工作面煤层注水设计

附件一：

815综采工作面煤层注水设计编制：

通风科：

通风副总：

总工程师：

二Ｏ一一年五月二十七日

815综采工作面煤层注水设计

一、设计概述

根据《煤矿安全规程》第154条的规定：采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。我们对815综采工作面进行煤层注水，以预先润湿煤体，减少在回采过程中的产尘量，特做设计如下：二、815综采工作面基本情况

3.2m

2.7三、注水钻孔参数确定

1、注水方式：采用静压长钻孔煤层预注水方式注水（即正常压力注水）。

2、钻孔布置：从回采工作面的材料道沿煤层倾斜方向打平行于工作面的下向孔，采用单向孔进行注水，实行随采随注。

3、钻孔参数确定：

①采用MK-4型钻机钻进施工，配Ф50mm外平钻杆，钻孔孔径为Ф60mm，采用BW－250型泥浆泵。

②钻孔间距：取经验值20 m；

③钻孔倾角

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／Ｌ

ｈ--钻杆下沉距离（ｍ）

Ｌ--钻孔长度（ｍ）

ｈ／Ｌ--钻杆下沉率，一般为0.3—5％，本设计取0.4％

γ＝α—θ＝13°-ａｒｃｔｇ0.4％＝21°-14' ＝19°46'

④根据通风管理部规定：煤层注水钻孔长度为工作面长度-20米。

④钻孔布置情况：

本次施工在815综采工作面的材料道，从815综采工作面开切眼位置向815综采工作面设计停采线位置，每20m设计施工钻孔一个，共设计钻孔25个，各个钻孔的具体情况见下表。

四、封孔

1、封孔深度：封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度，在地质构造（如断层带）附近，封孔深度应适当加长。

2、封孔方法：采用封孔器自动封孔。封孔器与水管连接处距钻孔外口应在2米以上，保证钻孔周围煤壁不漏水。五、煤层注水参数确定

１、注水系统

采用静压注水系统，用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来。实行多孔同时注水，单项同时注水钻孔数不少于3个，24小时不间断注水，单孔累计注水时间不少于1个月或直到煤帮在预定湿润范围内“出汗”为止。注水超前于回采的距离不小于月推进度，超前时间不少于1

个月。

２、注水参数

⑴注水压力：注纯水时以1.5--2.0MPa为宜；一般采用调节钻孔的注水量来控制注水压力，注水从低压逐渐升压直至压力稳定。

⑵注水流量：注水流量不宜过大，小流量注水对煤层湿润效果最好。只要时间允许，应采用小流量注水，注纯水时可取15--20L/min。

⑶比注水量：比注水量是指单孔长度的钻孔的注水体积。设计钻孔的比注水量按下式计算：3/m m ×γ×ΔW Ｑm＝K×Ｄｅ×m

式中：

K ─湿润校正系数，取K＝1.0

Ｄｅ─钻孔间距，取Ｄｅ＝20 m

m ─煤层总厚度，m＝5.71m

3＝1.37t/m─煤体密度，取γγ

3/t m＝1.8% 煤体平均水分增量，1--2％ΔW ΔW ─3/m

＝2.816m1.37×1.8%1.0×20×5.71×Ｑm＝⑷单孔累计注水时间：注水时间取决于比注水量、钻孔长度和注水渗量，按下式计算：

t＝(L×Ｑm)/(60×q)*1000 H

式中：

t ─单孔累计注水时间（小时）

L ─钻孔长度，L＝100 m

3/m

2.816mm＝Ｑm ─单孔设计比注水量，Ｑ

q─注水流量q＝20 l/min

t＝(100×2.816)/(60×20)×1000＝234.66H

在实际注水中，亦可把预定湿润范围内“出汗”现象作为煤体受到全面湿润的标志。“出汗”后即可结束注水。注水工作制度采用全天24小时不间断注水。

３、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行。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始注水时，超前工作面的距离可按下式计算：

Lm＝Lq＋(Ta＋t1×(t0＋t2)/(24×t0))×V m

式中：

Lm ─注水开始时超前工作面的距离m

Ta ─注水钻孔倒孔转换时间，天；取Ta＝0；

Lq ─工作面前方应力集中带宽度，取LＱ＝30 m

t0 ─每次纯注水时间，取t0＝24H

0H

＝t2注水间隙时间，取─t2

t1 ─单孔累计注水时间，取t1＝234.66H

V ─工作面正常的推进度，取V＝2.4m/d

Lm＝30＋(0＋234.66×(24＋0)/(24×24))×2.4＝54m

⑵超前时间：

T＝Lq/V＋(TA＋t1×(t0＋t2)/(24×t0))

＝Lm/V d

式中：

T ─注水的最小超前时间

Lm─注水开始时超前工作面的距离，

V ─工作面正常的推进度，取V＝2.4m/d

其它符号同前。

T＝Lm/V

＝54/2.4

＝23d

根据煤层注水技术标准（Q/.02.1.09.002-2008）：注水超前回采的距离不小于月推进度，超前时间不小于1个月。815综采工作面注水超前回采的距离暂定为60米，超前回采时间暂定为30天。注水过程取样分析，并根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。

六、煤层注水效果分析

１、注水前对该面取样分析，化验出原始水份。

２、注水后每月沿工作面（４点），上下顺槽（各２点）取样测其水份增加率，分析资料要保存完好。

３、煤层注水后的水份增加率应到1％以上。

４、按规定定期进行粉尘浓度测定。

七、其它管理制度

１、设定专人负责，定员三人，全天24小时不间断注水。

２、注水前应检查管路是否完好，仪表和开关能否正常工作，确认注水系统完好后，方可依次打开注水开关。

３、注水后要及时记录各种数据，分析注水结果，不断总结经验。

４、注水如发生异常情况，应立即停止注水，待查明原因，处理完毕后再进行正常注水工作。

八、打钻安全操作方法及安全注意事项

1、所有下井作业人员必须经过安全培训，且考试和考核合格后方能入井作业。

2、开工前对施工人员进行技术交底和措施贯彻，使每一个参与施工的人员都了解工程的技术要