煤层注水措施
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基本参数
工作压力
排量
柱塞额定往复次数
柱塞直径
柱塞行程
吸水管内径
排水管内径
容积效率
总效率
三角皮带轮速比
电机型号
电机额定功率
电机额定转速
电机额定电压
外形尺寸（L*B*h）
重量单位
Mpa
L/min
次/min
mm
mm
mm
mm %%
Kw
r/min
V
mm
kg数值
1.5
50190（单柱塞）
6050
31.5
25>90>751:5YBK2—112M--6
B—xx间距20m;
L-工作面xx，5号煤层180m;
M-煤层厚度，5号煤层10.3m;
y-煤容重，5号煤层1.43t/m3；W1—注水后要求达到的水分取4%；W2—煤层原有水分，5号煤层1.85%；
K—考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。
则：
Q5=20*180*10.3*1.43*（4%-1.85%）*1.5=1710m3
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》（2010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，投产采区为5号煤层的501采区，且5号煤层原有自然水分含量为1.49%--2.21%，平均含量为
1.85%，小于4%，本设计采煤工作面配备了煤层注水设备，对5号煤层进行采前预注水。
煤体注水后，煤体水分达到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。
注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定
（1）注水压力
煤层注水采用动压注水。注水参数考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素，由注水泵站调整煤层注水压力。
（2）单孔注水量
1、单向钻孔注水时孔长的计算
L=L
1、在靠近工作面20米范围内打注水孔，在距下端头10米以外至20米处布置5个注水孔.钻孔方向由上向下，
2、钻孔角度：
钻孔角度始终保持在煤层内。生产中根据煤层结理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使结理面尽量与钻孔垂直
（5）xxxx：
xxxx一般通过试验和生产实践确定，为
2.5—10m。设计暂按10m考虑，待矿井投产后再按实际需要进行调整。
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。
6、煤层注水水源
煤层注水水源取自井下消防洒水系统，从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，将水注入2辆移动储水箱内，每个储水箱容
积为3m3，由注水泵从移动储水箱吸入加压向煤层注水。
运输顺槽断面形状为矩形，断面规格4.0m*3.0m。
切眼断面形状为矩形，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35Mpa，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。
1-M
式中：Байду номын сангаас
L=钻孔长度，m；L1=工作面长度，180m；
M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。
则：
5号煤层L
50=L
1-M=180-20=160m
2、钻孔间距
钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，按经验去20m。
3、钻孔注水量按下列计算：
Q=BLMy（W
1-W
2）K
式中：
Q—一个钻孔注水量，m3；
易燃，发浓烟，较长火焰，微熔--易熔以及微膨，并具有弱结渣性。煤层宏观煤岩组分以亮煤为主；暗煤次之。各煤层显微煤岩特征：
有机组分以镜质组最高，惰质组次之，惰性组以丝质体为主，其次为半丝质体。
矿物以粘土矿物为主，另含少量黄铁矿及方解石等。、
5号煤层位于xx组下部，上距5
上号煤层间距为0—12.95m，平均为10.43m，在5
顶板除正常的锚网带支护外，沿巷道中心线布置一排单锚索，锚索间距为2400mm，单锚索托盘采用250*250*20mm钢板（于中心钻Ф20mm的孔），锚索规格为Ф18.9*8000mm，所有锚索使用长度均不低于7500mm。锚索孔深度7500mm，每根锚索用3卷MSK2335型（里侧）和2卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，顶紧力150KN，使用
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。
（2）注水方式选择
根据本工作面的地质条件，回采工作面煤层注水选用长钻孔动压注水方式，即在501运输顺槽超前工作面推进度1个月，垂直煤壁平行于工作面打长钻孔。
（3）注水参数的确定
钻孔直径：
钻机选用煤矿用泥浆泵为双缸、单作用柱塞泵，用于岩芯或煤层钻进中供给冲洗液用，冲洗液可为泥浆、清水或是井下的煤水。该泵与zl系列钻机配套使用。基本参数
上、5号煤层合并区，上距3号煤层间距为
41.21m—78.61m，平均为70.65m。在井田东南部，5号煤层分叉为5上和5号两个分层。煤层厚度为4.22m—18.60m，平均厚度为10.98m，含0-5层夹矸，夹矸厚0.20m—0.62m，结构简单—复杂，属全井田稳定可采的厚煤层。顶板为灰白色中、细粒砂岩和泥岩，底板为泥岩、炭质泥岩。
2、设计依据
井田内5号煤层的颜色为黑色—亮黑色，粉末略带微棕色，光泽多呈沥青—玻璃光泽或强玻璃光泽；断口参差状—平坦状，内生裂隙不发育—较发育，一般20—30条/（cm）2;外生裂隙不发育。煤的结构以条带状，且以宽条带状为主，5号煤硬度普氏系数为3.5，性脆易碎，质轻，参差状段口，镜煤（或亮煤）的简易燃烧试验：
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
2.-353-645
180钻孔xx：
根据煤层结理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定5号层单向钻孔长度为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，根据经验一般确定为5m。
（4）钻孔角度：
九、回风顺槽：
型手动锚索张拉机具（额定压力40Mpa，额定张拉力200KN）张拉至预紧力时，压力表读数达到30Mpa,截锚索用专用锚索截具，保证外漏
长度50mm-100mm。当顶板破碎时，可使用锚索梁加强支护，锚索梁沿巷道走向在巷道中心线两侧各700mm布置两排锚索梁，一梁三索，锚索梁成三花布置，锚索梁选用300m长的29U型钢索梁，锚索梁梁端距为1000mm，顶板完整时，锚索滞后工作面的最大距离为10m，顶板破碎时，锚索梁紧跟工作面迎头。
（6）xx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，设计选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB--‖型水泥砂浆封孔泵，流量0.5m3/h，压力为1.0Mpa。
注水系统的选择
注水系统为动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，注水泵型号为，注水泵排量为50
L/min。压力为1.5Mpa.
