煤层注水设计

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煤层注水及方法

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤层注水及方法
煤层注水是在回采前预先在煤层打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，破坏煤体内原有的煤-瓦斯两相体系的平衡，形成煤-瓦斯-水三相体系，体系内各个介质相互作用，使煤的物理化学性质、力学性质及热力学性质发生变化。

煤层注水按钻孔深度分深孔注水和浅孔注水。

深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔，孔深一般为工作面斜长的2/3，孔径75～100mm。

用水泥浆或橡胶封孔器封孔后，即可开始注水。

与浅孔注水相比，深孔注水成本较高，打钻较困难，只适用于中厚与厚煤层。

优点是预湿范围大，能充分湿润，而且不影响采煤工作。

但在有些矿区，由于煤层没有受到破坏，注水较困难，注水量小。

2 煤层注水在煤矿安全中的作用机理及效果
2.1 防尘
煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施。

水的除尘机理包括以下3 个方面：
(1)湿润煤体内的原生煤尘，使其失去飞扬的能力;
(2)有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，避免细粒煤尘的飞扬;
(3)水的湿润作用使煤体塑性增强，脆性减弱。

当煤体受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。

新汶孙村矿和本溪彩屯矿实施煤层注水后，除尘率分别达到73%和79%。

表
1 是三软综放工作面通过实施煤层注水及其他防尘措施后的降尘率。

2.2 预防煤与瓦斯突出。

采煤工作面煤层注水技术标准

Q/JMJ1.0030-2013采煤工作面煤层注水技术标准范围本标准规定了采煤工作面煤层注水条件、注水工艺、设备及参数。

本标准适用于晋煤集团所属矿井。

规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

长钻孔煤层注水方法煤层注水可注性鉴定方法煤矿安全规程术语和定义煤层注水通过钻孔将压力水或水溶液注入煤层，用以改变煤体的物理力学性质，减少粉尘，防止突出及自燃的技术。

静压注水通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。

动压注水通过钻孔并利用注水泵提供的动压将水注入煤层中。

基本条件煤层注水条件采煤工作面进行煤层注水时，应同时符合以下条件及要求：）煤样原有自然水分或防灭火灌浆后水分小于等于；煤样孔隙率大于等于；）煤样吸水率大于等于；）煤样坚固性系数应大于等于。

采煤工作面具有以下特征之一时，不宜采用煤层注水：）围岩有严重吸水膨胀性质、注水后易造成顶板垮塌或底板变形，或者地质情况复杂、顶板破坏严重的煤层；注水后会影响采煤安全或造成劳动条件恶化的薄煤层；）煤层很松软、破碎，打钻孔时易塌孔、难成孔的煤层；）采用下行垮落发开采近距离煤层群或分层开采厚煤层，上层或上分层的采空区采取灌水防尘措施时的下一层或下一分层。

煤层注水方式注水方式分类主要有短孔注水和长孔注水。

短孔注水在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打孔注水，注水孔长度一般为，如图所示。

1-回凤證；2TB风春,旷短孔图短孔注水方式示意图长孔注水从回采工作面的进风巷或回风巷平行于工作面打上向孔或下向孔注水，长孔注水可分为单向长钻孔注水（如图所示）和双向长钻孔注水（如图所示）。

