综采工作面煤层注水设计措施(静压注水)

120301设计方案寨崖底煤业11盘区20231229120301煤层注水是采煤工作面最有效的防尘措施之一，实践证明，实施煤层注水不但能有效削减采煤工作面煤尘的产生，而且能够转变煤体的多种物理力学性质，削减冲击地压、煤层自燃发火，对采煤120301工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，打算对120301注水设计方案》如下：一、工作面简况地面相对位置：该工作面位于石盘上村西侧，李家社村东部，狮尾沟南部。井下相对位置：东为12盘区3#实体煤层，北为我盘区实体煤1132023该工作面倾向长度为660m，工作面长度为180m，可采长度为610m1188003～50.95～1.45m，煤层平均厚度为1.2m，工业储量为192456t，可采储量为173210.4t，工作面煤层赋存平稳，节理发育。二、工作面地质构造该工作面地质构造简洁，为单斜构造，没有觉察褶皱、冲刷带等简单构造，仅有两个倾角为27°、350.69m、0.61m的小正断层。工作面顶板为黑色泥土、砂质泥岩、砂质泥岩互层，隔水性较好；底板为黑色、灰黑色泥岩、灰白色细粒砂岩，富水性极弱，局部底板涌水，但涌水量不大。据2023年山西煤矿矿用安全产品检验中心《鉴定报告》，本煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属于不易自燃煤层；煤层具有爆炸性。三、设计目的有效削减120301综采工作面在回采过程中的产尘量，降低工作面的粉尘浓度，提高作业场所能见度，改善工作面的作业环境，防止职业病的发生，从根本上杜绝粉尘危害。并为120301综采工作面回采过程中的瓦斯治理制造良好的条件、奠定坚实的根底。四、注水钻孔参数确实定1、注水方式：承受工作面倾向单向长钻孔注水2、注水方法：承受静压注水〔具体方式依据现场实际状况打算〕3120301向、距底板1.4m处打平行于工作面的下向孔，承受静压注水的方法进展煤层预注水。4、钻孔直径：Ф65mm5、钻孔深度L=L

-M=180-1/3×180=120m1式中：L—钻孔长度，mm1M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数〔我盘区取下1/3L6、钻孔间距

〕，m1B=2.5Rh=2.5×2×2.3=11.5m式中：—钻孔间距m—潮湿半径m—巷道净高〔注水工作面、回风巷m7、钻孔倾角γ=α－θ=5°－0.3°=4.7°式中：γ—钻孔倾角α—煤层倾角θ—钻孔最大下沉角；θ＝arctanh/L=0.3°h—钻杆下沉距离，mL—钻孔深度，mh/L0.3—50.3％8、120301地点钻孔编号机心高度(m)钻孔直径(mm)钻孔倾角(°)钻孔深度(m)120301地点钻孔编号机心高度(m)钻孔直径(mm)钻孔倾角(°)钻孔深度(m)1～51.40654.7°1206～101.40654.7°12011～151.40654.7°12016～201.40654.7°12021～251.40654.7°12026～301.40654.7°12031～351.40654.7°12036～401.40654.7°12041～451.40654.7°12046～501.40654.7°12051～531.40654.7°120120301综采工作面关心运输巷120301综采工作面关心运输巷1、注水系统设计承受静压注水系统，详见附图《120301综采工作面煤层注水系统示意图》。3120301关心运输巷静压供水管路的三通阀门上引出Ф25的的高压胶管，接入分流器，分出三支Ф10的高压胶管作为注水管路，并在注水管路上接入压力表、流量表和流量调整阀等。单孔累计注水时间不少于1个月或直到煤帮在预定潮湿范围内“出汗”为止。注水超前回采112、注水压力由于设计承受静压注水，所注水为纯水，因此注水压力以～5Mpa为宜；一般承受调整钻孔的注水量流量来掌握注水压力，注水时从低压渐渐升压，直至注水压力稳定为止。3、单孔注水量1 2=11.5×120×1.2×1.35×〔4%-2.55%〕×1.5=48.62m3—一个钻孔注水量m—钻孔长度m—工作面煤层厚度120301.2mγt/3煤层1.35t/31W煤层原有水分，2.55%/t2——1 2取4、注水流量注水流量不宜过大，小流量注水对煤层的潮湿效果最好。只要时间允许，应尽量承受小流量注水，注纯水时注水流量可取 15～20L/min。5、单孔注水时间t＝[Q/(60×q)]×1000＝[48.62/(60×20)]×1000＝40.52h=2d式中：thQQ＝48.62m3qq＝20l/min在实际注水中，亦可把预定潮湿范围内“出汗”现象作为煤体受到全面潮湿的标志。“出汗”后即可完毕注水。注水工作制度承受246、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展。为保证足够的注水量，注水工作不易过迟。⑴超前距离：距工作面最近的注水孔开头注水时，超前工作面的距离可按下式计算：Lm＝Lq＋[Ta＋t×(t1＋t2)/(24×t1)]×V式中：LmmLq─工作面前方应力集中带宽度，取Lq＝30mTa─注水钻孔倒孔转换时间，d；取Ta＝0；t─单孔累计注水时间，取t＝40.52htt1