4、矿井日注水量
矿井日注水量按下列计算：
Q日=K
1G(W
1-W
2)
式中：
Q日—矿井日注水量m3
K1—注水系数，取1.5；
G—矿井计划注水回采工作面日产量，5号煤层为36t/d。
5号煤层：
Q日=1.5*36*（4%-1.85%）=117.3m3
5、注水流量（或注水速度）与注水时间
单孔注水流量按6m3/h考虑，注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤炭体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”参水，注水时间通常为7—10d。
八、帮部支护
该巷道帮部采用锚网支护，锚杆选用Ф18*2200mm高强锚杆，锚杆间排距为800*800mm，锚杆钜型布置，从顶板向下300mm开始起锚，每根锚杆使用1卷MSK2335(里侧)和1卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力100KN，使用LDZ-200型锚杆拉力计（额定压力60Mpa，额定张拉力120KN）测试时，压力表读数达到29Mpa。使用扭矩扳手测Ф18*2200mm型高强锚杆时，扭紧力矩读数不小于150N.M。从煤帮向外依次采用4*1.4m的双抗网、1*2m的平焊网、400*200*50mm木托盘（中心钻Ф22mm的孔）及150*150*8mm的铁托盘（中心钻Ф22mm的孔）支护。双抗网与双抗网之间、双抗网与顶板平焊网之间用尼龙绳接头处不允许连接，尼龙绳两边绳头必须打死结，且不得漏连。最下边Ф18*2200mm高强锚杆到底板的高度不超过400mm，当超过以上规定可滞后工作面不超过30m补打单眼Ф18*2200mm高强锚杆并配合双抗网、平焊网、木托盘和铁托盘支护。
煤层注水是减少采煤工作面粉尘产量的最根本、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。
工作压力
排量
柱塞额定往复次数
柱塞直径
柱塞行程
吸水管内径
排水管内径
容积效率
总效率
三角皮带轮速比
电机型号
电机额定功率
电机额定转速
电机额定电压
外形尺寸（L*B*h）
重量单位
Mpa
L/min
次/min
mm
mm
mm
mm %%
Kw
r/min
V
mm
kg数值
1.5
50190（单柱塞）
6050
31.5
25>90>751:5YBK2—112M--6
B—xx间距20m;
L-工作面xx，5号煤层180m;
M-煤层厚度，5号煤层10.3m;
y-煤容重，5号煤层1.43t/m3；W1—注水后要求达到的水分取4%；W2—煤层原有水分，5号煤层1.85%；
K—考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。
则：
Q5=20*180*10.3*1.43*（4%-1.85%）*1.5=1710m3
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》（2010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，投产采区为5号煤层的501采区，且5号煤层原有自然水分含量为1.49%--2.21%，平均含量为
1.85%，小于4%，本设计采煤工作面配备了煤层注水设备，对5号煤层进行采前预注水。
煤体注水后，煤体水分达到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。
注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定
（1）注水压力
煤层注水采用动压注水。注水参数考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素，由注水泵站调整煤层注水压力。
（2）单孔注水量
1、单向钻孔注水时孔长的计算
L=L
1、在靠近工作面20米范围内打注水孔，在距下端头10米以外至20米处布置5个注水孔.钻孔方向由上向下，
2、钻孔角度：
钻孔角度始终保持在煤层内。生产中根据煤层结理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使结理面尽量与钻孔垂直
（5）xxxx：
xxxx一般通过试验和生产实践确定，为
2.5—10m。设计暂按10m考虑，待矿井投产后再按实际需要进行调整。
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。
6、煤层注水水源
煤层注水水源取自井下消防洒水系统，从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，将水注入2辆移动储水箱内，每个储水箱容
积为3m3，由注水泵从移动储水箱吸入加压向煤层注水。
运输顺槽断面形状为矩形，断面规格4.0m*3.0m。
切眼断面形状为矩形，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35Mpa，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。
1-M
式中：Байду номын сангаас
L=钻孔长度，m；L1=工作面长度，180m；
M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。
则：
5号煤层L
50=L
1-M=180-20=160m
2、钻孔间距
钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，按经验去20m。
3、钻孔注水量按下列计算：
Q=BLMy（W
1-W
2）K
式中：
