煤层注水设计

1、青海海 泰煤业有限责任公司铁迈煤矿11010综放工作面煤层注水设计一、前言：煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最基本、最有效的措施， 通过煤层注水一般除尘率可达 60-80%，煤层注水是通过钻孔将压力 水注入煤层中，使煤层得到预先湿润，增加煤体的水分，减少采煤 时的粉尘产生量，防止煤尘堆积，避免煤尘爆炸，同时对煤层中的 瓦斯有提前均匀释放的作用。因此，我矿决定进行煤层注水，以减 少粉尘产生量，改善井下作业条件。二、11010工作面概述：1、11010 工作面位置：11010 工作面位于一采区上山南侧上部，东临尚未开采的 11030 工作面，南邻 F4、F5 断层交汇区，西邻浅部未开采区，北临轨

2、道暗 斜井保护煤柱工作面对应地表为荒山地带，无水体及建筑物，地面 标咼 +32173241m 平均 +3229n,工作面标咼 +3030 3058m平均+3044m 工作面平均采深 185m2、煤层赋存特征工作面设计开采下煤层，煤层厚度 2 10m,平均8.39m,煤层内 含多层夹矸，夹矸分布不稳定，切眼掘进时见2.0m厚夹矸，夹矸岩性为油页岩、泥岩、炭质泥岩,本煤层为长焰煤,属于易自燃煤层, 自燃倾向等级为 I 级,煤尘具有爆炸危险性,煤尘爆炸为 40%。顶板岩性为深灰色泥岩，一般厚度为1.2 4m中厚层状构造,局部薄层状，较破碎，其上部见一层 24m油页岩，页片状。老顶 为厚层状细沙岩或粉

3、砂岩，硬度系数 45。底板一般有一层0.4 1.5m厚的泥岩为伪底，其下部为细沙岩 或粉砂岩，厚度10m以上，岩性为浅灰-深灰色，中厚层状，具小型 交错层理，裂隙较发育。工作面煤质指标为 :原煤灰分为 13.32%，挥发分为 44.15%，水 分为 2.26%，硫分为： 0.90%，发热量为 25.65MJ/kg.3、工作面巷道布置工作面采用走向长壁式布置，工作面切眼长71m工作面走向长267.3 m，煤层倾角17.5 °。4、采煤方法根据工作面巷道布置及机械设备配备情况 ,11010 工作面采用走 向长壁综合机械化放顶煤方法开采，一次采全高，全部垮落法控制 顶板。三、施工注水孔的设

4、计（一）、注水方式选择根据本工作面煤层赋存情况及煤岩层特性，工作面巷道布置方 式，采煤方法，结合临近工作面的实际经验，决定采用在工作面回 风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水方式，采用MK-4型钻机钻进施工，配50mn钻杆，钻孔孔径为65mm由于本矿静压水压 力较小，故采用动压注水的方式。二）、煤层注水参数1、钻孔孔长计算L=L1-M式中： L 钻孔长度， m;L1 工作面长度， m;M 湿润半径，根据煤层透气性参数、以往经验及本矿实际取 10 m;则 L=71-10=612、钻孔间距B=2*M式中： B 钻孔间距， m；M 湿润半径， m；则： B=2*10=20 m.3、钻孔孔径： 65

5、mm;4、钻孔倾角：按照实际的煤层倾角、厚度及钻杆百米下沉量 1-3%综合计算，取钻孔倾角为 15°。5、封孔长度及工艺（ 1）、封孔深度：封孔深度 5-10 米，封孔深度必须超过巷道 边缘煤体破碎带宽度，在地质构造（如断层带）附近，封孔深度应 适当加长。2）、封孔方法：采用封孔器自动封孔。封孔器与水管连接处距钻孔外口应在 2 米以上，保证钻孔周围煤壁不漏水，封孔采用MZF-40-15 型自涨式煤层注水封孔器，外径40mm膨胀后直径范围为：68-76 mm6、单孔注水量Q=BLY WK式中： Q 单孔注水量； m3B 钻孔间距； 20mL 工作面长度； 71mH 煤层厚度； 8.39

6、m丫 煤容重，1.57t/m 3WZ 煤层水分增量； 2%K 不均衡系数；取 1.6贝卩：Q=20X 71 x 8.39 x 1.57 x 2%x 1.6=300t;7、注水压力采用 7GB-4.5/160 注水泵进行注水，注水压力为 16mPa,8、注水流量7GB-4.5/160 注水泵的流量为： 4.5t/h 。9、单孔注水时间T=Q/l式中：T 单孔注水时间；hl注水流量；t/hT=300/4.5=67 h10、注水孔布置方式注水孔从工作面向外60米开始布置，每20米一个，距巷道底板1.5米，见下图。注水孔布置示意图四、安全技术措施1、打注水孔时，首先要加固钻机位置的巷道支护，严格执行敲帮问顶制度，车辆禁止通行2、打钻时，钻机下风口 5 米内必须悬挂瓦斯便携仪，一旦瓦斯 出现增大现象，应立即停止作业，查明原因。3、注水时，高压胶管必须用管子钩吊挂巷道帮部，距底500mm，且高压胶管附近严禁有人，防止高压胶管脱落或爆裂而伤人。4、注水前，必须检查各连接件连接是否牢靠，高压胶管与闸阀必须用正规 U 型卡子连接；注水时，时刻注意连接头处漏水情况， 以免脱开伤人。5、封孔器必须全部放进钻孔里，放进钻孔 500mm以上，