11150煤层注水设计1.

1、11150综采工作面煤层注水设计 编制单位：通 风 科 编 制 人：郭 小 辉 科 长： 2012年 11月 30日 11150综采工作面煤层注水会审签名表 施工单位：综采队、抽放队 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日 年月日综 采 队： 抽 放 队： 通 风 科： 地 测 科： 调 度 室： 机 电 科： 生 产 科： 安 检 科： 通风副总： 总工程师： 会 审意 见目录 目 录 . 3 一、工作面基本情况 . 6 1设计基础资料 . 6 2工作面顶、底板岩性 . 6 3地质构造 . 6 4水文地质 . 6 5煤层情况 . 6 6瓦斯、煤尘和自燃发火情况

2、 . 7 二、煤层注水方式及其选择 . 8 1煤层注水方式 . 8 2注水参数及其确定 . 9 三、施工组织及管理措施 . 12 四、钻孔施工安全技术措施 . 15 五、注水作业安全技术措施 . 17 六、避灾路线 . 18、工作面基本情况 1设计基础资料 11150工作面于 2011年7月开始掘进，到 2012年7月底掘进结束。工 作面开采煤层为山西组二 1煤层，该工作面为 11 采区下山第二个工作面。 该工作面东部为 15 准备采区，上部为 11131采空区保护煤柱，下部为未采 工作面。下巷设计长度为843m,上巷设计长度为800m,切眼设计长度159m。 地表无水体、仅有零星建筑物；地面

3、标高 +430+480m，工作面标高-75 -110m，平均埋深455m。平均煤厚4m,煤炭工业储量73.7万t。 工作面上巷巷道可采长度790m,采用下宽6.9m U36可缩性支架喷浆 联合支护，巷道架设下净宽6.9m,净高3.5m，棚距0.5m,断面19m2。 下巷巷道可采长度790m,采用下宽6.9m U36可缩性支架喷浆联合支 护，巷道架设下净宽6.9m,净高3.5m，棚距0.5m,断面19m2。 2工作面顶、底板岩性 该面煤层顶板中,基本顶为粉砂岩和中砂岩,直接顶为灰黑色及深灰 色薄层中细粒砂岩（K1，大占砂岩P1S1）或砂质泥岩，伪顶多为炭质泥岩； 煤层底板中,底板为黑色泥岩或砂质

4、泥岩,夹薄层细砂岩条带状出现。 3地质构造 该工作面范围内岩层总体上为单斜构造, 倾向北稍偏西, 倾角 10.5。 根据现有地质资料,该工作面顶底板起伏较大,对生产有一定影响。 4水文地质 根据 11131 工作面回采情况及现有实测资料, 11 采区下山东翼二 1煤 层顶板砂岩裂隙含水层不发育, 富水性较小, 11150上巷距原 11131工作面 上巷4m,该巷掘进过程中出现淋水现象，为煤层顶板砂岩裂隙水。 5煤层情况 工作面所采煤层为山西组二 1煤,黑色、粉沫状或块状, 煤层厚度 1.2 9.0m，平均煤厚4m,局部有夹矸，煤层底板起伏较大，倾角 10 30, 煤层坚固性系数f: 0.20.

5、5,煤层松软易碎，裂隙不发育，透气性差。 6.瓦斯、煤尘和自燃发火情况 根据河南理工大学2011年7月编制的二i煤层瓦斯基本参数测定报 告，11150工作面瓦斯基本参数，见下表所示： 测定地点 原煤瓦斯含量 （m3t） 坚固性 系数（f） 放散初 速度 P 瓦斯压力 （MPa） 吸附常数 孔隙率 K (m3/m 3) 真密度 Y (t/m3) 视密度 Y (t/m3) a (m3/t) b -1 (MPa ) 11150工作面 4.32 （最大值） 0.17 10 0.21 26.480 0.939 5.23 1.72 1.63 煤尘：煤尘无爆炸危险性。 自燃发火：煤层为不易自燃煤层图 2-2