当单向孔达不到设计深度或煤层倾角变化较大时，可采用双向钻孔联合布置钻孔注水。

注水方式选择选择注水方式考虑因素包括：岩石压力、裂隙和孔隙发育程度、煤层厚度、煤层倾角、有无断层、围岩性质及回采工艺、作业组织方式等。

三软煤层深孔注水参数设计

２．４把握好降耗减阻
一
般通风阻力与通风电耗呈现的是正比关系，将阻力减小能够得到显著的节电作用，特别是有着较大风量的井巷，阻力的减少往往能够得到更加明显的节能效果，所以，将阻力减少也是实现煤矿通风系统降耗增效的有效措施。煤矿通风系统的出风及进风部分阻力，在整个煤矿通风系统中大约占８０％，所以，将能耗降低的重点应当放置于进出两头的减阻上，主要措施包括： ①若回风道周边和进风道周围有废弃旧巷、发育裂隙和采空区存在，在不对风源质量产生影响的基础＝１３８．７２ｍ上，把排风主要通风机与进风主要通风机向采区工作６、注水方法面靠近安装，对此类与进出风并联的通道充分的加以注水压力反映了钻孔的注水阻力，其影响因素较利用，将有害的漏风转变成有益的漏风，从而将进出风多，主要与煤层的透水性及瓦斯压力有关。为了提高部分的能耗和阻力减少； ②尽可能采取多路排风和多煤层注水的湿润效果，采用常压带动压注水。注水初路进风，能够明显地将出风部分的阻力和进风部分的始压力为３ＭＰａ，先将处于应力降低区钻孔周围煤层进阻力降低，得到理想的节能效益。行湿润加固，以增强煤层的抗压强度；当注水流量减少２．５煤矿通风网络的技术改造至正常注水量的１／３后，再逐渐增加注水压力，每次增首先，煤矿矿井中风流的排出、引人、汇集以及分压２ＭＰａ，增压到９— １１ＭＰａ即可。在这一压力下，应配是借助于诸多彼此相通、纵横交错的井巷网络加以力升高区的煤体裂隙会扩张，煤层的透水性会增强。展开的，其中，通风网路就是风流所经过的井巷所组成此时，进行稳定注水，直至达到设计注水量或出现煤墙的网络，通常矿井自然风无法与生产的需求相满足，多严重渗水后方可停止注水。数情况下均需要人为的控制和人为的调节风流，只有四、注水管理办法这样才能够真正的满足实际需求。煤矿通风系统中风１、注水过程中要不断观察注水孔的封孔情况和煤流流动的定律包括阻力定律、风量平衡定律以及能量壁，并观测瓦斯涌出情况，严防瓦斯超限。注水以煤壁平衡定律等；其次，利用分风调控方式技术改造煤矿通往外渗水为止。风系统。最优的通风调控模式为：煤矿通风网络利用２、深孔注水使用的注水泵，必须与工作面使用的乳主要通风机根据所需要的风量加以控制，自然分风网化液泵分开，实施专泵专用。每个钻孔必须挂牌管理，牌络根据自然分配的风量加以合理的调配，这样便能够版内容有孔号、孑Ｌ深、钻孔坡度、封孔时间、管理人。使得所有网络均实现有效性最好、可控性最强以及功３、注水钻孔封孑Ｌ器末端必须安装计量水表。深孔耗最少的调控优化目的。应当在灵活选择及因地制宜注水工作必须有专人负责，并认真填写注水记录台账选择调控方式的前提下，对计算机模拟分析的手段充并妥善保管。分的加以利用，借助于定量定性分析按需分风，全面的４、深孔打钻工作必须有专人负责，打钻、封孔人员要衡量设计方案的管理、能耗和效果等诸多方面，实现优相对固定，每个孔打钻要预计终孔时间，确定钻孔深度。化选择调控方式及调控装置能耗、大小、位置的目的，５、根据我矿回采工作面的回采速度，应先注靠近优化目标并非仅仅是需要工作面分风与技术合理、可工作面的两个钻孔，再注以后的钻孔。每旬由公司煤靠安全的原则相切合，并且需要容易实施管理、能耗投质科提供原煤水分含量，

煤层注水措施

1)煤层注水依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》(2011年版)第154条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。

根据井田开拓方案部署，矿井达到设计生产能力时，投产采区为8号煤层的801采区和9号煤层的901采区，且8号煤层原有自然水分含量为0.70%～4.06%，平均含量为2.26%，9号煤层原有自然水分含量为0.52%～3.87%，平均含量为2.01%，均小于4％。

本设计采煤工作面配备了煤层注水设备，对8、9号煤层进行采前预注水。

煤尘注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。

通过煤尘注水一般除尘率可达60%～80%，煤尘注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。

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，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。

（1）设计依据本井田内9号煤层以亮煤和暗煤为主，玻璃光泽，条带结构，阶梯状-棱角状断口，内生裂隙较发育，为半亮型～半暗型煤。

本矿井目前没有8号煤层物理性质及煤岩类型资料。

8号煤层厚度为0.70m～2.05m，平均为1.16m，纯煤厚度为0.50m～1.77m，平均1.04m，结构简单，夹石0～1层，变化较小，其岩性多为泥岩,一般不含夹矸。

煤层顶板为泥岩、钙质泥岩，底板为细粒砂岩、砂质泥岩，为局部可采的较稳定煤层。

9号煤层厚度为12.00m～18.04m，平均为14.95m，纯煤厚度为10.48m～16.12m，平均为13.11m。

含夹石2～10层，一般为3～6层，夹石厚度一般在0.07m～0.52m左右，岩性以高岭岩为主，其次为粉砂岩和炭质泥岩，结构简单～极复杂。

煤层顶板为中细粒砂岩，底板为细粒砂岩或砂质泥岩，为全区可采的稳定煤层。

（2）注水方式选择根据8号煤层801首采区和9号煤层901首采区的地质条件，回采工作面煤层注水选用长钻孔动压注水方式，即在轨道顺槽内超前工作面推进度1个月，垂直煤壁平行于工作面打长钻孔。

31109工作面煤层注水设计

汾西矿业集团高阳煤矿31109工作面煤层打钻注水设计通风区编写：乔建国队长：审核：通风区：调度室：安监处：安全副总：通风副总:批准：总工程师：31109工作面煤层注水设计一、工作面概况：1、煤层赋存及顶底板情况：本工作面开采太原组 9－10－11# 煤层总厚度8.3米，煤层结构复杂，煤岩层倾角6°，煤层平均走向长1178米，切眼长200米。

