采煤工作面煤层注水设计

郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司21091采面工作面煤层注水防尘设计

及安全技术措施

通风科

2015年4月

11020采面工作面煤层注水防尘设计

及安全技术措施

一、工作面概况

地面位置: 11020工作面地表位于西南部一带，丘陵地貌冲沟发育。

井下位置: 11020工作面位于井田西部，南部为未采动区，西邻井田边界，北部为未采动区，东邻皮带上山，工作面标高+215m～224m。

工作面参数: 工作面走向长度280m,平均工作面长度50m,面积14000m2,平均煤厚2.5m，地质储量3.5万吨，可采储量3.15万吨。

服务年限：7个月。

二、工作面地质条件

1、煤层的赋存条件：根据上下副巷掘进期间地质情况，该面煤层基本稳定，局部有薄煤带存在，平均煤厚2.5m。

2、煤层的顶底板情况：

老顶：砂质泥岩，厚度为11.15m，深灰色,砂质,泥状结构,含植物化石和白云母片,中夹薄层细粒砂岩。

直接顶：砂质泥岩、泥岩或粉砂岩，厚度为2.94m，浅灰色,主要成分为石英、长石，含炭质小白云母片。

伪顶：伪顶不发育。

直接底：粉细粒砂岩，厚度为8.32m，深灰色，含丰富的植物化石，中夹薄层灰岩。局部见灰铁矿结核。

老底：灰岩，厚度为7.06m，深灰色，隐晶质结构，发育有方解石脉，含燧石块及个体较小的类化石。

三、工作面回采工艺及支护形式

1、回采工艺过程：

检修----手镐落煤----移架采煤----移刮板运输机----交接班

2、落煤：采用手镐落煤的方法。

3、装煤:采用人工装煤的方法。

4、运煤:工作面采用SGD320/22型刮板运输机运煤，运输巷采

用SGD320/22型刮板运输机结合SD—40型胶带运输机运煤。

5、工作面支护:支护形式:采用ZH1600/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架,每棚四柱,正常生产时,棚架中心距1000mm±20mm。

四、煤层注水钻孔设计

煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生最根本、最有效的措施。为

搞好我矿综合防尘工作，按规定对回采工作面进行煤层注水，特编制

煤层注水钻孔设计及安全技术措施。

（一）钻孔布置及注水方式

1、工作面注水孔为单排孔、眼深为6m、眼间距4m，注水孔距顶

梁下平面0.5m，仰角上仰10º，保证注水孔末端位于支架顶梁以上

1.6米。（见附图）

2、采用高压5D－2／50型注水泵，泵与孔之间选用钢管和高压

水胶管连接，并配备DC－2／150高压水表，压力表阀门等设备（注

水泵工作压力为150kg/cm3，注水压力大于注水泵额定压力）。

3、封孔采用封孔器封孔。

4、钻孔布置

1）钻孔深度：钻孔长度为6m。

2）钻孔孔径：Φ65mm，为封孔需要，每个孔都要扩孔2m以上，孔径为110

mm。

3）钻孔间距，每隔4m打一个孔，但在断层附近不布置钻孔，孔位布置在煤层厚度二分之一处。

5、注水参数

（1）注水压力

（1.2-1.5）Pw≤P≤PT （1）

式中： P ——注水压力，MPa；

Pw ——煤层中瓦斯压力，MPa；

PT ——上覆岩层压力，MPa。

根据我矿实际情况确定注水压力为5-7Mpa；

（2）吨煤注水量

应为0.02～0.04 m3/t。本工作面取0.03 m3/t。

（3）单孔注水量

×

l

Q

k

M

=l

×

ρ×

δ

×

×

j（2）

式中： Q ——单孔注水量，m3；

k ——钻孔前方煤体湿润系数，1.1～1.3；本工作面取1.2；

M -- 开采厚度，m；取2.5米；

lj ——钻孔间距，m；取4m；

l ——钻孔长度，m；取6m；

ρ——煤的密度，t/m3；取1.35t/m3；

δ——吨煤注水量，m3/t，取0.03 m3/t

将相关参数代入式（2）得：

单孔注水量：

Q＝1.2×2.5×4×6×1.35×0.03=2.92m3

（4）单孔注水流量

由于注水流量与注水压力及煤的特性有关，本工作面设计时取0.4m3/h。

（5）注水时间

q

Q T

（3） 式中： T —— 注水时间，h ；

q —— 单孔注水流量，m 3/h ；本工作面设计时取8.0 m 3/h 。 将相关参数代入式（3）得单孔注水时间为0.36h （注:如果在实际注水时，注水流量达不到注水要求，则注水时间要延长）。

6、注水方法

（1）封孔后按照设计连接注水系统；

（2）打开静水管与注水孔连接管上的阀门进行注水；

（3）当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁有水渗出时，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水。

使用自动封孔器封孔注水时，封孔器外接1－2节钻杆。孔口钻杆捆绑牢固，其它工序同上。

（二）安全技术措施及注意事项

1、钻机及注水泵应放置在顶板完好处，如因工作条件限制，应加固顶板和两帮，以确保设备和人身安全。

2、打钻

（1）按设计要求高度位置安设钻机，钻架要安设牢固，可靠，以确保钻孔方位及倾角符合要求。

（2）开钻前应接好电源进行空转调试，确保钻机各部连接无误，运转正常后方可钻进。

（3）钻杆要相互连接可靠，钻进过程中要经常检查排粉情况，以防止卡钻等事故。如出现岩粉，应立即停止钻进，拨出钻杆，重新开始钻进。

（4）严禁无水钻进。

（5）钻孔要做到连续钻进，不能长时间停钻，否则应将钻杆全部拨出，以防止卡钻等事故，每次钻进前要做到先开水，后开钻。

（6）所有操作人员都必须按照钻机性能及其操作方法进行操作，在钻机工作过程中严格按操作规程进行操作，严禁使用管钳等工具靠