6、 浅孔布置剖面图 、煤层注水方式及其选择 1. 煤层注水方式 根据本工作面实际情况，在工作面上下巷布置斜交深孔、切眼内布置 浅孔，均采用先抽后注的方式进行作业。 （1）切眼浅孔布置方式 在综采工作面检修班（八点班）期间，在切眼煤壁上沿煤层倾向布置 浅孔，煤厚小于3m时布置单排，煤厚大于3m时布置双排。单排布置时， 开孔位置距前部刮板输送机平面1.5m、仰角15 ;双排布置时，开孔位置 分别距前部刮板输送机平面0.8m （平孔） 、1.7m （仰角14） ,钻孔呈三花 眼布置。 钻孔间距均为2m，深度7m，孔径75mm。工作面每推进7.2m为 一个注水循环。 11150 工作面下巷 图 2-1

7、水管 11150 工作面上巷顶扳 底11150 工作面浅孔注水示意图 钻 孔 注 水 器 图 2-1 11150 工作面浅孔注水示意图 布置剖面如图2-2所示 钻孔施工完毕后采取黄泥封孔，封孔深度 0.5m,封孔完毕后立即联管 抽放，当抽出瓦斯浓度在3%以下时，停止抽放；然后利用抽放钻孔对煤壁 进行注水，采用注水棒封孔，将注水棒全部置入孔内，待煤壁注水完毕后， 方可进行正常回采。 (2) 上、下巷深孔注水 在上巷距上安全出口 1060m范围内及下巷距下安全出口 1050m范围 内，每隔10m布置1个斜交钻孔。钻孔顺煤层钻进，深度85m,孔径75mm, 孔口距离煤层底板1.2m。见图2-3所示。

8、 丿 卜 i 门 口 .浅孔注水 图 2-3 11150 工作面上下巷深孔布置示意图 钻孔施工完毕后，接上注水管进行注水，将注水棒全部置入孔内3-5m 待煤壁注水完毕后，再进行瓦斯抽放。 2. 注水参数及其确定 (1) .切眼浅孔注水参数及其确定 .单孔注水量Q: Q二KLBH 丫 q =1.1 x 7X 2X 4X 1.55X 0.01 =0.95m3 式中： Q:单孔注水量 K :系数，取1.1 L ：钻孔长度， 7m B :钻孔间距，2m H :煤层厚度，取采高 H=4m 丫：煤的密度，丫 =1.55 t/m3 q：吨煤注水量，q=0.01 m3/t 注水压力 本综采工作面属“三软”煤层

9、，此类煤层具有孔隙率低、强度低、易 破碎、透水性差、透气性差等特点，根据其它 “三软 ”煤层煤矿注水试验， 当注水压力超过 8MPa 时，煤壁易片帮，注水效果不理想，当注水压力小 于 5MPa 时，湿润半径较小，注水时间长，因此注水压力应掌握在 5.5-7MPa， 选取小流量长时间的注水方法。 注水时间 h h=Q/V=0.95/0.48=2h 式中： h:单孔注水时间 Q:单孔注水量， Q=0.95m3 V:单孔注水流量，取0.48m3/h （ 2） 上、下巷深孔注水参数及其确定 单孔注水量 Q Q=KLBH Y q =1.1 x 85X 10X 4X 1.55X 0.01 =57.97m3

10、 式中: Q:单孔注水量 K :系数，取1.1 L :钻孔长度，取 85m B :钻孔间距，取10m H :煤层厚度，取采高 H=4m 丫：煤的密度，丫 =1.55 t/m3 q：吨煤注水量，q=0.01 m3/t 注水压力 本综采工作面属“三软”煤层，此类煤层具有孔隙率低、强度低、易 破碎、透水性差、透气性差等特点，根据其它 “三软 ”煤层煤矿注水试验， 当注水压力超过 8MPa 时，煤壁易片帮，注水效果不理想，当注水压力小 于 5MPa 时，湿润半径较小，注水时间长，因此注水压力应掌握在 5.5-7MPa， 选取小流量长时间的注水方法。 注水时间 h h=Q/V=57.97/0.48=12

11、1h 式中： h:单孔注水时间 Q:单孔注水量， Q=57.97m3 V :单孔注水流量，V=0.48m3/h 三、施工组织及管理措施 1施工组织 （ 1）浅孔施工组织 本工作面浅孔由综采队八点班（即检修班）施工。综采队在施工 前，必须按质量标准化要求对综采液压支架进行编号管理，保证钻孔施工 人员准确找到施工地点，确保打钻注水进度。 综采液压支架从下安全出口向上划分为 18组（由Z1Z18表示）, 每 6架为一组。工作面分为四段，即 Z1Z5、Z6Z9、Z10Z13、Z14Z18。 8 点检修班安排四组人员（分别为 A、B、C、D 组负责相应的区段）同时 施工，每组 2 人严格按照浅孔注水方案

