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急倾斜厚煤层水平分段注水弱化顶煤综放开采技术
急倾斜厚煤层水平分段注水弱化顶煤综放开采技术
摘要：针对急倾斜厚煤层的综合放开采问题，采用水平分段注水弱化顶煤技术，实现煤层顶板控制及瓦斯抽放，同时保证井下安全生产的目标。本文主要从技术原理、施工方法和应用效果三个方面进行描述和分析，旨在为急倾斜厚煤层的开采提供有效的技术支持。
关键词：急倾斜厚煤层；分段注水；弱化顶煤；综放开采
1.引言
急倾斜条件下的厚煤层开采是煤矿生产中的一项难题。这类煤层的特点是顶煤厚度大、不稳定、易发生塌方等安全问题。为了解决这些问题，我们提出了水平分段注水弱化顶煤综放开采技术。
2.技术原理
水平分段注水弱化顶煤综放开采技术是利用水力压裂原理，将注水管沿着煤层倾斜方向布置，通过施加水压实现对煤层顶板的弱化。其主要原理包括以下几点：
（1）利用自由落差：将水中高处的注水管与低处的注水管通过管路连接，利用自由落差产生的压力实现对煤层顶板的高效注水。
（2）水力压裂作用：通过水的高压射入煤层，使煤层产生裂隙，进一步弱化煤层的稳定性。
（3）顶煤瓦斯抽放：通过注水过程中的高压力作用，将瓦斯从煤层中释放出来，有效解决瓦斯积聚和瓦斯爆炸的危险。
3.施工方法
（1）注水管的布置：根据具体地质条件和煤层情况，在倾斜井壁上选定适当位置进行注水管布置。通常采用倾斜槽进行，槽角度与煤层倾角相同，以保证注水的方向与煤层的倾斜方向一致。
（2）注水及压裂操作：将注水设备安装在井口或近井施工区域，通过注水泵将水送入注水管中。同时，利用高压水射流的力量，实现对煤层的水力压裂作用。需要注意的是，在注水过程中要及时监测煤层的变形和水压情况，确保安全施工。
（3）瓦斯抽放：在注水弱化顶煤的同时，利用注水管的高压力作用，将煤层中的瓦斯抽放到地表。为了保证瓦斯抽放的效果，需要合理布置瓦斯抽放管道，保证抽放管道通畅。
4.应用效果
（1）顶板控制效果显著：通过水力压裂作用，煤层的稳定性得到明显提高，避免了顶板塌方等事故的发生。
（2）瓦斯抽放效果好：由于高压注水的作用，瓦斯能够顺利从煤层中释放，大大降低了瓦斯积聚和瓦斯爆炸的风险。
（3）施工效率高：相比传统的控顶工艺，水平分段注水弱化顶煤综放开采技术能够在保证安全的同时提高施工效率，节约人力物力资源。
5.结论
水平分段注水弱化顶煤综放开采技术是急倾斜厚煤层开采的一种有效解决方案。通过水力压裂作用和瓦斯抽放，实现了对煤层顶板的控制和瓦斯的排放，确保了井下安全生产。在实际应用中，该技术取得了显著的效果，具有较高的经济和社会效益，值得在急倾斜厚煤层开采中推广应用。
参考文献：
[1]王坤,王大为,张飞.一种急倾斜厚煤层水平分段注水弱化顶煤综放开采方法，中国：CN108554982A[P].2018-09-14.
[2]张磊.急倾斜厚煤层水平分段注水弱化顶煤综放开采技术研究与应用[J].煤炭开采与加工,2019,40(4):14-16.