注水工艺

注水工艺、参数及设备

1、注水方式选择

设计采用长孔下向钻孔动压注水方式。

2、注水参数的确定

1、钻孔直径

孔径大小与煤的硬度、要求的注水量，封孔技术和钻具条件有关。煤硬，要求较大注水流量，封孔技术好，孔径可取较大，反之，宜取较小的钻孔直径。

设计采用MAZ-200型钻机打孔，孔径取50mm。

2、钻孔的长度：L=L工－M

式中：L——钻孔长度，m；

L工——工作面长度，11煤120m；

M——与煤层透水性和钻孔方向有关的系数，根据该矿煤层透水性，M取20m。

则孔长L10+11=100m。

3、钻孔间距

根据本地区煤层特点和钻孔注水实践经验，设计钻孔间距为20m。

4、钻孔角度

钻孔角度与煤层倾角保持一致，考虑到钻杆的下沉，开口位置可从回风顺槽顶部往下1/4巷道高度处开口。煤层有夹石时，应使钻孔穿透夹石，以使各自燃煤层均被湿润。

5、封孔深度

对封孔深度的影响因素有：注水压力、煤层、裂隙发育程度，沿巷道边缘煤体破坏带宽度、煤的硬度。对封孔深度有如下要求：

①、不从孔口及其附近煤壁返水、泄水、渗水；

②、在湿润半径未达到设计要求前不发生泄水、渗水现象；

③、操作方便，工艺简单。

封孔深度一般为2.5--10m，本设计取5m，在生产中可根据经验，随时调整封孔深度。

6、封孔方式

设计采用灌注水泥砂浆封孔，具体操作方法为：封孔段直径一般为75-100mm，先将注水管(略长于封孔段长度)插入孔内，并将封孔段底部用木楔或棉纱堵住，然后将1：3的水泥砂浆灌入钻孔，待砂浆凝固后，便可进行注水。

7、注水系统及注水参数

⑴、注水系统

矿井设有静压洒水管网，注水系统采用动压注水。

⑵、注水压力

煤层注水压力主要取决于煤的透水性，与此相关的煤层的埋藏深度，支承压力状态，煤的裂隙发育程度，煤的硬度和碳化程度等，对注水压力大小也有一定影响。

设计采用动压注水。

⑶、注水量计算

单个钻孔注水量：Q＝B·L·M·γ·(W1-W2)·K

式中：Q——一个钻孔注水量，m3；

B——孔间距，20m；

L——工作面长度，L10=120m，L11=120m；

M——煤层厚度，M 10=4.06 m ，M 11=1.93 m

γ——煤的容重，10号煤层为1.35t/m3，11号煤层为1.37t/m3；

W1——注水后要求达到的水分，取4％；

W 2——煤层原有水分，10号煤层为1.13％，11号煤层为1.21％

K ——考虑围岩吸收水分、水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。

经计算，9号煤层单孔注水量为242m 3，10号煤层单孔注水量为379m 3，11号煤层单孔注水量为266m 3。

⑷、注水时间：V Q

T

式中：T ———注水时间，h ；

Q ———钻孔注水量，m 3；

V ———注水流量，m 3/h ；V ＝2m 3/h ；

10号煤注水时间T ＝190h ，11号煤注水时间T ＝133h 。

经计算10、11号煤层注水时间13.4天，把湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”渗水作为煤体已全面湿润的标志，并以此作为控制注水时间的依据。