12、进行打钻注水。 施工顺序：A组由Z1处依次向上施工、B组由Z6依次向上施工、 C组由Z10依次向上施工、D组由Z14处依次向上施工。工作面每推进7.2m 为一个施工循环。 每孔施行挂牌编号管理，牌版一面标注瓦斯抽放参数，另一面标 注钻孔和注水参数。 钻孔注水时， 必须将已注水完毕的相临钻孔密封严密， 防止溢水。 （2） 深孔施工组织方式： 11150工作面上、下巷深孔由抽放队施工， 三班（零、八、四点班）连续作业方式进行，每班不少于 3 人。 2管理措施 （ 1 ）施工单位职责 施工单位施工前，必须组织编制钻孔施工安全技术措施，并根据 现场情况变化及时修改完善； 施工人员及时、正确掌握、反映现

13、场打钻情况，当本设计满足不 了现场需要时，必须立即向通风科提出修改、完善； 做好该工作面抽放管路的日常维护工作，确保系统完善； 严格按设计要求进行施工，并认真填写好排版和做好钻孔记录工 作； 每班要有一名队干现场跟班，负责本设计有关规定的现场落实, 当本设计没有得到完全执行时不得施工，并做好有关记录； 负责钻场电器设备的日常检查和维护工作，严禁失爆，并有记录 可查； 如钻孔施工过程中出现瓦斯超限或其它异常情况时，跟班队长必 须责令现场工作人员立即停止工作，切断电源，并配合班组长、瓦检员和 安检员撤出巷内所有人员，并向调度室和通风科汇报； 必须维护好抽采管路、检测设施及压风自救等安全防护设施。

14、（2） 通风队职责 为本单位建立稳定、可靠的通风系统，保证工作面有足够的风量； 为该工作面配备专职瓦检员加强对钻孔施工地点的瓦斯等气体的 检查，严禁瓦斯超限作业，施工作业人员在钻孔施工过程中还必须佩戴便 携式瓦斯检查报警仪； 当班瓦检员负责与当班安检员一起验收钻孔的实际打钻深度， 并在 钻孔记录本上签字； 瓦检员必须随时检查瓦斯， 当发现有瓦斯超限等异常情况时， 瓦检 员有权停止工作面作业，并协助班组长立即组织人员按避灾路线撤出并及 时向调度室汇报。 （3） 通风科职责 负责组织对本设计实施情况的检查， 监督本设计的执行和现场落实 情况，并将检查结果向公司总工程师汇报； 对打钻、抽放、注水效果

15、检验等工作进行技术指导； 对本工作面进行抽放、 注水效果进行随时检验， 监督抽查本措施各 项规定的落实情况； 负责按本设计要求监督区队打钻、 做好记录、 填写钻孔记录牌板的 工作； 负责建立抽采、注水系统及监察现场抽采、注水情况。 （4） 生产科负责 加强回采工作面支架架设质量管理及顶板管理，保证其具有一定的抗 压强度。 （5）地测科负责 及时提供该工作面地质情况， 工作面遇异常构造时， 要及时向公司 总工 程师汇报，并通知有关部室和事故单位，以便采取相应针对性措施； 负责与通风科配合设计钻孔施工参数。 （6）机电科负责 监督检查本工作面电器设备的防爆性能， 严禁失爆，并有记录可查； 确保压风

16、自救系统供风可靠，风量（风压）充足，保证压风管路供 风压力大于 0.4Mpa。 （ 7 ）调度室负责 安排信息中心在施工地点安装电话， 并保证通讯畅通， 协调平衡该 工作面的安全生产工作； 要对打钻情况作专项记录。 （ 8 ）安监科负责 监督检查本设计施工过程中落实情况。当班安检员与当班瓦检员负责 一起验收钻孔的实际打钻深度，并在钻孔记录本上签字。 四、钻孔施工安全技术措施 1施工单位在施工前， 必须组织全体施工人员贯彻学习本设计和安全 技术措施并签字，经考试合格后，方可参与施工； 2施工前，先检查并加固施工地点前后 10m 巷道，发现隐患及时处 理，严禁空帮空顶，并将巷道内杂物清理干净，确保

