MT 501-1996 长钻孔煤层注水方法.pdf

中华人民共和国煤炭行业标准MT 5 0 1 一 1 9 9 6长钻孔煤层注水方法1 主肠内容与适用范围 本标准规定了长钻孔煤层注水的工艺、 设备及参数。 本标准适用于煤矿井下长壁采煤工作面长钻孔煤层注水。2 术语2 门长钻孔煤层注水 在长壁采煤工作面进回风巷或者只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔， 且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中， 使煤体得到湿润。2 . 2 静压注水 通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。2 . 3 动压注水 通过钻孔并利用注水泵提供的动压力将水注人煤层中。3 钻孔3 . ， 设备及器材 a钻机: 符合煤矿井下防爆要求， 具有煤矿安全标志， 钻孔深度大于5 0 m， 开孔直径4 5 - 9 0 m m;钻孔倾角士9 0 0 , b . 钻杆: 直径为3 4 -4 2 m m的钻杆或直径在5 0 -8 5 m m的螺旋叶片钻杆。 。 . 钻头: 适应岩性f 4 , d . 地质罗盘仪: 磁针转动前后所指示之读数误差不大于。 . 5 0 , 测角器的读数误差不大于。 . 5 % e . 辅助排粉设备: 符合煤矿井下防爆要求， 具有煤矿安全标志; 工作压力不小于2 . O MP a ; 流量不小于7 5 1, / m i n ,3 . 2 布置方式及参数3 . 2 . 1 布置方式 分为 单向、 双向及扇形三种钻孔布置方式， 如图1 所示。中华人民共和国煤炭工业部1 9 9 6 一 0 3 一 1 3 批准1 9 9 6 一 0 8 一 0 1 实施MT 5 0 1 一 1 9 9 6 单向 扇形 图 1 钻孔布置方式1 一钻孔; 2 一进风巷沼一回风巷 ; 4一 下部孔 ; s 一上部孔3 . 2 . 2 参数3 . 2 . 2 . 1 钻孔间距 应为1 0 -2 5 m。当采用扇形钻孔布置方式时， 上部孔与下部孔间距应为1 -3 m.3 . 2 . 22 钻孔倾角 单向及双向钻孔倾角按式( 1 ) 确定: - ar一 ha = arc sin d g ( )式中: “ 一 一钻孔倾角， ( 。 ) ; 人 一 一钻孔位置进回风巷对应点的高差， m; 1 , 钻孔位置对应工作面长度， m,MT 5 0 1 一 1 9 9 6b . 扇形钻孔倾角下部孔按式( 1 ) 确定， 上部孔按式( 2 ) 确定;一a m =a 士a r c2 ( M 一2 )t g 一 一 万一 . ” ” ” “ . “ . . . 二 式中: a m - 一 扇形钻孔上部孔倾角， ( 0 ) : M煤层厚度， m; 士上向孔取“ +” ， 下向孔取“ 一” 。3 . 2 . 2 . 3 钻孔直径 钻孔直径应为5 0 -9 0 m m 03 . 2 - 2 . 4 钻孔长度 单向钻孔长度应比工作面长度短2 0 -4 0 m; 双向钻孔长度应比1 / 2 工作面长度短5 -8 m; 扇形钻孔长度上部孔按双向钻孔长度确定， 下部孔按单向钻孔长度确定。3 . 3 钻孔施工 a . 采用地质罗盘仪确定钻机钻进的方位和倾角; b ， 钻孔排粉方式: 直接采用井下防尘管道供水排粉; 当供水压力小于2 MP a 时. 应采用辅助排粉设备; 对松软煤层可采用井下压风排粉， 但必须采取孔口 捕尘措施; c . 接上钻杆及钻头， 开动钻机进行钻孔作业。4 封孔4飞 封孔方法4 . 1 . 1 水泥砂浆封孔4 . 1 . 1 . 1 设备及器材 a ， 水泥砂浆封孔泵; 符合煤矿井下防娜要求， 具有煤矿安全标志; 工作压力0 . 8 -1 . O MP a ; 流量7- V I O L / m i n ; b . 注水管: 塑料管及钢管， 公称直径2 0 -3 0 m m, 壁厚2 . 5 v 5 . O m m; c . 棉纱; d . 水 泥: )4 2 5 #， 近水平钻孔应采用膨胀水泥， 。 . 砂子: 粒径镇2 mm 04 . 1 - 1 . 2 水泥砂浆配比 质量比为( 水泥 : 砂 : 水) 1 : 1 : ( 0 . 4 0 . 5 ) 04 . 1 . 1 . 3 封孔步骤 a . 将注水管( 孔内 应采用塑料管， 孔口 采用钢管) 前端捆扎少许棉纱， 送入钻孔设计位置并使棉纱与钻孔孔壁贴紧;将封孔泵出口 软管插入钻孔按用量和配比制备水泥砂浆3 0 -4 0 c m， 并用棉纱将孔口 塞紧; d .口塞紧。4 . 1 . 24 . 1 . 2 . 1 a .将水泥砂浆倒入封孔泵料斗中， 开动封孔泵将其连续送入钻孔， 结束后取出软管， 用棉纱将孔 b，4 . 1 . 2 . 2封孔器封孔 器材封孔器: 外径4 0 -9 0 m m， 长度5 0 0 2 5 0 0 m m， 注水压力1 0 -1 5 MP a注水管; 钢管， 公称直径2 0 -3 0 m m, 壁厚2 . 5 - 5 . O m m , 封孔步骤选择比钻孔直径小6 -1 2 m m的封孔器;将封孔器送入钻孔， 接上注水管再推入钻孔设计位置;MT 5 0 1 一 1 9 9 6 c . 利用注水压力或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。4 . 2 封孔深度 应超过巷邦煤体的破碎带， 深度应为6 - 2 0 m,5 注水5 . 