煤种为瘦煤，稳定可采。

煤层顶、底板情况：煤层顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m ）岩性特征老顶石灰岩 11.44 致密坚硬具裂隙充填有次生方解石脉含石并夹钙质泥岩直接底黑色泥岩 5.96 灰黑色泥岩:致密、性脆、有根部化石老底中砂岩含黄铁矿钙质胶结含方解石脉2、地质构造：本工作面地质构造较复杂，陷落柱发育。

煤岩层总体为一单斜构造区，产状为走向北西，倾向北东，煤层倾角平均约6°，根据上组煤地质资料（原三采区）及相邻31107、31111工作面地质资料分析推断，预计31109材料巷道掘进中将揭露3个陷落柱，31109运输巷掘进中预计将揭露2个陷落柱，陷落柱共计影响长度约260米。

3、地面、井下位置及四邻采掘情况：该工作面北邻31111工作面（已采），南邻31107工作面（已采）西部为南头、赵西沟保护煤柱，东为三采区大巷保护煤柱，地面位置位于贤者村西北约2000米，南头村南约100米。

4、水文地质：本工作面上覆含水层为煤层顶板K2灰岩，其上部还有K3、K4灰岩含水层，其含水量丰富，但补给不足，以静储量为主，掘进过程中会通过裂隙联通含水层，出现顶板淋水，淋水逐渐减小，最大涌水量约10 m³／h；下伏含水层为奥陶系峰峰组石灰岩，其含水量丰富，煤层带压开采。

5、本工作面煤层具有发火倾向和自燃发火现象，发火期为4～6个月。

煤尘具有爆炸性，爆炸性指数为9#18.32% 、10#18.70% 、11#18.44%。

综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施

注水方式设计
连续注水
在设定的注水时间内，保持恒定的注水量和注水压力，使煤层持续受到水润湿。
间歇注水
根据煤层吸水情况，设定合理的注水间歇时间，让煤层有充分的时间吸收水分。
脉冲注水
通过脉冲装置，实现注水的脉冲式输入，增加煤层的吸水效率。
注水孔布置设计
孔位布置：根据工作面尺寸和煤层厚度，合理布置注水孔的位置，确保湿润范围覆盖整个工作面。
推广应用
将综采工作面煤层注水设计方案及安全措施在更多煤矿进行推广应用，提高我国煤矿整体的安全生产水平。
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应急救援
建立完善的应急救援体系，制定详细的应急预案，配备专业的应急救援队伍，确保在紧急情况下能够及时、有效地开展救援工作。
未来工作展望与改进方向
深化研究
进一步深入研究煤层注水技术，提高注水效果，降低生产成本，为煤矿安全生产提供有力支持。
技术创新
积极引进新技术、新设备，优化注水设计方案，提高注水工作的智能化、自动化水平。
CHAPTER 03
安全措施
注水前的安全准备
煤层情况调研
在注水前，应对综采工作面的煤层进行详细的地质调研，了解煤层的厚度、结构、瓦斯含量等情况，为注水设计提供准确的数据支持。
设备检查
注水设备应进行全面检查，确保设备的完好性和可靠性，防止因设备故障导致安全事故。
安全培训
对参与注水作业的人员进行安全培训，提高他们的安全意识和操作技能，确保注水作业的顺利进行。
CHAPTER 04
总结与展望
设计方案总结
注水方式选择
注水参数确定
根据煤层赋存条件及工作面开采情况，选择合适的注水方式，如长孔、短孔或深孔注水，确保注水效果最大化。

综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施

综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施综采工作面是地下矿井开采的主要方式之一，也是煤炭开采的主要方法之一。

