高压注水的作用

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zui初上升到的zui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。
③ 封孔较复杂
适用条件：长孔注水是zui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。