17、后路安全畅通； 3在采煤机行进方向前和采煤机后 20m 范围内施工钻孔时，必须将 采煤机和前部刮板输送机打闭锁，如确实需要开机时，应先通知钻孔施工 人员，等其撤至安全地点后，在开机，确保施工人员安全； 4施工时，必须严格执行敲帮问顶制度，并设专人看顶、帮，出现 异常情况须先撤人至安全地点后，再采取有效措施进行处理后方可施工， 确保施工安全； 5钻探工必须经过培训，考试合格后方可上岗，并能掌握钻机的操作 工艺； 6钻机安装必须平稳，钻场前后 10m 之内的支护要完好，钻具器械 要堆放和悬挂整齐； 7安装钻杆时必须注意以下问题： （ 1）先检查钻杆，确保不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损，不合格的严禁 使

18、用； （2）连接钻杆时要对准丝扣，避免歪斜和漏水； （3）装卸钻头时，需严防卡钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管； 安装钻杆时，必须在第一根安装完成后，再行安装第二根； 8所有现场施工人员在开钻前要整理好衣服，扎好衣袖，防止缠绕钻 杆，做好个人防护工作； 9开钻前，对打钻现场要进行实地观察，熟悉电源、巷道支护、瓦斯 浓度、避灾路线等，发现不安全隐患必须及时排除，否则不能开工； 10开孔位置、方位角、倾角、孔径、孔深、扩孔深度都必须符合设 计要求方向角误差不得超过 1，仰角误差不得超过 1，确保按设计要 求施工； 11钻头送入钻孔内开始钻进时，必须注意控制好压力，压力不应太 大，要轻压慢转，待钻

19、头下到孔底工作平稳后压力再逐渐加大； 12钻进过程中，如发现异常现象时，瓦斯检查员和施工负责人要迅 速将施工人员及上下巷作业人员撤至安全地带，同时切断该巷道内所有电 气设备电源，并及时向公司有关科室及总工程师汇报，待经过处理确认安 全后，方可继续施工； 13钻进过程中，机械有异常现象，都要及时停机，并及时采取措施 进行处理，不得带病运转； 14 .临时停电或停钻时，必须及时将钻杆退离孔底 1m,防止煤岩粉卡 钻，停钻 4h 以上时，必须将钻杆拉出； 15. 如发生断杆、掉钻头、孔内弃物、卡杆等事故后,当班必须及时 查明原因,及时计算出所卡钻杆长度并向队值班室和有关领导汇报； 16. 施工人员必

20、须严格按照钻机操作规程和钻孔施工参数要求施工, 严格控制钻进速度,钻机严禁在无人看管情况下运转,拆卸钻杆时,钻机 的控制开关必须处在停止位置,严禁违章作业； 1 7 .钻进过程中,前部刮板输送机司机在开机前,必须严格遵守开停 机制度,传送信号,采煤机必须打闭锁,确保打钻人员安全； 18. 钻孔施工地点必须确保有良好的通风条件,施工地点必须悬挂便 携式瓦斯报警仪，报警仪悬挂在施工地点顶板下 300mm处； 19. 钻进过程中,必须安排专职瓦斯检查员加强对施工地点的瓦斯等 气体检测,只有在瓦斯浓度不超过 0.5%时,方可施工,瓦检员现场检查气 体,每班不少于 3 次并填牌汇报,安检员监督其安全施工

21、工作； 20. 每班施工结束后,要将钻孔仰角、偏角、终孔深度、瓦斯涌出量、 钻机运行情况进行详细记录并向下班交接。 五、注水作业安全技术措施 1注水作业前，必须检查注水地点前后 10m 范围内的巷道，发现不 安隐患及时处理； 2打钻注水设备及所需材料如：仪表、钻头、钻杆及备件要齐全，详 细检查，确保安全可靠； 3安装注水泵处要加强支护，并检查巷道周围隐患，防止片帮冒顶， 确保足够的工作空间； 4封孔前要检查是否完全排除钻孔内的堵塞物， 保证注水孔完整固位； 5按标准要求进行封孔，封孔的深度要符合设计要求，同时，要严把 封孔质量关，保证严密不漏水； 6注水管路、仪表仪器悬挂整齐，仪表放置在支护完好巷道内； 7注水期间，任何人严禁在封孔器正后停留，注水人员必须安排专人 观察注水压力表。 8定时观察流量，随时维护注水