在综采工作面开采中，由于煤层的特殊性质，常常需要进行注水处理。

本文将介绍综采工作面煤层注水设计方案及安全措施。

一、煤层注水设计方案1.确定注水位置在煤层注水设计中，首先需要确定煤层的水文地质条件和煤层裂隙系统，以确定最佳的注水位置。

一般来说，注水位置应选取煤体含水量较高的区域，并避免与采煤面或其他注水位置之间形成流量冲突。

2.注水参数设计在注水技术设计中，需要根据实际情况确定注水流量、注水压力和注水时间等参数。

注水流量应根据地质条件和煤层含水量确定，通常为每秒几十立方米到几百立方米不等。

注水压力应根据煤层裂隙程度和地质应力状态确定，通常为几十至几百千帕不等。

注水时间应根据地质条件和注水效果而定，通常为每天几个小时至十几个小时不等。

3.注水设备设计在注水技术设计中，需要根据注水参数设计相应的注水设备。

注水设备包括注水井、注水管道、水泵和阀门等。

注水井应按照注水位置确定，通常为垂直或斜井。

注水管道应选用耐腐蚀、耐磨损的材料，如铸铁管、钢管等。

水泵应选用高效、耐用的水泵。

阀门应设置在注水井和管道中，以便对注水流量和压力进行控制和调节。

二、煤层注水安全措施1. 确保注水设备安全在煤层注水过程中，需要对注水设备进行定期检查和维护，确保注水设备的安全性和可靠性。

同时需要加强注水井、注水管道和水泵等设备的防腐蚀、防磨损和防漏等工作，避免发生设备故障和安全事故。

2. 确保注水水源安全在煤层注水中，需要使用地下水或地表水作为注水水源。

为确保水源的安全性，需要对水源进行选址和检测，避免污染和受到其他因素的影响。

同时需要加强水源保护工作，防止水源受到人为破坏和自然灾害的影响。

3. 确保注水过程安全在煤层注水过程中，要加强对注水过程的监控和管理，确保注水参数的稳定和控制。

当出现异常情况时，应及时采取措施，避免事故发生。

煤层注水设计范文

煤层注水设计范文一、引言煤层注水技术是指在煤矿开采中，在煤层进行注水，通过加压使水进入煤层裂隙，形成压裂，从而增加煤层的渗透性和产能。

本文以煤矿煤层注水设计为背景，综合考虑地质、水文地质、注水井布设等因素，进行煤层注水设计。

二、设计目标1.提高煤层渗透性：通过注水压裂，增加煤层裂隙，提高煤层渗透性，增加煤层的产能。

2.保证注水效果：确保注水井布设合理，注水井与煤层的连通性良好，确保注水效果。

3.经济合理：根据该煤矿的资源储量和生产能力，综合考虑注水投资和效益，设计经济合理的注水方案。

三、地质资料分析根据地质勘探报告，该煤矿煤层为均匀、等厚的煤层，煤层裂隙发育程度较好。

煤层下覆为致密的页岩，煤层上覆为泥岩和砂岩。

煤层厚度为5米，煤层倾角为10°，倾向角为30°。

煤层的顶板和底板稳定，没有明显的重大断层和破碎带。

四、水文地质分析五、注水井布设1.选址原则：在煤层矿井附近选择注水井址，距离煤矿井口500米以内，注水井布设的原则是保证注水井与煤层的连通性。

2.注水井孔数：根据煤层渗透率和煤层裂隙度，设计每个注水井的注水孔数为30个。

3.注水井间距：根据煤层的规模和煤层裂隙度，设计注水井的间距为250米。

4.注水井深度：根据煤层的厚度和煤层底板稳定条件，设计注水井的深度为300米。

六、注水参数设计1.注水压力：根据煤层的藏水性质和煤层渗透率，设计注水压力为2.5MPa。

2.注水量：根据煤矿的生产能力和资源储量，设计每个注水井的注水量为10m3/h。

3.注水时间：根据煤层的渗透性和煤层裂隙度，设计注水时间为24小时。

4.注水周期：根据煤层的渗透性和煤层裂隙度，设计注水周期为每隔3个月进行一次注水。

七、经济评价根据煤矿的产能和投资成本，经济评价结果表明，注水设计方案是经济可行的。

注水设施的投资成本较低，注水后增加的煤层产能将带来较高的经济效益。

八、总结本文基于煤矿煤层注水设计为背景，综合考虑地质、水文地质、注水井布设等因素，制定了煤层注水设计方案。

煤层注水措施

煤层注水措施一、四邻关系东为实煤体，南为50102工作面回风顺槽，西为501采区上山，北为矿界保护煤柱，邻近巷道对本工作面掘进无影响。

二、顶板情况工作面顶板为泥岩，厚度约 5.50m，抗压强度49.60MPa～52.4MPa，平均为51.30MPa，抗拉强度 1.70MPa～1.80MPa，平均为1.70 MPa，属坚硬岩石三、底板情况底板泥岩为主抗压强度23.20MPa～29.60MPa，平均为25.90MPa，抗拉强度0.80MPa～0.90MPa，平均为0.80MPa。

井田南部扩区部分顶板以泥岩为主，底板大多属中硬岩石。

四、地质构造情况该工作面为一单斜构造，地层走向90°，倾向180°，倾角6°-—10°，平均倾角7°最高点位于工作面的回风顺槽，煤层底板标高1516m，最低点位于工作面运输顺槽，煤层底板标高为1483m，相对高差33m。

五、水文地质井田内奥灰岩溶水位标高为+1287.78m，本工作面开采标高+1483m，远大于1287.78 m，奥灰水对本工作面的开采无影响。

工作面北部与西部有古空区，经过地面物探基本圈定古空区范围，按《煤矿安全规程》规定留设防水保安煤柱。

六、巷道断面及支护形式回风顺槽断面形状为矩形，断面规格4.5m*3.0m。

运输顺槽断面形状为矩形，断面规格4.0m*3.0m。

切眼断面断面形状为矩形，断面规格7.0m*3.0m。

七、顶板支护巷道顶部采用锚网支护，锚杆为Ф20*2200mm的高强锚杆，每根高强锚杆使用1卷MSK2335型（里侧）和1卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力120KN,使用LDZ-200型锚杆拉力计（额定压力60Mpa,额定张拉力210KN）测试时，压力表读数达到35 Mpa，扭矩不小于200N 不小于。

