10103综采面煤层注水设计方案.docx

山西离石永宁煤业有限公司 10103回采工作面煤层注水 设计方案文件性质： 注水设计方案 适用范围： 10103回采工作面 编制单位： 永宁煤业通风科 二一七年三月一日作业规程/安全措施会审记录名 称10103回采工作面煤层注水设计方案编制单位通风科编制时间2017.3.1会审单位山西吕梁离石永宁煤业有限公司会审记录：部门名职务姓 名日 期备 注施工队长技术科长通风科长安监科长调度室主任通风副矿长安全副矿长生产副矿长机电副矿长总工程师矿 长签审记录名 称10103回采工作面煤层注水设计方案编制单位通风科编制时间2017年3月1日签审记录：10103回采工作面煤层注水设计方案10103回采工作面现已形成，根据我矿初步设计和安全专篇以及煤矿安全规程要求，我矿决定对10103回采工作面实施煤层注水，采用工作面超前动压注水工艺注水，深孔煤层采前注水方式进行注水。具体方案如下： 一、工作面概况10103回采工作面位于井田东南部。四邻情况：北为10号煤开拓巷道，西为10101工作面采空区，东为实体煤。工作面整体推进方向为S-N，参数如下：工作面倾斜长度工作面走向长度煤层倾角煤层平均厚度970m240m0153.9m二、煤层地质情况10号煤层位于太原组中下部，上距6号煤层12.3935.07m，平均31.46m，根据井田内及井下见煤点煤层厚度统计，煤层厚度为2.465.46m，平均4.10m，发育04层夹矸，结构复杂，属全井田稳定可采煤层，顶板为L1石灰岩,底板为泥岩、砂质泥岩，局部为中砂岩、细砂岩。井田内尚未开采。井田内南部最厚，向北部逐渐变薄。根据10103两顺槽掘进情况，煤层厚度为3.61-4.19m，平均3.9m。三、注水方式选择根据采区巷道布置和采煤方法，结合煤层赋存特征，回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺，设计中选用较先进的深孔煤层采前注水方式。采用单向钻孔布置，即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水，钻孔沿煤层均匀布置，钻孔口布置在巷道中距底板0.8m左右处。四、注水参数的确定1、钻机型号及钻孔直径：10号煤层选用ZYJ-400/270型液压钻机，开孔直径15350mm，终孔直径65mm。2、钻孔长度：根据煤层节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定采用单向长钻孔注水，10103工作面自回风顺槽打钻，孔深120m。3、钻孔间距：钻孔间距根据煤层的湿润半径计算，孔深时孔距大，孔浅时孔距小。合理的钻孔间距一般通过实践来确定，根据经验一般按1020m考虑，设计确定为20m。4、钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内。生产中根据煤层节理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使节理面尽量与钻孔垂直。5、封孔深度：封孔深度暂按2m考虑，生产实中可进行适当调整。6、封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用封孔器封孔。五、注水系统的选择注水系统分为静压注水系统和动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，设计选用动压注水系统。注水泵型号为7BZ-4.5/16型注水泵，功率为37kW，注水泵流量4.5m3/h，压力1.5-2MPa。煤体注水后，煤体水分应达到4%左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速水分测定仪进行测试。注水工作超前工作面回采1个月完成。六、注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定注水压力本矿煤层注水采用动压注水，设计考虑以实测煤层注水压力为准，届时由注水泵站调整煤层注水压力。单孔注水量钻孔注水量按下式计算：Q=BLM（W1-W2）K式中：Q一个钻孔注水量，m3；B孔间距20m；L工作面平均长度，10103工作面长240m； M煤层平均厚度，10号煤3.9m；煤的容重，10号煤1.40t/m3；W1注水后要求达到的水分，取4%；W2煤层原有水分，10号煤层0.37%；K考虑围岩吸收水分、水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。则：10号煤单向钻孔注水量Q10号煤=202403.91.40(4%-0.37%)1.5=1427.03m3矿井日注水量矿井日注水量按下式计算：Q日=K1G（W1-W2）式中：Q日矿井日注水量，m3；K1注水系数，取1.5；G矿井计划注水单个回采工作面日产量，10号煤日产量1950t/d。则：Q10号煤日=1.51950(4%0.37%)=106.18m3注水流量(或注水速度)与注水时间单孔注水流量按3m3/h考虑，注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水。