＝24h1tt2

＝0h2V─工作面正常的推动度，取V＝2.4m/dLm＝30＋[0＋40.52×(24＋0)/(24×24)2.4＝35m⑵超前时间：T＝Lm/V＝35/2.4＝15d式中：T─注水的最小超前时间，dLm─注水开头时超前工作面的距离，mV─工作面正常的推动度，取V＝2.4m/d依据煤层注水技术标准〔Q/.02.1.09.002-2023〕：注水超前回112030160m30d。注水过程取样分析，并依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。7、120301Q′=nQ/t=3×48.62/2=72.93m3/d式中：Qm3/dn─同时注水的钻孔数，个Qm³td六、封孔1、封孔深度封孔是注水工作中德一个重要环节，封孔质量的好坏直接关系着注水的成败。依据我盘区巷道边缘裂开带宽度，设计封孔深度为3m。封孔深度应保证注水时不从孔口及四周煤壁透水、渗水、泄水；封孔深度必需超过巷道边缘煤体裂开带宽度，在地质构造带〔如断层〕四周，应适当增加封孔深度。2、封孔方法承受封孔器自动封孔。封孔器胶筒外径比钻孔直径小5～10mm，承受Ф60mm的封孔器，将封孔器送入钻孔，接上注水管再推入钻孔设计位置，利用注水压力或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。七、劳动组织1、120301序号设备材料名称型号规格数量备注1深孔钻机2压力表3流量表4钻头5钻杆6封孔器7分流器8流量调整阀门9钢管10高压胶管11法兰盘2、人员组织一览表序号工种早班班次中班零班合计1带班长11132钻机司机22263检修工11134巡回记录员11135瓦斯员11136安全员11137技术员11138合计888243、作业方式：边钻边注水八、安全措施〔一〕钻机操作及安全技术措施1、运输钻机的安全规定钻机装好车后，应用钢丝绳等封扎结实，封绳不得少于两股，以免物料滑动或失落。平巷人力推车，必需遵守以下规定：1一个人只准推一辆车。同向推车的间距，在轨道坡度小于或510m530m；坡度7‰时，制止人力推车。2在夜间或井下，推车人必需备有矿灯，在照明缺乏的区段，应将矿灯挂在矿车进展方向的前端。3推车时必需时刻留意前方，在开头推车、停车、掉道、觉察前方有人或有障碍物，从坡度较大的地方向下推车以及接近孔岔、弯道、巷道口、风门、硐室出口时，推车人都必需准时发出警号。严禁放飞车。4人力推物料车时，手不要抓在车沿上，或有棱角处。上、下山运输严格执行如下规定：1斜井串车提升，严禁蹬钩。行车时，严禁行人。2运送物料时，每次开车前把钩工必需检查牵引的车数、各车的连接和装载状况。牵引车数超过规定、连接不良或转载超重、超高、超宽或偏载严峻有翻车危急是，都不得发出开车信号。3绞车提升运输过程中，上山及下部全部人员均需进入躲避硐内，矿车运行范围内严禁有人逗留、行走，严格执行“行车不行人制度”。4绞车司机必需由经过特地培训，取得合格证的专职〔或兼职〕人员担当，并持证上岗，严格按小绞车操作规程作业。绞车提升过程中，绞车司机严禁擅离工作岗位。上、下车场把钩工要精力集中认真负责，按章作业。2、安装及移动钻机的安全规定不得用锚杆锚索起吊钻机；在斜巷中稳钻时，钻机必需下道，钻机下方的趄柱不少于两根，并用钢丝绳或铁链与巷道内的固定物固定住，吊住钻机的绞车要有专人看管。进入现场的全部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展检查，施工地点必需做到支护良好、通风、通电、通水、通气、通、排水通畅、底板平坦、瓦斯煤尘、避灾路线等符合安全标准要求后，方可进入施工现场。钻机机身安装必需平稳，上紧底固螺丝，电器设备要垫高10m钻具器材要上架并码放整齐，机械转动局部防护栏、防护罩要安装齐全。钻机要打牢压柱及趄柱。在斜巷稳钻时必需执行如下规定：①钻机必需下道，钻机垫平，钻机下方必需使用不少于两根的趄柱，并用牢靠的钢丝绳或铁链与铁路或其他巷道上的固定物连接在一起。②巷道坡度较大时，除实行上述措施外，还要用绞车钢丝绳拉着钻机，使绞车处于制动状态，并指定专人监护绞车防止有人开动。调试钻机，检查钻机各转动局部运转是否正常；开关启动是否敏捷牢靠，各种零部件及钻具是否齐全、合格，觉察不符合规定者，必需进展处理或更换。检查机械设备安装质量及安全设施状况，经试车合格前方可开钻。