锚杆间排距为800*800mm，锚杆托盘为100*100*8mm的铁托盘。

钢带选用3.6m长的BHW-220-2.75型钢带，钢带排距为800mm，配120*240*8mm的W托盘，网为1*2m的平焊网，平焊网搭接长度不小于100mm，用双股14#铁丝绑扎，绑扎间距不大于300mm，平焊网必须铺设到巷道两边，竖直向下露头不小于100mm，与两帮双抗网连接，不得漏顶。

综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施

在选பைடு நூலகம்注水设备时，应优先选择具有自动控制和监测功能的设备，以便更好地控制注水过程和保证注水效果。
03
综采工作面煤层注水方案设计
注水孔布置方案设计
01
02
03
确定注水孔位置
根据煤层赋存条件、工作面长度和采高，确定注水孔在煤壁上的位置和间距。
选择注水孔角度
根据煤层倾角和注水要求，选择合适的注水孔角度，确保注水能够充分湿润煤体。
使用钻机施工前，应先将钻机固定，保证钻机稳定，防止钻机滑动或倾倒导致事故。
操作规范
施工人员需经过专业培训，熟悉钻机操作规程，严禁违章操作。
预防机械伤害
施工过程中，应时刻注意防止钻机及其它机械设备对人身的伤害。
注水过程安全监控措施
压力监控
时间监控
实时监测注水压力，防止压力过大导致煤层破坏或设备损坏。
01
通过注水湿润煤体，减少开采过程中的煤尘飞扬，改善作业环
境。
预防煤与瓦斯突出
02
注水可以降低煤层中的瓦斯压力，减少煤与瓦斯突出的风险。
提高煤炭开采效率
03
湿润煤体后，可以降低开采难度，提高煤炭开采效率。
国内外研究现状
国内研究现状
我国在综采工作面煤层注水方面进行了大量研究和实践，取得了一定的成果。
强度变化。
钻屑法
在工作面钻取一定数量的钻屑，测定其粒度和强度，判断煤体强
度变化。
声波速度法
通过测量注水前后煤体的声波速度，判断煤体强度变化。
瓦斯涌出量变化评价方法
瓦斯监测系统
通过安装瓦斯监测系统，实时监测工作面的瓦斯浓度和涌出量。
瓦斯解吸法
通过测量注水前后煤样的瓦斯解吸量，判断瓦斯涌出量变化。

煤层注水措施

煤层注水措施引言煤层注水是一种常见的采矿技术，用于增加煤层中的水分含量，以提高煤矿生产效率和安全性。

本文将介绍煤层注水的定义、作用、主要方法和实施步骤。

定义煤层注水是指在煤矿开采过程中，通过将水注入煤层中，增加煤层含水量的一种技术手段。

通过注水，可以改变煤层的物理和力学性质，从而提高采煤效率和安全性。

作用煤层注水主要有以下几个作用：1.增加煤层的含水量：注水可以改变煤层中的水分含量，使得煤层变得湿润。

湿润的煤层在开采过程中，煤与岩石的粘附力减小，有利于提高采煤效率，并减少煤尘生成。

2.降低煤尘爆炸的风险：煤矿中煤尘爆炸是一种严重的事故风险。

煤层注水可以有效地控制煤尘的扬尘情况，从而减少煤尘爆炸的风险。

3.改善煤与岩石的接触性能：煤层注水可以改善煤与岩石的接触性能，增加煤与岩石之间的黏附力，降低采煤过程中的岩石突出和顶板下沉的风险。

注水方法煤层注水的方法主要有以下几种：1.井下注水：在井下利用泵将水注入煤层中。

这种方法适用于已经开采的煤矿井巷和工作面。

注水要注意水量的控制，避免煤层过度湿润导致采煤效率下降。

2.井上注水：在井口或地面设备上将水注入煤层中。

这种方法适用于煤矿井巷和工作面未开采或正在采煤的情况。

注水要注意水的供应和输送管道的布置。

3.钻孔注水：在煤层内进行钻孔，通过钻孔将水注入煤层中。

这种方法适用于煤矿井巷和工作面未开采或正在采煤的情况。

钻孔注水要注意钻孔的位置和数量，以及水的注入速度和注水压力。

实施步骤煤层注水的实施步骤主要包括以下几个阶段：1.方案设计：根据煤层的特点和开采情况，制定煤层注水的方案。

方案设计要考虑注水的方法、水量、水质和注水时机等因素。

2.设备准备：根据方案设计的要求，准备好相应的注水设备和工具。

包括水泵、管道、阀门、钻孔机等。

3.开展注水作业：根据方案设计和设备准备，开始进行注水作业。

根据注水方法的不同，采取相应的操作措施。

4.监控和维护：在注水过程中，要进行监控和维护工作。

煤层注水措施

煤层注水措施一、注水设计1、煤层注水方式：采用双向钻孔注水2、每10米打一个钻孔，深根据工作面宽度决定深度。

3、钻孔角度：钻孔角度应与煤层倾角保持一致，使钻孔始终保持在煤层内；钻孔开口位置应靠近煤层上部。

4、采用3寸软管连接防尘水注水，用水泥封孔。

二、钻机的安装及操作（一）钻机的安装1、钻场必须具备良好的通风设备，防止有害气体的聚集。

2、确定探放水孔的位置时，应由负责探水人员亲临现场，共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目以及钻进深度。