每孔注水时间TQ/q式中：T注水时间，h；Q钻孔注水量，10号煤层1427.03m3；q注水流量，3m3/h。10号煤层单孔注水时间：T10=1427.03/3=475.7(h)；同时注水钻孔数量10煤每孔注水时间为475.7h，每日注水时间约为18h，工作面日进度1.8m。则10号煤同时注水钻孔数量：n10=475.72.41820=3.1710号煤层采用单向注水，因此10号煤层回采工作面回风顺槽采用3个钻孔同时注水。七、注水超前工作面距离10号煤层停止注水时钻孔距工作面的距离取20m，10号煤10103每孔注水时间为279h，每日注水时间约为18h，工作面日进度1.6m。10号煤层：L10=2791.618+20=44.8m则10号煤层注水时超前工作面距离为45m。八、注水设备及仪器煤层注水钻机：ZLJ-400型1台，ZYJ-400/270型1台；煤层注水泵：7BZ-4.5/16，3台；夹布压力胶管(与泵配套)：320m；冷拨无缝钢管(与泵配套)：3120m；高压钢丝编织胶管(与泵配套)：3100m；快速接头：K型，320个；安全阀：31个；内螺纹升降止回阀：H41H-160 型，31个；弹簧式压力表：35个；叶轮湿式水表：31个；高压注水表：DC-4.5/200型，32个；等量分流器：DF-3型，34台；高压闸阀：JBH-160III，34个； 钢制三通：34个；便携式快速水分测定仪：WM-A型，31个；封孔器：YPA-120，34个。九、煤层注水水源煤层注水水源取自井下消防洒水系统，从回风顺槽顺槽给水管网中接水管至注水泵站，由注水泵向煤层注水。十、其它管理制度、设定专人负责，定员18人，全天24小时不间断注水。、注水前应检查管路是否完好，仪表和开关能否正常工作，确认注水系统完好后，方可依次打开注水开关。、注水后要及时记录各种数据，分析注水结果，不断总结经验。、注水如发生异常情况，应立即停止注水，待查明原因，处理完毕后再进行正常注水工作。十一、安全技术措施1、钻机司机要持证上岗，遵章作业。 2、钻机下井前，司机首先学习注水作业规程，掌握后再下井，下井前还要详细检查钻机及配件的完好性，不完好时不得运下井作业。 3、安装注水泵及钻机时，首先要检查安装位置处的巷道状态，不安全时不准施工。 4、开钻前要进行试机，发现问题及时处理，然后开钻作业。 5、应根据作业规程要求布置钻孔的间距、方位、倾角、长度。 6、钻孔时至少两人一同作业，开钻先开水，停钻后停水。 7、打完钻孔封孔前，先用清水冲净孔内煤粉，然后再封孔。 8、无论是用静压注水还是用动压注水，都应用流量表进行测量，掌握每孔注水量，发现钻孔附近煤壁出水及机巷出现水珠时，可停注，隔一段时间再对该孔注水。 9、注水工应做好班记录，内容包括钻孔钻进深度，钻孔直径，各孔注水时间及注水量等，上井后及时填入注水记录台账中。 10、注水工作告一段落后，要配合工区及时对注水工作进行总结。11、开工前对施工人员进行技术措施贯彻，使每一个参与施工的人员都了解工程的技术要求，所有人员应签字备查。12、井下施工要严格执行本措施和煤矿安全规程及有关的规定，特别要做到：（1）严格按照煤矿三大规程作业，不得违章指挥，不违章作业、不违反劳动纪律，严格执行不安全不生产的原则。（2）施工人员下井必须持证上岗，工作中坚守岗位，无特殊原因不得随意远离打钻地点走动。（3）入井前要按要求配带好矿灯、矿帽、自救器。（4）上、下井时必须听从现场管理人员指挥，不得拥挤、抢罐，听从管理人员指挥。13、钻机人员不得无证操作矿方井下任何设备、设施。钻机移位时应提前通知矿方，派人负责设备及车皮的运输。14、设备运转前，要对设备进行试运转，试运转正常后方可开钻施工。15、严格执行交接班制度，每个小班接班后应检查校验钻孔方位、倾角是否变化，发现变化应及时予以调整。16、吊挂前严格检查吊装工具，不合格工具严禁使用，严禁超负荷吊装。17、井下运送设备、材料要有专人跟车，设备捆绑要牢靠，装在矿车或平板车上的钻探设备不得超高和超宽。在搬运设备时要严格按井下作业规程操作，防止挤压、碰撞等事故发生。井下起吊和移动设备时要选择安全的起吊点，人员操作时要稳，配合要协调。18、井下电器设备经过专业电工安装、检查，合格后方可开钻施工。施工用电缆要按标准吊挂。19、井下用电要按井下规定执行，要做到防火、防爆、防触电，要每班对机电设备进行检查，确保电器设备完好。20、严格执行停送电制度，停电以后必须验电，然后把开关的把手封锁在停电位置上，做明显标志或派专人看守。工作结束后必须全面检查，待一切无误其它岗位没有作业人员后方可送电撤人。钻机移位时要停电作业，严禁带电检修和搬迁电器设备。21、正常作业时，施工人员要协调配合作业，设备运转、停机时要先招呼、再操作。严禁不打招呼启动。同时加强对设备的使用与维护保养，严格按照设备的操作规程进行操作。22、上下钻具时，钻机上下夹持器应配合使用。拧卸钻具和加减尺时应将钻具卡牢，作业人员应站在钻杆两边作业，防止钻具下窜伤人。钻具的加、减尺过程中，人必须站在钻杆的两侧施工，严禁站在钻杆的后端工作。施工中人员应分立钻机两侧，防止孔内突然来水、来压顶出钻杆伤人。23、钻孔施工时要协调好矿井其它岗位作业人员，钻机作业中不