工作面煤层注水设计及安全技术措施

山东*****开发有限公司****煤矿13***工作面煤层注水

安全技术措施

工作面名称：13**工作面

编制人：

区队长：

施工单位：通防工区

编制日期：2009年10月16日

执行日期：2009年10月25日

审批意见

学习和传达记录

负责人：传达人：班次：

一、工作面基本情况

13**面为**煤矿首采区的首采工作面，地质结构较简单，为一单斜构造。顶板多为粉砂岩、细砂岩，个别点为中砂岩、粗砂岩；底板多为泥质砂岩。工作面煤层赋存稳定，结构简单。开采范围内平均厚度2.2m, 局部含伪顶为炭质泥岩，厚度0～1.5m,直接顶为中细砂岩，厚18.07m，下距三灰约68.59m。地层为单斜构造，煤层较简单，走向0～25°,倾向90～115°,正常地段倾角9～18°,平均13.5°，走向长540m，倾向长200m，工作面局部煤层略有起伏；煤层含水率1.35%，孔隙率1.49%；为降低生产过程中产生的粉尘浓度，根据《煤矿安全规程规定》对该工作面进行煤层注水，有关施工人员必须严格执行。

二、注水设计

1、钻孔设计：

①、钻孔布置：钻孔采用双向布置，胶带顺槽自切眼以外10m处，开始布置第一个钻孔，向外每隔20m布置一个，布置17个钻孔，轨道顺槽自切眼以外20m处，开始布置第一个钻孔，向外每隔20m布置一个，布置201个钻孔，全面共布置37个钻孔。

②、钻孔设计：开孔位置视煤层裸露情况，以布置在底板以上1000～1500mm为宜，倾角沿煤层倾向，钻孔深度：85m，轨道顺槽钻孔直径65mm，胶带顺槽钻孔直径45mm，孔高为距底板1.2m，考虑到巷道的起伏，掌握孔高为煤层的一半，平行顶板钻孔，钻孔的角度与煤层倾角一致，钻孔的方位角垂直于煤壁，超前工作面50～100m注水，注水压力为10～15MPa。

2、注水设计：

①、注水方法：采用动压注水。

②、注水量：单孔注水量：Ｑ单＝Kx×L×B×M×W×q

其中：Kx－－钻孔前方煤体受湿润系数,取1.2;

L－－钻孔长度，m；

B－－钻孔间距，m；

M－－开采厚度，m；

W－－煤的容重，取1.36t/m3；

q－－吨煤注水量，取0.075 m3/t

Ｑ单＝1.2×85×20×2.2×1.36×0.075＝458(m3)

Ｑ总=Ｑ单×孔数=458×37=16946(m3)