3、钻场有滴水或淋水现象，钻孔有冲洗液循环系统，钻进过程也会发生突然涌水。

因此，要开挖好排水沟和集水池，要有防排水设施。

4、电气设备必须密封防爆，要防止损坏漏电；管材工具要涂油防锈。

5、斜钻施工时须在操作台前设置挡板，以防钻孔涌水喷砂或掉块伤人。

6、井下作业环境条件较差，特别要注意安全，钻场必须打好支护，确保人身安全。

7、井下钻探设备检修比较困难，要求安装时要注意设备完好率。

开钻后以钻探为主，检修工作尽量安排在地面进行。

8、钻机必须固定牢靠，严防发生倒钻、甩钻。

（二）钻机的操作：1、开钻前要检查钻机是否安装平稳牢靠，各种紧固件有无松动情况；检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应及时补充；检查抱闸的松紧程度是否合适。

2、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的是否均匀，以免齿瓦螺丝与给进油缸相碰。

3、在运转过程中有不正常响声、振动、发热及漏油情况，应立即停机检查。

4、接替钻杆时，要等钻机停稳后再松开钻杆。

松开钻杆时，要用管钳卡紧前面的钻杆后再松，以防将里面的钻杆松脱。

5、钻机要由专人操作，其他闲杂人等不得随意操作，以免错过所遇到的地质情况。

6、打钻时，要随时记录所遇到的各种地质情况及进尺，记录要做到实事求是，不得弄虚作假，虚报进尺。

7、在钻进过程中，遇到不能处理的重大问题时，要立即停钻，及时向上级汇报，共同商定措施处理。

8、所有罩子和防尘盖要经常保持完整，不得随意取消。

9、钻具在搬运时要小心，不能随意碰撞，尤其是钻杆的螺口，更不能碰撞，否则钻杆就不会接不上。

煤层注水

第二节煤层注水一、煤层注水设计煤层注水湿润煤体是采煤工作面防尘的有效措施。

长钻孔煤层注水已被广泛采用，其降尘效果与煤层的裂隙和孔隙的发育程度、注水参数等因素有关，一般降尘率可达到50～85%以上。

为消除煤层的煤尘飞扬，设计采用5D-2/150型水泵加压,用TXU-75探水钻打孔向煤层注水。

注水方式的选择：根据该井煤粒较细，遇水后粘性大的特点，使煤层预注水后既不使外在水份太大，以减少运输过程中的困难，又要使煤层得到充分的润湿，达到降低煤尘产生的目的，设计中拟用深孔注水方式进行煤层预注水。

1、单孔注水量Q：Q=B·L·M·r(W1-W2)K=15×90×0.69×1.45（4%-0.88%）×1.5=63.2t式中：Q--单孔注水量，m3；B-孔间距，设计暂取15m；L--工作面长度,90m；M--煤层厚度，0.69mr--煤的容重，r=1.45t/m3W1--注水后要求达到的水份，一般取4%W2--煤层原有水份，0.88%K-注水不均衡系数，一般取1.5～2.0,设计取K=1.5；2、日注水量Q H =K1G(W1-W2)=1.5×273×（4%-0.88%）=12.8 m3/tQH—矿井日注水量，m3/tK1--注水系数，一般取1.5～2.0,设计取K=1.5；G—矿井计划注水采掘工作面日产量，t/d；G—矿井计划注水采掘工作面日产量，t/d；W 1、W2同上。

根据煤体充分润湿并达到控制增加水份所需要的时间和回采工作面推进速度，生产单位可调整孔注水量或多孔同时注水。

注水压力：注水时间与注水速度和注水压力有关，在注水过程中应根据邻近注水孔不跑水进行调压，本设计采用的注水设备为TXU-75钻孔机，配5D-2/150型水泵进行注水。

注水时间以保证煤体充分湿润，但不至使煤粘结为准，生产中可根据多次经验确定。

在生产过程中，生产单位应组成专职队伍，并加强领导，使预注水工作得到顺利进行和完善，从而真正起到降尘的目的。

煤层注水措施

煤层注水措施煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施，通过煤层注水一般除尘率可达60%～80%，煤层注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上，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，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施，特此在5101工作面回风顺槽进行采前预注水。

