，从而大幅减少煤尘危害。根据一些试验数据，采用注水防尘可以比综合使用其他防尘措施降低煤尘产生量3到4倍，并能提高落煤效率约25%。 除了降尘，煤层注水还有助于预防片帮冒顶事故。注水可以增加煤体的稳定性，通过填充煤层内部的裂隙和孔隙，减少因水分流失导致的结构疏松，从而降低片帮冒顶的风险。然而，对于孔隙率低的煤层，注水可能无法达到预期效果，这需要进一步研究更适应不同煤层特性的注水技术。 煤层注水在防止煤与瓦斯突出方面也起着关键作用。湿润的煤体可以减小煤层内的应力集中，降低瓦斯的释放速度，从而降低突出的可能性。尽管已有一定的实践基础，但关于注水如何影响煤与瓦斯突出的微观机理仍需深入研究。 此外，注水还可以降低煤层的冲击倾向性，即减弱煤层发生冲击矿压的可能性。湿润的煤体能够增加其塑性，减少脆性破裂，从而降低冲击矿压事件的发生。然而，对于如何通过注水有效降低冲击倾向性，目前的理解仍然有限，需要进一步的科学研究。 煤层注水在煤矿灾害预防中的作用显著，但依然存在一些技术难题待解决，如优化注水参数、改善注水效果、理解微观机理等。未来的研究应当针对这些问题，提出更高效、更适应不同煤层条件的注水技术，以进一步提升煤矿的安全水平。