工作面煤层注水设计

附件一 815 综采工作面煤层注水设计 编 制 通 风 科 通风副总 总工程师 二 一一年五月二十七日 815 综采工作面煤层注水设计 一 设计概述 根据 煤矿安全规程 第 154 条的规定 采煤工作面应采取煤层注水防尘措施 我们对 815 综采工 作面进行煤层注水 以预先润湿煤体 减少在回采过程中的产尘量 特做设计如下 二 815 综采工作面基本情况 工作面走向长度工作面倾向长度煤层倾角煤层平均厚度 360m156m 19 21 2 7 3 2m 三 注水钻孔参数确定 1 注水方式 采用静压长钻孔煤层预注水方式注水 即正常压力注水 2 钻孔布置 从回采工作面的材料道沿煤层倾斜方向打平行于工作面的下向孔 采用单向孔进行注 水 实行随采随注 3 钻孔参数确定 采用 MK 4 型钻机钻进施工 配 50mm 外平钻杆 钻孔孔径为 60mm 采用 BW 250 型泥 浆泵 钻孔间距 取经验值 20 m 钻孔倾角 式中 钻孔倾角 煤层倾角 钻孔最大下沉角 钻杆下沉距离 钻孔长度 钻杆下沉率 一般为 0 3 5 本设计取 0 4 13 0 4 21 14 19 46 根据通风管理部规定 煤层注水钻孔长度为工作面长度 20 米 钻孔布置情况 本次施工在 815 综采工作面的材料道 从 815 综采工作面开切眼位置向 815 综采工作面设计停采线位 置 每 20m 设计施工钻孔一个 共设计钻孔 25 个 各个钻孔的具体情况见下表 设计钻孔号钻孔倾角 孔 深 m 设计钻孔号钻孔倾角 孔 深 m 1 19 46 6014 19 46 100 2 19 46 6015 19 46 100 3 19 46 6016 19 46 100 4 19 46 7017 19 46 100 5 19 46 7018 19 46 100 6 19 46 7019 19 46 100 7 19 46 8020 19 46 100 8 19 46 8021 19 46 100 9 19 46 9022 19 46 100 10 19 46 9023 19 46 100 11 19 46 10024 19 46 100 12 19 46 10025 19 46 100 13 19 46 100 四 封孔 1 封孔深度 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 五 煤层注水参数确定 注水系统 采用静压注水系统 用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来 实行多孔同时注水 单项同时 注水钻孔数不少于 3 个 24 小时不间断注水 单孔累计注水时间不少于 1 个月或直到煤帮在预定湿润 范围内 出汗 为止 注水超前于回采的距离不小于月推进度 超前时间不少于 1 个月 注水参数 注水压力 注纯水时以 1 5 2 0MPa 为宜 一般采用调节钻孔的注水量来控制注水压力 注水 从低压逐渐升压直至压力稳定 注水流量 注水流量不宜过大 小流量注水对煤层湿润效果最好 只要时间允许 应采用小流 量注水 注纯水时可取 15 20L min 比注水量 比注水量是指单孔长度的钻孔的注水体积 设计钻孔的比注水量按下式计算 m K m W m3 m 式中 K 湿润校正系数 取 K 1 0 钻孔间距 取 20 m m 煤层总厚度 m 5 71m 煤体密度 取 1 37t m3 W 煤体平均水分增量 1 2 W 1 8 m3 t m 1 0 20 5 71 1 37 1 8 2 816m3 m 单孔累计注水时间 注水时间取决于比注水量 钻孔长度和注水渗量 按下式计算 t L m 60 q 1000 H 式中 t 单孔累计注水时间 小时 L 钻孔长度 L 100 m m 单孔设计比注水量 m 2 816m3 m q 注水流量 q 20 l min t 100 2 816 60 20 1000 234 66H 在实际注水中 亦可把预定湿润范围内 出汗 现象作为煤体受到全面湿润的标志 出汗 后即 可结束注水 注水工作制度采用全天 24 小时不间断注水 注水超前于回采的距离和时间 为提高煤层注水效果 煤层注水工作应在常压带内进行 为保证足够的注水量 注水工作不易过 迟 超前距离 距工作面最近的注水孔开始注水时 超前工作面的距离可按下式计算 Lm Lq Ta t1 t0 t2 24 t0 V m 式中 Lm 注水开始时超前工作面的距离 m Ta 注水钻孔倒孔转换时间 天 取 Ta 0 Lq 工作面前方应力集中带宽度 取 L 30 m t0 每次纯注水时间 取 t0 24H t2 注水间隙时间 取 t2 0H t1 单孔累计注水时间 取 t1 234 66H V 工作面正常的推进度 取 V 2 4m d Lm 30 0 234 66 24 0 24 24 2 4 54m 超前时间 T Lq V TA t1 t0 t2 24 t0 Lm V d 式中 T 注水的最小超前时间 Lm 注水开始时超前工作面的距离 V 工作面正常的推进度 取 V 2 4m d 其它符号同前 T Lm V 54 2 4 23d 根据煤层注水技术标准 Q 02 1 09 002 2008 注水超前回采的距离不小于月推进度 超前时 间不小于 1 个月 815 综采工作面注水超前回采的距离暂定为 60 米 超前回采时间暂定为 30 天 注 水过程取样分析 并根据上述计算结果合理选取注水超前回采的距离和超前回采时间 六 煤层注水效果分析 注水前对该面取样分析 化验出原始水份 注水后每月沿工作面 点 上下顺槽 各 点 取样测其水份增加率 分析资料要保存完 好 煤层注水后的水份增加率应到 1 以上 按规定定期进行粉尘浓度测定 七 其它管理制度 设定专人负责 定员三人 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 八 打钻安全操作方法及安全注意事项 1 所有下井作业人员必须经过安全培训 且考试和考核合格后方能入井作业 2 开工前对施工人员进行技术交底和措施贯彻 使每一个参与施工的人员都了解工程的技术要求 了解施工措施和安全措施 所有人员应签字备查 3 井下施工要严格执行 煤矿安全规程 地质勘探安全规程 及矿方有关的规定 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 乘坐人行车时身 体及携带的工具和零件严禁露出车外 5 严禁携带烟草和点火物品 严禁穿化纤衣服 入井前 8 小时严禁喝酒 6 严格按矿方规定乘坐人行车 人员携带纤杆 铲子等长工具及物件时 在有架空线巷道内行走时 不准扛在肩上 防止触电 确保安全 7 人员在上 下山巷道内行走时 坚持 行车不行人 制度 严禁蹬钩扒车 上 下乘坐人行车时 要坐稳 4 进入现场的所有设备要符合井下防爆要求 设备进入现场前 要对现场安全环境进行检查 施工 地点必须做到通风 通电 通水 通电话 排水通畅 地板平整 瓦斯煤尘等符合安全标准准要求后 方可进入施工 5 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 6 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 试运转情况要在原始班报上有 记录 7 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 8 吊装设备时要严格遵守起重安全规程 吊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 9 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 10 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 11 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 12 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 13 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 14 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 15 操作离合时 应严格遵守操作规程 钻机操作人员开关离合时 应对周围人员 设施进行检查 确认安全后 才能进行操作 16 施工现场要配备专用电话 当班班长负责当班施工中的安全 质量和人员管理工作 每班到现场 后班长应及时把井下人数 工程进度等情况向矿调度室汇报 钻孔施工时要协调好矿井其它岗位作