一、注水参数：1、钻孔直径：钻孔选用MYZ—200型液压钻机，钻孔深度可达200m，钻孔直径65mm。

2、钻孔长度：根据煤层节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定单向钻孔长度为160m。

3、钻孔间距：钻孔间距根据煤层的湿润半径计算，孔深时孔距大，孔浅时孔距小。

合理的钻孔间距一般通过实践来确定，根据经验一般按10～20m考虑，设计确定为20m。

4、钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内。

生产中根据煤层节理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使节理面尽量与钻孔垂直。

5、封孔深度：封孔深度一般通过试验和生产实践确定，为2.5～10m，暂按10m考虑。

6、封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用灌注水泥砂浆封孔方式。

二、注水系统：注水系统分为静压注水系统和动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，选用动压注水系统，注水泵型号为2BZ —40/12。

煤体注水后，煤体水分应达到4%左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速水分测定仪进行测试。

三、注水压力：根据可采煤层硬度比较大的特点，注水采用中压注水，注水压力暂按10MPa考虑。

生产中应根据煤层的透水性情况，由注水泵站调整煤层注水压力。

四、单孔注水量(1)单向钻孔注水时孔长的计算L=L1－M式中:L——钻孔长度，m；L1——工作面长度，m；M——与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。

煤层注水技术标准

煤层注水技术标准1每个需要注水的采煤工作面要根据工作面的设计编制煤层注水设计。

2煤层注水的适用条件。

采煤工作面逢采必注，不注不采(分层开采的煤层，第一分层必须注水，其它分层实行随采随洒浆的，可以不注水)，特殊情况（煤层原始水分达到或超过4%的）经公司批准后可以不注水。

3煤层注水的工艺和参数3.1注水方式:静压或动压两道双向钻孔布置方式（钻孔深度达到工作面长度三分之二可以采用单向钻孔布置方式）。

3.2钻孔3.2.1钻孔布置：从回采工作面的材料道和溜子道，沿煤层倾斜方向打下向孔或上向孔进入煤体。

当煤的节理很发育时，为使钻孔与节理面斜交或垂直，采取伪倾斜布置方式进行煤层注水，煤层注水要安装压力表和流量表。

3.2.2钻孔参数：3.2.2.1钻孔直径:钻杆直径有四种：直径32mm、直径33mm、直径35mm、直径42mm。

选用钻头时，应使钻头尺寸比钻杆直径大7mm以上。

3.2.2.2钻孔长度:工作面采用双向或单向布置钻孔的注水方式，钻孔总长度不得低于工作面长度的三分之二（遇特殊地质条件的除外）。

3.2.2.3钻孔间距:合理的钻孔间距等于钻孔的湿润直径，公司通过注水试验，确定钻孔间距为20米左右。

3.2.2.4钻孔倾角:确定钻孔倾角的基本原则是使钻孔始终保持在煤层之中且终孔要保持在整个煤层的中上部。

钻孔倾角按下式计算：γ=α±θ式中γ—钻孔倾角α—煤层倾角θ—钻孔最大下沉角θ=arctgh/Lh—钻杆下沉距离(m) L—钻孔长度h／L－－钻杆下沉，一般为0.3—0.5%倾角大的硬煤层及刚度大而每米重量小的钻杆，下沉较低，反之则高。

打上向孔时取“+”；打下向孔时取“-”。

3.2.3钻孔施工钻孔施工时根据钻机和现场实际情况确定开孔位置，要尽量选在巷帮的中上部。

3.3封孔封孔使用封孔器，封孔器与水管连接处距钻孔外口要在2米以上，保证钻孔周围煤壁不漏水。

3.4注水采用静压或动压注水系统，用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来。

MT501-1996长钻孔煤层注水方法

长钻孔煤层注水方法MT 501—1996中华人民共和国煤炭工业部1996—03—13批准1996—08—01实施1 主题内容与适用范围本标准规定了长钻孔煤层注水的工艺、设备及参数。

本标准适用于煤矿井下长壁采煤工作面长钻孔煤层注水。

2 术语2.1 长钻孔煤层注水在长壁采煤工作面进回风巷或者只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔，且通过钻孔并利用水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。

2.2 静压注水通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。

2.3 动压注水通过钻孔并利用注水泵提供的动压力将水注入煤层中。

3 钻孔3.1 设备及器材a. 钻机：符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；钻孔深度大于50m；开孔直径45～90mm；钻孔倾角±90°。

b. 钻杆：直径为34～42mm的钻杆或直径在50～85mm的螺旋叶片钻杆。

c. 钻头：适应岩性f>4。

d. 地质罗盘仪：磁针转动前后所指示之读数误差不大于0.5°，测角器的读数误差不大于0.5°。

e. 辅助排粉设备：符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；工作压力不小于2.0MPa；流量不小于75L／min。

