李洪帅

（山西潞安集团潞宁忻峪煤业有限公司，山西 宁武 036706）

1 工程概况

孟家窑矿11201 综采面位于井下11 采区，西北部为11203 采空区，东南部为轨道运输大巷，东北部为运输上山，西南部为相邻矿井采空区。工作面开采2 号煤层，煤层均厚为3.3 m，平均倾角为23°，煤层节理与内生裂隙不发育，工作面顶底板多为不稳定-中等稳定顶板。工作面采用“U”型一进一回式通风方式，相对瓦斯涌出量为1.45 m³/t，绝对瓦斯涌出量为3.24 m³/min，属于低瓦斯矿井。

11201 工作面煤与瓦斯突出危险性较弱，但在巷道掘进过程中，局部瓦斯涌出量急剧增加，尤其是在顶底板岩性为含泥质成分较多的地段，导致煤层透气性较差，瓦斯压力达到3.0 MPa 以上，在遇到构造地段时，会产生瓦斯动力事故，严重威胁11201 综采面安全生产。为消除煤层瓦斯涌出异常现象，可采用煤层注水方式进行抑制瓦斯涌出，需对注水防治煤层瓦斯涌出机理及措施进行研究。

2 煤层注水抑制瓦斯涌出机理

（1）煤层注水对启动压力梯度和放散初速度变化的影响。启动压力梯度是指需要流体在介质中克服一定阻力才能流动的附加压力值，向煤层中注水可以使煤体破裂强制卸压，增加煤体内部裂隙发育程度，增加裂隙储存瓦斯的含量，抑制了吸附瓦斯转为游离瓦斯的过程。采用渗透率与启动压力梯度测试系统对直径50 mm、高度50 mm 的圆柱形煤样进行测试，选取其中3 组典型测试结果见表1。随着含水饱和度的增大，煤体内部裂隙渗透率逐渐减小，启动压力梯度逐渐增加，由此可见注水可以导致煤体渗透率减小，残余瓦斯含量增加，煤体瓦斯涌出量减小。……