1 设备及器材 a . 注水泵: 符合煤矿井下防 爆要求， 具有煤矿安全标志; 工作压力8 -1 6 M P a , 额定流量1 . 5 -4 . 5m丫h ; b分流器: 工作压力。 -1 5 MP a ， 分流误差士1 5 环; c . 单向阀: 直通式， 开启压力(0 . 0 4 M P a , 额定压力)1 6 MP a ， 流量)8 0 L / m i n ; d . 注水表: 流量 2 . 0 - 4 . 5 m / h , 额定压力)1 6 MP a ; e . 压力表: 量程0 -4 0 MP a ， 精度 1 . 5 级; 量程0 -1 6 MP a ， 精度 1 . 5 级; f . 阀门: 高压阀门， 耐压)1 6 MP a ， 普通阀门， 耐压6 . 3 M P a ; 9 . 钢丝编织高压胶管: 选用规格见附录A ; h . 管路接头: 采用快速接头， 尺寸符合本标准附录B的规定; 1 . 供水桶: 容量0 . 2 - 0 . 5 m ,5 . 2 注水系统5 . 2 . ， 动压注水系统 主要由注水泵、 分流器、 注水表、 单向阀、 阀门、 压力表、 钢丝编织高压胶管等组成， 如图2 所示。 1 2 3 4 5 6 7 6 9 1 0 二怂9 纽3L .【 户r二 . 竺甲卿 _一黝 图2 动压注水系统1 -注水管; 2 一水泥砂浆; 3 一压力表; 4 -钢丝编织高压胶管及接头;5 -阀门; 6 一分流器; 7 一单向阁. 8 -注水表, 9 一注水泵 i 1 0 一供水桶52 . 2 静压注水系统主要由注水表、 压力表、 阀门、 钢丝编织高压胶管组成， 如图3 所示。图 3 静压注水系统1 钢丝编织高压胶管; 2 一 接头; 3 阀门; 4 一注水表; 5 一封孔器; 6 注水管; 7 压力表MT 5 0 1 一 1 9 9 6注水参数1 注水压力( 1 . 2 .1 . 5 ) P _ P P , (3): P 注水压力， MP a ;P -煤层中瓦斯压力， MP a ;33中55.式 P , 上理岩层压力， M P a ,5 . 3 . 2 吨煤注水量5 . 3 .式中应为0 . 0 2 0 . 0 4 m 八 。3 单孔注水量Q=k. M . 1 ; . 1 . P. S (4): Q 单孔注水量, m ; k - 钻孔前方煤体湿润系数, 1 . 1 - 1 . 3 ; l ; 钻孔间 距, m 书 1 钻孔长度， m; P - 煤的密 度， t / m ; 8 - 吨煤注水量, m / t ,5 . 3 . 4 单孔注水流量动压注水时应为。 . 3 -2 . O m / h , 静压注水时可不控制单孔注水流量。5 注水时间T = 旦 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) q: T 注水时间， h ; v 单孔注水流量, m / h ,6 同时注水钻孔数量3.中东5.式乐一 _T V2 41; 6 ，式中:， 同时注水的钻孔数量;。 工作面日推进度, m / d , 注水超前工作面距离 了.I = 2 4 十 “. . ” (7): l , 注水超前工作面距离， m; 1 , 停止注水时钻孔距工作面的距离， 应为8 -2 0 m, 注水方法a ， 封孔后( 水泥砂浆封孔应滞后1 -2 d ) ， 按照设计连接注水系统;b . 开动注水泵进行动压注水或开启供水阀门 进行静压注水，c . 当注水达到设计要求或钻孔周围 煤壁有水渗出时， 可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水。3.中45.式5.MT 5 0 1 一 1 9 9 6 附录A钢丝编织高压胶管主要技术参数及用途 ( 补充件)公称内径 m m通水流量 L / mi n最大工作压力 M P a钢丝层数 层用途1 0簇1 51 5 - 1 61用于多孔注水支管1 31 5 3 01 41用于多孔注水主管、 支管1 63 0 - 4 51 7 - 2 12用于多孔注水主管1 945 6 51 5 - 1 82用于多孔注水主管 附录B快速接头规格及尺寸 ( 补充件)B 1 快速接头的型号及标记方法K J X一X8 2 K J W系列快速接头( 见图产品规格;W或N， 汉语拼音“ 外” 或“ 内” 的第一个拼音字母;汉语拼音“ 接” 的第一个拼音字母;汉语拼音“ 快” 的第一个拼音字母。B 1 ) 的型号及尺寸应符合表B I 的规定:图 B l K J W 快速接头7 F意图MT 5 0 1 一 1 9 9 6表 B 1型号 D(d i ll(D ,(i 9 ) (D ,(h 8 ) D,( 一 0. 2) L( 十 0 . 5)LL, L,(十 0 . 5 )L ，KJ W- 1 00 . 20 . 50 . 20 . 512一1211-1415-18招-况14-巧2 . 52. 50 . 30 . 326-26-30-3112一1512-16-17-20粼KJ W- 1 3KJ W- 1 6Kl W - 1 9B 3 K J N系列快速接头( 见图B 2 ) 的型号及尺寸应符合表B 2 的规定图B 2 K J N快速接头示意图 表 B2型号( d(d illd ,( H x )d ,( 曰 1 1 ) d ,( +0 . 1 ) L,( 一0 . 2 ) L ,( +0 . 2 )LRBAKJ N- 1 01 41 51 85 . 56 . 71 32 80 . 0 33 21 6K J N- 1 31 7