3.2 布置方式及参数3.2.1 布置方式分为单向、双向及扇形三种钻孔布置方式，如图1所示。

图1 钻孔布置方式1—钻孔；2—进风巷；3—回风巷；4—下部孔；5—上部孔3.2.2 参数3.2.2.1 钻孔间距应为10～25m 。

当采用扇形钻孔布置方式时，上部孔与下部孔间距应为1～3m 。

3.2.2.2 钻孔倾角a. 单向及双向钻孔倾角按式(1)确定：gl harcsin=α…………………………………………(1) 式中：α——钻孔倾角，(°)；h ——钻孔位置进回风巷对应点的高差，m ； lg ——钻孔位置对应工作面长度，m 。

b. 扇形钻孔倾角下部孔按式(1)确定，上部孔按式(2)确定；gm l M arctga )2(2-±=α………………………………………(2) 式中：m ——扇形钻孔上部孔倾角，(°) M ——煤层厚度，m ；土——上向孔取“+”，下向孔取“-”。

煤层注水参数的数量化理论正交设计优化法

煤层注水参数的数量化理论正交设计优化法随着经济发展，能源资源的日益紧张，国家将加大开采活动和投资，以提高经济效益，减少环境污染。

煤层注水作为一种重要的采煤技术，有助于改善采煤工作条件，稳定煤层开采进程，减少煤层压力，降低瓦斯涌出，提高非煤层产量，并明显减少排放煤矿有害物质，从而取得较高的采煤效率和安全稳定的生产环境。

煤层注水的实施费用高、投入经济效益低，其成效的客观性根据注水工程的质量、结构、投入产出比等因素而有变化。

因此，煤层注水参数的优化设计将直接影响由煤层注水带来的经济效益，是煤层注水项目投入经济效益最重要因素之一。

正交设计站点是以各变量和每种情况下该技术响应变量全部被测试完毕和涵盖调查范围为前提，结合经济、技术要求设计和安排一定穷举次数的测试组合，以获得最优的参数优化结果为目标，从而将难以确定性测试执行至有限的情况综合考虑进行测试，是一种数量化优化理论。

正交设计的理论基础主要是实验组合设计和数理最优化的结合，是一种严格实践的方法，既可用于复杂的工程专业问题，也可以说是给定一组变量，把它们组合起来试验，并优化成最优的结果的方法。

该方法具有优点：①便于重复试验；②综合考虑上下文信息及把握关系，更容易得出最优解；③有效利用和管理不确定性因素，降低了现场复杂性和损耗；④迅速控制参数组合，节省了经费，简化了操作步骤；⑤可以有效建立系统的模型，反映真实的实际运行规律；⑥仅需少量的试验数据即可得出有效的参数优化。

既然煤层注水参数的数量化理论正交设计优化法在煤层注水工程优化设计方面具有优越性，那么，今后，各煤矿要积极探索开发，提高煤层注水工程投资效益应利用此法，使设计更加客观、节省费用，提高煤层注水质量，保护和改善煤矿环境，减少能源的消耗。

煤层注水

一：为降低煤层硬度，工作面顶板压力和瓦斯涌出量，减少回采工作面煤尘，设计对开采煤层进行采前预注水。

设计开采15#煤层，煤层倾角8°左右，本煤层位于太原组下段，距K1砂岩 6.72m，上距K2灰岩17.02m。

本井田煤层厚度为4.20~6.20m，平均4.97m，含0—4层夹矸，结构较简单，夹矸结构为泥岩，厚度在0.01—0.07m.顶板为深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，水平层理，含植物化石，底板为黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、钻质泥岩，为全井田稳定的可开采煤层。

根据地质条件，煤层储存情况、工作面生产能力、开采技术条件以及通风安全、矿井生产能力、回采率等因素，15#煤层采煤方法选用长壁综采放顶煤法，全部跨落管理顶板。

二：煤层注水方式工作面位于一采区15#煤层。

该区煤层赋存稳定、结构简单，煤层平均厚度5.0m。

煤层倾角平均8°，属高粘煤。

容重1. 4t/m³，地质构造简单，水文地质条件较为简单，最大涌水量为0.3m³/min ,正常涌水量0.2m³/min ,低洼处可能有积水。

煤层原始含水份为 4.46 %。

该煤层无爆炸危险性，无自燃发火倾向。

15103工作面走向长度1006m.，倾斜长度196m，煤层平均厚度为 5.0m，根据该工作面产量高，配风量大。

根据《煤矿安全规程》要求，综采工作面逢采必注，对该工作面进行超前煤体注水，使煤体得到预先湿润，降低煤体产生煤尘的能力。

从根本上消除尘源。

依据该工作面倾斜长度长，对煤层的透水性强，孔隙率等因素分析研究，又鉴于短钻孔注水方式，具有对地质条件及围岩分析性质适应性强的优点，决定在该工作面采取双向多孔注水方式进行煤体注水。

在工作面两巷平行于工作面垂直于巷道煤壁打钻孔。

钻具使用KHYD45(50)型矿用隔爆电动岩石电钻，每根钻杆长度1.5m，孔径49mm。

每孔设计深度为84m 。

三：孔主要技术参数1、钻孔布置从15103工作面两巷采用沿着煤层倾角平行于工作面打钻孔，第一钻孔距工作面95m，开口位置位于采高中上部距顶板1.67m处。