3、钻孔施工安全措施钻探工必需经过安全、技术培训，能够把握钻机的操作工艺，并经考试合格取得相关有效证件后，方可入井作业。瓦斯员必需经过安全、技术培训，能够把握光瓦的操作工艺，并经考试合格取得相关有效证件后，方可入井作业。其他相关人员必需经过安全教育培训，且经考试合格前方可入井作业。开工前对全部施工人员进展技术交底和措施贯彻，保证每一个施工人员都能够了解把握施工过程中的各种技术要求和相关规定，并做好措施贯彻签字记录。井下施工要严格执行《煤矿安全规程》、《地质勘探安全规程》及盘区有关的规定，特别要做到：1严格依据煤矿三大规程作业，不得违章指挥，不违章作业、不违反劳动纪律，严格执行担忧全不生产的原则。2施工人员下井必需持证上岗，工作中坚守岗位，无特别缘由不得随便远离打钻地点走动。3入井前要按要求配带好矿灯、矿帽、自救器。4上、下井时必需听从现场治理人员指挥，不得拥挤、抢罐，听从治理人员指挥。乘坐提人罐笼时身体及携带的工具严禁露出罐笼外，确保安全。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。严格按设计方案中规定的方位角、倾角、孔径、孔深进展施工；开孔位置方位角、倾角、孔径、孔深都必需符合设计要求，1°，倾角不超过±0.1°。钻探工人穿戴要整齐、利落、衣襟袖口、裤脚必需束紧。开钻人员不得紧靠钻杆，给压要均匀，推断要准确，孔内状况要准时把握，钻速及压力要准时调整，以保证正常钻速。启动开关时，留意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观看和听从司机命令，准确、准时、快速地启动和关闭开关，为防止钻杆滑落伤人，正对钻杆下方严禁站人。打钻用水要保证有足够的流量，严禁打干眼。制止用手、脚和其它物件直接制动机械运转局部，制止将工具和其它物品放在钻机，水泵电机的保护罩上。当钻进过程中如觉察进尺慢、孔内返水变大或变小、水压突然增大或顶钻等状况时，要马上停钻，但不要退出钻杆，派人监视水情，并马上报告矿调度室及有关部门，如涌水量远大于排水力量，要用木楔将孔口封住。假设觉察机械设备有特别状况时，必需马上停顿施工，及时查明缘由进展处理，不得凑合或让机械设备带病作业。孔深到达要求时，要用清水将孔内煤岩粉清扫干净再起钻。发生断杆、掉钻头、孔内弃物、卡杆等事故后当班必需查明缘由和状况准确计算钻杆长度马上向有关领导汇报。临时停电时，必需将钻杆退出5M外，班后要将钻杆全部拔出，防止卡钻。正常作业时，施工人员要协调协作作业，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，严格依据设备的操作规程进展操作。上下钻具时，钻机上下夹持器应协作使用。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，人必需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。严格执行停送电制度，停电以后必需验电，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管。工作完毕后必需全面检查，待一切无误其它岗位没有作业人员前方可送电撤人。钻机移位时要停电作业，严禁带电检修和搬迁电器设备。施工现场要配备专用，当班班长负责当班施工中的安全、质量和人员治理工作，每班到现场后班长应准时把井下人数、工程进度等状况向矿调度室汇报。钻孔施工时要协调好矿井其它岗位作业人员，钻机作业中不准轨道行车，因矿井需要必需行车时应将钻机等设备移动至安全地带。钻进时要时刻留意把握所钻煤岩层的稳定状况，觉察特别状况要准时处理，严禁强拉硬拧。每次钻杆下入前要检查丝扣的好坏，钻杆是否有弯曲及裂痕等，不合格钻杆制止下入孔内。在钻进时，觉察片帮、来压或地层特别时，应当马上向矿调度室汇报，状况危急时，应马上撤出施工地点。假设两钻机平行施工时，要相互协调，加强沟通，共同做好现场安全文明生产。每班的跟班技术员应将钻机编号、倾角、终孔深度、孔底岩性扩孔深度、水文变化、机械运输状况等具体记录并向下班交班。〔二〕注水操作及安全技术措施1、封孔前要检查注水孔内的堵塞物是否排解清理，保证注水孔固位煤帮，顶板支护完好，觉察担忧全因素准时处理。2、按标准要求进展封孔，封孔的深度要符合设计要求，同时要严把封孔质量关，保证注水孔严密不漏水。3、承受多孔