3、注水方式：

考虑钻机的施工空间问题，轨道顺槽采用ZLJ-250型煤矿用坑道钻机

钻孔，胶带顺槽采用ZQSJ-90/2.4 A型架柱支撑手持式气动钻机钻孔。采用MZQ-2/15型煤层专用注水器对工作面进行增压式注水。

4、钻孔施工：

㈠、轨道顺槽钻孔施工

1）、钻机采用ZLJ-250型矿用坑道钻机,钻杆采用Φ42mm的中空

钻杆，钻头直径为Φ65mm。

2）、施工钻孔前对钻机等所需要润滑的部位要上足润滑油，机器运转时，根据实际情况要随时加油，防止损坏钻机。

3）、钻机安装

①首先应进行各部件的安装，然后在工作场地进行整机安装。

②应利用机架前后端的丝杆来承受钻进时的轴向推力。在前后部分，根据需要垫上垫块，丝杆顶紧后，拧紧锁紧螺母。

③卸掉连接座上的小轴；装上动力头；插上小轴，使动力头与连接座连接，并装上定位螺钉；用活节螺钉之螺帽紧住动力头。

④操纵台应设置在操作者能监视钻机各部位运转，看清楚操纵钻机，上下钻杆的合适位置。

⑤接通所有油管。

⑥接电源时，必须保证液压泵的旋转方向与泵壳所示箭头方向一致。

⑦检查各部位装配完整性；油箱及变速箱加油要适量。

㈡、胶带顺槽钻孔施工

1）、钻机采用ZQSJ-90/2.4 A型架柱支撑手持式气动钻机，钻杆采用Φ42mm 螺旋钻杆，钻头直径为Φ45mm。

2）、施工钻孔前应首先接好风管，将油雾器内加注满机油，手握右控气阀手柄，使马达运转两分钟，然后手握左控气阀手柄，使马达运转两分钟，将消音器内废气及油珠排出。

3）、钻机操作要求：

①风水管路应确保清洁，无漏风现象。管路连接牢靠，连接处应用U型卡销死，不得使用铁丝等其他物料代替。

②油雾器中加足够的润滑油，当无油雾喷出时，不准开钻。

③钻机钻进过程中严禁用手触摸旋转的钻杆。

④钻机钻进时，应有至少三人共同操作完成钻孔，一人控制进气手柄，两人负责由两侧平衡给力，保证钻进过程中，钻机与钻杆保持相对平衡，钻机与钻杆不得相对倾斜。

5、封孔施工：

㈠、封孔轨道顺槽采用Φ65mm的专用膨胀管封孔器，胶带顺槽采用Φ45mm 的专用膨胀管封孔器进行封孔，封孔器长度为1.6m，最大承载压力为20MPa。封孔器的原理是：封孔器高压直通与注水泵压力水管连通，当注水泵开启后，压力水管压力大于1MPa时，膨胀管就迅速膨胀（直径增大长度变小）。利用橡胶材料的较大磨擦系数所产生的磨擦阻力，将膨胀体的外径紧固在煤层孔壁上，达到有效的封孔目的。

㈡、煤层注水封孔器安全使用事项：

①使用封孔器，要检查各部位连接是否牢固。

②封孔器是否灵敏可靠，卸载阀压力若不适合时，可适当调大。

③同一钻孔内，不能用不同规格的膨胀管。

④完成一个孔注水后，必须卸压再取出封孔器。

⑤仓库存放六个月以上的膨胀管，再用时，要重新测压，合格再用。

⑥封孔器胶管接头的连接必须严密，不得有渗漏，否则将造成封孔不严或退孔现象。如有封堵不严密而引起孔口漏水的现象，有下列三种原因及处理方法：提高水压，增加流量;钻孔内封孔段有沟槽而渗漏，可调换封孔位置，以改善密封状况;封孔段存在有较多的碎煤，而造成渗漏，可用冲洗孔壁解决。

6、注水施工：

1、采用MZQ-2/15型煤层注水器进行注水。

2、注水器运至施工地点，应首先检查煤层注水器的动力耐震压力表、流量计是否完好，动力底座上柱塞泵是否有跑、冒、滴、漏的现象。并对注水泵曲轴箱进行注油润滑。

3、参照安装图纸将煤层注水泵和水箱相应的接头用橡胶管一一对应连接牢靠。开启供水阀门，向水箱内加满水。

4、将膨胀管、注液枪及煤层注水泵的压力水管连接牢靠，将膨胀管放入已钻好的注水孔内，膨胀管进入钻孔内的深度应在1m以上。

5、开启煤层注水泵，打开排气阀门，将煤层注水泵中的空气排净后，关闭排气阀门；开启注液枪，使膨胀管膨胀，并开始注水。

6、注水时，应缓慢开启注水枪，使注水压力由小到大，逐步增大。当开启压力为10MPa注水一段时间压力表上升到15MPa左右时，把注液枪手把放松，但不能将手把推到前面的卸压位置，等30秒钟到2分钟左右，等孔内压力下降一部分再进行注水，反复多次，至煤壁挂汗为宜。

⑦注水完毕后，将注液枪下部手把向外推，卸压取出膨胀管，进行下一个孔的注水施工。