煤层注水设计措施

煤层注水设计安全技术措施

一、工程概况：

根据矿井开拓，开采系统和巷道布置，矿井采用并列抽出式通风方法，采煤工作面采用U型负压通风；掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。每个采区都有独立的回风系统。随着矿井的生产和作业地点的变动，井下通风构筑物也随着生产的变动而安装和拆除，根据《煤矿安全规程》（2006）要求，井下巷道内在必要的位置设置了相应的通风设施，为了保证采掘工作面和用风量，在风流的线路中设置了风门，调节风窗、密闭等构筑物。为使通风设施能在生产中发挥安全有效的作用，煤矿生产煤矿生产主要是地下作业，不安全因素很多，受瓦斯、煤尘、水、火、顶板等自然灾害的直接威胁，另外，运输、提升、爆破等产生的煤尘也制约着煤矿生产的安全。编制“煤层注水专项措施”的目就是为了给煤矿井下创造一个良好的工作环境，根据煤层条件、井田开采计划安排，结合本矿实际情况：特此编制煤层

注水措施如下。

一、根据目前掌握的煤层自燃资料，本矿开采7#煤层自燃等级、属于不易自燃煤层。

秀华煤矿、煤巷掘进设计，沿断层边缘掘进，煤层赋存变化较大，煤尘无爆炸性危险。

二、注水目的：

1、通过煤体浅孔动压注水方式，充分湿润煤体，注水降尘，减少落煤产尘量，防止煤尘堆积，预防煤尘爆炸。

2、煤层进行浅孔动压注水后，深部煤体受压裂，瓦斯将会均匀释放，可有效预防瓦斯超限事故。

三、技术要求：

1、煤层注水的技术参数

钻孔湿润半径：2～4m，水压：8～10MPa；设计施工2个钻孔。注水孔布置：在巷道迎头并排布置注水孔，钻孔方位与巷道施工方位一致（注水孔具体位置见附图2）；钻孔采用手持式锚杆钻机（MQTS-50）配合φ42麻花钻杆（1.5m/节）进行施工；钻孔孔深：8m；钻孔孔径：Φ42mm。

2、过断层、顶板破碎、留煤顶施工时，不进行注水，以防片帮、漏顶。

3、注水流程（动压注水）

系统供水→注水泵→截止阀→封孔器→钻孔→注水→结束（注水时间一般20～30min或煤壁渗水为准）。

4、封孔

1）封孔长度：不小于2.0m；封孔要严，不能跑水。

2）封孔方法：采用FZM-20型封孔器进行封孔，封孔器外端应进入孔内500mm以上。

注水泵型号：7BZ-4.5/16；最大压力16Mpa，流量4.5m3/h。

3）注水时间：每孔注水时间一般20～30min或煤壁向外渗水为止。

每孔注水时间（t）按下式计算：

T=Q/V

式中t-注水时间V-注水流量：4～60L/min Q-注水量：120～180L

5、注水有效后，每循环进尺保留不少于2m的前探钻孔超前距。

6、两个注水钻孔施工完成后，同时进行注水。

四、安全技术措施：

1、打钻、注水期间，迎头必须悬挂便携仪。

2、注水前，永久支护距迎头最大空顶距不得超过200mm，迎头煤壁应及时挂上防片网，以防注水时冒顶、片帮伤人或造成瓦斯超限。

3、在迎头打注水孔前，应加强迎头顶板管理，首先严格执行敲帮问顶制度，找净顶、帮部活矸危岩，对于找不掉的，必须采用戴帽点柱和防片网进行加强支护；迎头高度控制在2.0～2.5m，浮货应摊平，后路要畅通。

4、打钻时，应安排专人位于安全地点观察顶板、煤壁情况，发现异常立即停止作业，撤出人员。

5、打钻人员，注意力集中，衣服裹在腰带里，袖口、毛巾扎好。

6、每循环进尺（每循环进尺6m）前，先施工一个

注水孔，若无异常情况，再施工另一个注水孔。

7、打钻人员要持钻有力，一是防止钻杆晃动过大，形成扁型孔，封空时不能封实；二是保证成孔质量，防止扩孔过大，封孔器不起作用。

8、封孔时，一人操作，一人负责开关水管及观察顶板和煤壁，若发现异常，应立即停止注水。

9、封孔器需全部塞入孔内，操作时，不要用力过猛，以免损坏封孔器，封孔器必须连接截止阀，只有封孔器卸压后，方能抽出，卸压时，卸压水口严禁对准人员。

10、①、注水前，操作人员应把封孔器送入钻孔，并把钻孔封闭密实，否则严禁注水。

②、迎头打两个液压单体点柱，单体初撑力为50KN，单体上端头用10＃铁丝固定在顶板钢筋网上，将注水管用10＃铁丝固定点柱上，以防封孔器窜出伤人。

③、如有瓦斯涌出时，必须及时停止注水，探查前方10m及左右两帮3～5m以内地质情况,在过地质构造带时，必须施工超前钻孔探查煤体深部瓦斯及水等情况。

④、若发生片帮、冒顶时，应立即停止注水。

⑤、注水泵距离迎头不得超过50m，注水泵压力表不得超过10MPa，实行双孔同时注水，流量应由小到大，逐渐增加，注水人员严禁正对注水孔，迎头20m范围内严禁有闲杂人员，严禁进行与注水无关的工作；注水人员应位于安全地点观察煤壁及注水孔周围的变化，若发现异常，立即停止注水。

⑥、高压胶管用10＃铁丝绑扎吊挂巷道帮部，距底板500mm，且高压胶管附近严禁有人，防止高压胶管脱落或爆裂而伤人。

⑦、必须检查各连接件连接是否牢靠，高压胶管与闸阀必须用正规U型卡子连接；注水时，时刻注意连接头处漏水情况，以免脱开伤人。

11、FZM-20型封孔器使用措施：

1）封孔器必须平直使用，严禁打折、重压。

2）使用时，调节好截止阀（开启压力应大于1MPa），高压直通连接压力水管路，放进相适应的钻孔，即可注水。管路上要有压力表监控，压力水严禁高于注水泵的工作压力10 MPa，作业完毕拆下压力水管路，待封孔器卸压，恢复原状，抽出封孔器整理备用。

3）封孔器必须全部放进钻孔里，放进钻孔500mm 以上，严禁露在孔外边。

4）如发现膨胀体不膨胀时，先检查压力水是否超过1MPa，再检查截止阀是否被杂物卡住而不起封闭作用，如有杂物，用水冲洗干净装上即可。顺序阀内的弹簧无方向，而阀锥芯尖是向膨胀体方向的，应避免拆下后装反。

5）注水时，操作人员不能正对钻孔，避免孔内压力高时，外部管路短时低压把封孔器挤出孔外而伤人。

6）调节顺序阀的弹簧压力大小，即可控制该阀的开启压力。例如：把顺序阀的开启压力调至2MPa,进水压力在≤2MPa时，该阀闭合，进水被堵截在膨胀腔内，膨胀体迅速胀大（直径增大，长度变小）。

12、注水设计由通风科负责，并现场指导注水工作，负责收集相关资料，进行分析和备案。

五、附图

附图1：煤层注水系统图