Q—一个钻孔注水量，m3；
易燃，发浓烟，较长火焰，微熔--易熔以及微膨，并具有弱结渣性。煤层宏观煤岩组分以亮煤为主；暗煤次之。各煤层显微煤岩特征：
有机组分以镜质组最高，惰质组次之，惰性组以丝质体为主，其次为半丝质体。
矿物以粘土矿物为主，另含少量黄铁矿及方解石等。、
5号煤层位于xx组下部，上距5
上号煤层间距为0—12.95m，平均为10.43m，在5
顶板除正常的锚网带支护外，沿巷道中心线布置一排单锚索，锚索间距为2400mm，单锚索托盘采用250*250*20mm钢板（于中心钻Ф20mm的孔），锚索规格为Ф18.9*8000mm，所有锚索使用长度均不低于7500mm。锚索孔深度7500mm，每根锚索用3卷MSK2335型（里侧）和2卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，顶紧力150KN，使用
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。
（2）注水方式选择
根据本工作面的地质条件，回采工作面煤层注水选用长钻孔动压注水方式，即在501运输顺槽超前工作面推进度1个月，垂直煤壁平行于工作面打长钻孔。
（3）注水参数的确定
钻孔直径：
钻机选用煤矿用泥浆泵为双缸、单作用柱塞泵，用于岩芯或煤层钻进中供给冲洗液用，冲洗液可为泥浆、清水或是井下的煤水。该泵与zl系列钻机配套使用。基本参数
上、5号煤层合并区，上距3号煤层间距为
41.21m—78.61m，平均为70.65m。在井田东南部，5号煤层分叉为5上和5号两个分层。煤层厚度为4.22m—18.60m，平均厚度为10.98m，含0-5层夹矸，夹矸厚0.20m—0.62m，结构简单—复杂，属全井田稳定可采的厚煤层。顶板为灰白色中、细粒砂岩和泥岩，底板为泥岩、炭质泥岩。
2、设计依据
井田内5号煤层的颜色为黑色—亮黑色，粉末略带微棕色，光泽多呈沥青—玻璃光泽或强玻璃光泽；断口参差状—平坦状，内生裂隙不发育—较发育，一般20—30条/（cm）2;外生裂隙不发育。煤的结构以条带状，且以宽条带状为主，5号煤硬度普氏系数为3.5，性脆易碎，质轻，参差状段口，镜煤（或亮煤）的简易燃烧试验：
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
2.-353-645
180钻孔xx：
根据煤层结理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定5号层单向钻孔长度为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，根据经验一般确定为5m。
（4）钻孔角度：
九、回风顺槽：
型手动锚索张拉机具（额定压力40Mpa，额定张拉力200KN）张拉至预紧力时，压力表读数达到30Mpa,截锚索用专用锚索截具，保证外漏
长度50mm-100mm。当顶板破碎时，可使用锚索梁加强支护，锚索梁沿巷道走向在巷道中心线两侧各700mm布置两排锚索梁，一梁三索，锚索梁成三花布置，锚索梁选用300m长的29U型钢索梁，锚索梁梁端距为1000mm，顶板完整时，锚索滞后工作面的最大距离为10m，顶板破碎时，锚索梁紧跟工作面迎头。
（6）xx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，设计选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB--‖型水泥砂浆封孔泵，流量0.5m3/h，压力为1.0Mpa。
注水系统的选择
注水系统为动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，注水泵型号为，注水泵排量为50
L/min。压力为1.5Mpa.
4、矿井日注水量
矿井日注水量按下列计算：
Q日=K
1G(W
1-W
2)
式中：
Q日—矿井日注水量m3
K1—注水系数，取1.5；
G—矿井计划注水回采工作面日产量，5号煤层为36t/d。
5号煤层：
Q日=1.5*36*（4%-1.85%）=117.3m3
5、注水流量（或注水速度）与注水时间
单孔注水流量按6m3/h考虑，注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤炭体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”参水，注水时间通常为7—10d。
八、帮部支护
该巷道帮部采用锚网支护，锚杆选用Ф18*2200mm高强锚杆，锚杆间排距为800*800mm，锚杆钜型布置，从顶板向下300mm开始起锚，每根锚杆使用1卷MSK2335(里侧)和1卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力100KN，使用LDZ-200型锚杆拉力计（额定压力60Mpa，额定张拉力120KN）测试时，压力表读数达到29Mpa。使用扭矩扳手测Ф18*2200mm型高强锚杆时，扭紧力矩读数不小于150N.M。从煤帮向外依次采用4*1.4m的双抗网、1*2m的平焊网、400*200*50mm木托盘（中心钻Ф22mm的孔）及150*150*8mm的铁托盘（中心钻Ф22mm的孔）支护。双抗网与双抗网之间、双抗网与顶板平焊网之间用尼龙绳接头处不允许连接，尼龙绳两边绳头必须打死结，且不得漏连。最下边Ф18*2200mm高强锚杆到底板的高度不超过400mm，当超过以上规定可滞后工作面不超过30m补打单眼Ф18*2200mm高强锚杆并配合双抗网、平焊网、木托盘和铁托盘支护。
煤层注水是减少采煤工作面粉尘产量的最根本、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。