3113综采工作面煤层注水设计及安全技术措施

1、红兴煤业有限公司3113综采工作面煤层注水设计及安全技术措施编制人：郭永波编制单位：防治水科施工单位：探放水队时间:2016年5月18日总工程师批示：安全科矿调度机电科生产科综采队通风科施工负责人3113工作面煤层注水设计一、设计依据1）根据煤矿安全规程“采煤工作面应采取煤层注水防尘措 施”的规定。2）根据煤矿各工种操作规程。二、工程项目：3113工作面煤层注水设计。三、用途：通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤 的水分，从而减少煤层开采过程中煤尘的的产尘量。四、钻孔布置方式及详细参数1 5 0 2工作面注水钻孔平剖面图a辅运顺槽1 502工作111/ / /x/皮瓠j® i

2、fl/1. 钻孔布置在辅运顺槽布置钻孔，进行煤体预注水，辅运顺槽由里向外 每隔20m布置一个钻孔，垂直煤壁钻进。2. 钻孔参数钻孔间距20m ,垂直煤壁钻进，上仰8°,孔深170-175 m；3. 设备及器材（1）钻机：jdy1200s（mk-4）型全液压坑道钻机，符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志;(2) 钻杆：选用4)50mm的钻杆。(3) 钻头：d)70mm钻头，适应岩性f >4。4. 钻孔施工(1) 采用地质罗盘仪确定钻机钻进的方位和倾角；(2) 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2mpa时，应采用辅助排粉设备；(3) 接上钻杆及钻头，开动

3、钻机进行钻孔作业。5. 封孔将封孔器与井下静压水或高压水连接，封孔器插入需要注 水的煤层孔内，打开水路安全阀，当封孔水压达到impa时，靠 静压水或高压水压力将封孔器的胶管膨胀后封孔，而后注水，注 水完毕后，打开控制水阀，可将管内水放出，当封孔水压下降到 0. 5mpa以下时，封孔器即可恢复原状，然后将封孔器抽出，完 成注水工作。封孔深度采用自动封孔器封孔时，封孔深度应不小于1. 8mo6.注水6. 1设备及器材(1) 108mm 静压水管，水压 2. 2-2. 5 mpa。(2) 单向阀：直通式，开启压力为w0.04mpa,额定压力鼻 16mpa,流量280 l / min；(3) 注水表：

4、流量2.04. 5 m7h；额定压力216mpa；(4) 压力表：量程016mpa,精度1.5级；(5) 阀门：高压阀门，耐压216mpa；普通阀门，耐压6. 3mpa；（6）钢丝编织高压胶管40mpa；（7）管路接头：采用快速接头，尺寸符合规定；（8）煤层注水封孔器:mzf-70-5, 1 x 3台，小于钻孔6-12mm；（9）等量分流器：df-3型，4x2台6.2注水系统本工作面采用静压注水系统。231567長3醴压注水系统i-钢线编织寫压咬管i 2 接头；3国"4注水站5 封孔器i 6 注水管】7-压力表6. 3注水参数（1）注水压力（1. 2-1. 5）刊wps（1）式中：p

5、注水压力，mpa；pw煤层中瓦斯压力，mpa；pt上覆岩层压力，mpao根据我矿实际情况确定注水压力为2. 2-2. 5mpa；（2）吨煤注水量应为0.020.04 m3/to本工作面取0. 02 n?/t。（3）单孔注水量(2)q =k xm xl. x/ xp x8 式中：q单孔注水量，m3；k 钻孔前方煤体湿润系数，11-1.3；本工作面取1.2；m -开采厚度，m；取4.8米；lj钻孔间距，m；取20m；1钻孔长度，m；取175m；p煤的密度,t/m3；取 1. 45t/m3；5吨煤注水量，m3/t,取0.02 m3/t将相关参数代入式(2)得：单孔注水量：q=l. 2x24. 8x2

6、0x 175x 1. 45x0. 02=302lm3(4) 单孔注水流量由于注水流量与注水压力及煤的特性有关，本工作面设计时 取 8m3/ho(5) 注水时间丁=2(3)q式中：t 注水时间，h；q 单孔注水流量，m7h；本工作面设计时取8.0 m3/ho将相关参数代入式(3)得单孔注水时间为378h (注:如果 在实际注水时，注水流量达不到注水要求，则注水时间要延长)。(6) 同时注水钻孔数量n 二 tu/(24*lj)式中：n 同时注水的钻孔数量；t 单孔注水时间；u 工作面日推进度，m/d,本工作面取1. 6m/dolj钻孔间距；将相关参数代入式(4)得同时注水钻孔数：n=1.26取2

