采煤工作面煤层注水设计

1、郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21091采面工作面煤层注水防尘设计及安全技术措施通 风 科2015年4月11020采面工作面煤层注水防尘设计及安全技术措施 一、工作面概况地面位置: 11020工作面地表位于西南部一带，丘陵地貌冲沟发育。 井下位置: 11020工作面位于井田西部，南部为未采动区，西邻井田边界，北部为未采动区，东邻皮带上山，工作面标高+215m224m。工作面参数: 工作面走向长度280m,平均工作面长度50m,面积14000m2,平均煤厚2.5m，地质储量3.5万吨，可采储量3.15万吨。服务年限：7个月。二、工作面地质条件 1、煤层的赋存条件：根据上下副巷掘进期间地质情况，该面

2、煤层基本稳定，局部有薄煤带存在，平均煤厚2.5m。 2、煤层的顶底板情况：老顶：砂质泥岩，厚度为11.15m，深灰色,砂质,泥状结构,含植物化石和白云母片,中夹薄层细粒砂岩。直接顶：砂质泥岩、泥岩或粉砂岩，厚度为2.94m，浅灰色,主要成分为石英、长石，含炭质小白云母片。伪顶：伪顶不发育。直接底：粉细粒砂岩，厚度为8.32m，深灰色，含丰富的植物化石，中夹薄层灰岩。局部见灰铁矿结核。老底：灰岩，厚度为7.06m，深灰色，隐晶质结构，发育有方解石脉，含燧石块及个体较小的 类化石。三、工作面回采工艺及支护形式1、回采工艺过程：检修-手镐落煤-移架采煤-移刮板运输机-交接班2、落煤：采用手镐落煤的方

3、法。3、装煤:采用人工装煤的方法。4、运煤:工作面采用SGD320/22型刮板运输机运煤，运输巷采用SGD320/22型刮板运输机结合SD40型胶带运输机运煤。5、工作面支护:支护形式:采用ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架,每棚四柱,正常生产时,棚架中心距1000mm±20mm。 四、煤层注水钻孔设计煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生最根本、最有效的措施。为搞好我矿综合防尘工作，按规定对回采工作面进行煤层注水，特编制煤层注水钻孔设计及安全技术措施。（一）钻孔布置及注水方式 1、工作面注水孔为单排孔、眼深为6m、眼间距4m，注水孔距顶梁下平面0.5m，仰角上仰10&#

4、186;，保证注水孔末端位于支架顶梁以上1.6米。 （见附图）2、采用高压5D250型注水泵，泵与孔之间选用钢管和高压水胶管连接，并配备DC2150高压水表，压力表阀门等设备（注水泵工作压力为150kg/cm3，注水压力大于注水泵额定压力）。3、封孔采用封孔器封孔。4、钻孔布置1）钻孔深度：钻孔长度为6m。 2）钻孔孔径：65mm，为封孔需要，每个孔都要扩孔2m以上，孔径为110mm。3）钻孔间距，每隔4m打一个孔，但在断层附近不布置钻孔，孔位布置在煤层厚度二分之一处。5、注水参数（1）注水压力（1.2-1.5）PwPPT （1）式中： P 注水压力，MPa； Pw 煤层中瓦斯压力，MPa；

5、PT 上覆岩层压力，MPa。根据我矿实际情况确定注水压力为5-7Mpa；（2）吨煤注水量 应为0.020.04 m3/t。本工作面取0.03 m3/t。（3）单孔注水量 （2）式中： Q 单孔注水量，m3； k 钻孔前方煤体湿润系数，1.11.3；本工作面取1.2； M - 开采厚度，m；取2.5米； lj 钻孔间距，m；取4m； l 钻孔长度，m；取6m； 煤的密度，t/m3；取1.35t/m3； 吨煤注水量，m3/t，取0.03 m3/t将相关参数代入式（2）得：单孔注水量： Q1.2×2.5×4×6×1.35×0.03=2.92m3（4）

6、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0.4m3/h。（5）注水时间 （3）式中： T 注水时间，h； q 单孔注水流量，m3/h；本工作面设计时取8.0 m3/h。将相关参数代入式（3）得单孔注水时间为0.36h（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、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注水；（3）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。使用自动封孔器封孔注水时，封孔器外接12节钻杆。孔口钻杆捆绑牢固，其它工序同上。（二）安全技术措施及注意事项

7、1、钻机及注水泵应放置在顶板完好处，如因工作条件限制，应加固顶板和两帮，以确保设备和人身安全。2、打钻（1）按设计要求高度位置安设钻机，钻架要安设牢固，可靠，以确保钻孔方位及倾角符合要求。（2）开钻前应接好电源进行空转调试，确保钻机各部连接无误，运转正常后方可钻进。（3）钻杆要相互连接可靠，钻进过程中要经常检查排粉情况，以防止卡钻等事故。如出现岩粉，应立即停止钻进，拨出钻杆，重新开始钻进。（4）严禁无水钻进。（5）钻孔要做到连续钻进，不能长时间停钻，否则应将钻杆全部拨出，以防止卡钻等事故，每次钻进前要做到先开水，后开钻。（6）所有操作人员都必须按照钻机性能及其操作方法进行操作，在钻机工作过程中

8、严格按操作规程进行操作，严禁使用管钳等工具靠近钻机。（7）钻孔打好后，必须对其进行一次彻底性清洗，将钻孔内的煤粉排除干净。待见清水后再进行下一个孔的操作工作。（8）每个钻孔打完后，要清理好现场，并用红油漆在钻孔附近写上钻孔编号。（9）每班都要做好原始记录，交接班时，必须把原始记录和现场情况交接清楚。3、封孔（1）封孔段的孔壁要圆直、光滑、清净。（2）为防止钻孔内的阻力突然升高和注水钢管推出伤人，注水时应将注水钢管稳固在支架上。（3）封孔要严密，开泵应缓慢进行，并检查各处是否有渗漏现象，然后再把泵升高到设计压力（设计压力为100kg/cm2）。（4）每个孔在注水过程中必须连续注水。4、注水（1）

9、首先必须将注水泵放置平稳，吸水箱应放置于泵体附近5m左右，吸水器管末端必须有过滤装置。（2）开泵前应首先检查注水设备配件是否紧固，然后打开放气活栓，向泵内注水，最后放上放气活栓。（3）打开排水管道上的引流阀门，并向泵内输送冷却水，即可开泵。开泵后缓缓关闭引流阀门，注意观察压力表，有水流动时即停止关闭，将引流水用胶管引入水箱内。（4）注水过程中，应注意泵响声和运转情况是否正常，如发现异常情况时，还有局部高热时，应立即停泵排除故障。（5）为延长注水泵传动部件使用寿命，应使电机正反方向交替运转（一周改变一次）。（6）注水泵严禁无水运转。注意观察出水量是否正常，如无水排出或出水量不足以及水管严重抖动时，应立即停泵，重新向泵内引水和排气。（7）注水泵必须每十天换油一次。（8）缸孔内的密封圈及中间体的密封圈组的密封位置，允许每分钟滴漏10滴左右，如滴漏过快，应停泵上紧调压螺栓，但不可上得太紧，如密封圈损坏，应急时更换。（9）注水过程中，如果压力瞬间急剧升高，应立即停泵，检查管路系统，反之，孔内可能出现大量漏水现象，应立即停泵找原因。（10）每班必须认真填写注水记录，设