7、个(注：如果在实际注水时，注水流量和注水吋间变化，同时注 水钻孔数应适当增加)。(7) 注水超前工作面距离lc=+l,(5)c 24 '式中：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820肌 本工作面取20m；将相关参数代入式(5)得注水超前工作面距离为厶=378x1. 6/24+20 = 45. 2m ,取 45m；(8) 注水孔长度l=lc,-s式中。为工作面长度，3113 1作面为220ms为保留煤体宽度，我矿为45-50m则我矿注水钻孔长度为170-175m6. 4注水方法(1) 封孔后按照设计连接注水系统；(2) 打开静水管与注水孔连接管上的阀门进行

8、注水；(3) 当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁有水渗出吋，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水。使用自动封孔器封孔注水时，封孔器外接1 2节钻杆。孑l 口钻杆捆绑牢固，其它工序同上。二、施工安全技术措施1、技术要求(1)注水孔布置及参数巷道施工间距孔径mm水平转角仰角孔深(m)间 距(m)孔器长 度(m)加压方式注水压力(mpa)注水时间(吋)注水天数(天)注水 里(n?)辅顺20m7090垂直煤壁8°175201.8静压2. 2-2. 537815.830212、作业耍求1、打孔人员必须熟悉工作面情况，有不安全隐患必须处理 后方可开工。2、使用钻机时，钻架及开关必须安设牢固，并且钻

9、架有防 倒装置。安装好以后，首先要检查各部位完好和开关按扭是否灵 敏可靠，否则，严禁操作。3、三角架底部稳设在实底上，严禁稳设在浮煤、浮肝上， 前后三角架底部钢管内各插1根钻杆，以防翻钻伤人。4、移动钻机时，必须停电、停水后，一人抬起钻架头移动lm,放稳后，两人抬起钻架尾移动lm,放稳后，将钻架调整好，经试运转正常后方可开工。5、操作钻机时，要随时注意观察钻具上水情况，如发现钻 具上水不好时，要停机检查原因，处理后方可施工。6、延接钻杆时，要清除钻杆内的杂物，先把钻机机头退至 正好延接1根钻杆的位置处，然后用管钳把钻杆与接头拧紧，再 使钻机机头与杆的尾部对接拧紧方可开机。7、钻机钻孔作业必须做

10、到开机先开水，停机后停水的原则 施工。8、钻孔钻好后，先把钻机退出来，并用管钳咬紧钻杆逐段 拔出钻杆，拧开接头，严禁使钻机反转松扣，防止将钻孔内的钻 杆脱扣掉入孔中。9、两人拧松钻杆要喊号，防止一人用力，另一人因钻杆旋 转带动管钳打伤。10、注水过程时，作业人员必须对作业区进行安全检查，确 认安全后，方可将阀门、注水泵、水表与静压水管、注水孔口联 接，联接好后，先进行试水，确认管路、封孔无跑水现象后，方 可进行正式注水。11、注水时先把封孔器放到钻孔扩孔段，接好封孔器膨胀腔 进水管。打开阀门待封孔器橡胶管膨胀把钻孔封严后再关闭阀 门，然后将注水管接到封孔器注水端上12、注水工作必须配备两人，严

11、禁单独作业。14、要随时观察注水情况，发现水管跑水，水压不够，水从煤壁或封口处大量流失，要停止注水进行处理。15、经常观察注水区域煤壁情况，发现煤壁挂汗，认为煤体 己经湿润，即可停止注水。16、注水过程中，人员要坚守岗位，作好注水记录。17、注水孔完毕后做好注水孔的封堵工作。三、安全措施1、施工前必须将钻机管路摆顺、电缆吊挂整齐。2、打眼前，作业人员必须将衣袖扎紧。3、打孔过程中，操作人员应站在钻机0.5m的地方操作，开关 处要有专人停送电。4、加退钻杆时，必须在钻机完全停止运转，并停电的情况 下进行，送电时必须等管钳离开后方可开机。5、当瓦斯浓度达到1%时，必须停止电钻打眼，当瓦斯浓度 达到1.5%时，必须切断电源撤出人员。6、设备电缆完好要符合防爆要求，保护装置要齐全，严禁 带电检修或搬迁设备。7、严格按机电操作规程执行，每班出班前要把开关手把打 到零位并闭锁。8、出班前