短臂注水措施

掘进工作面短臂注水安全技术措施

煤层注水是控制采煤工作面产尘量最有效的措施之一,为落实综合防尘措施，特编制安全技术措施。

一、工作面概况

23下27进风巷（反掘段）巷道设计长度240m，巷道断面为矩形断面，施工坡度跟煤层顶板掘进。根据2016年山东鼎安检测技术有限公司2016年9月出具的《矿井瓦斯等级鉴定报告》，掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.17m3/min，根据现场检测该掘进迎头掘进期间的瓦斯最大绝对瓦斯涌出量0.10m3/min。

23下27进风巷（反掘段）揭露煤层为3下煤层。根据山东鼎安检测技术有限公司出具的《煤尘爆炸性检测报告》，3下煤层的煤尘爆炸指数为37.5%，火焰长度大于400mm，煤尘有爆炸性。根据山东鼎安检测技术有限公司出具的《煤样最短自然发火期研究报告》，3下煤层的自燃倾向性等级为Ⅱ级，属自燃煤层，3下煤层的最短发火期为53天。

二、注水设计

（一）注水方式的选择

由于金源煤矿地质条件较复杂，掘进工作面煤层倾角变化较大，可预计性差。为达到方便、快捷、实用的目的，选择短臂注水方式，利用煤层注水泵通过钻孔对工作面前方煤壁实施静压注水，达到湿润煤体，减小产尘量的目的，其优点是①注水时间短、湿润均匀②可以直取防尘管路中清洁水。

（二）钻孔的设计

1、钻孔孔径：Φ38mm钻杆，Φ42mm钻头，采用直径Φ42mm 橡胶封孔器封孔，封孔长度不低于2m。

2、钻孔孔深根据每天掘进工作量确定，不低于6m。

3、钻孔倾角：垂直煤壁。

4、钻孔开孔位置在巷道断面煤层厚度的中心布置，倾向与煤层一致。

5、注水方式：采用单向静压注水。

（三）钻孔布置

掘进工作面根据巷道断面布置2个注水钻孔，钻孔平均分布，钻孔距煤帮1000mm，距顶板或底板1300mm。注水钻孔水平间距2200mm。详见附图1。

（四）封孔方法

钻孔注水采用水力膨胀式封孔器较为理想，我们采水力膨胀式封孔器，注水时将封孔器与注水管路连接起来送至预定的封孔位置，通过高压胶管与水泵或静压水管连通，供水后，供水后压力水进入封孔器膨胀胶管，从喷嘴流出，并产生压力降，膨胀胶管在水压作用下膨胀封住钻孔。注水结束后，关闭截止阀，打开卸压阀，膨胀器将随压力下降和消失而恢复原状。将封孔器从钻孔中拔出，对2个钻孔进行逐个封孔，同时注水，封孔器之所以能封住钻孔而且不被钻孔内的压力水的推力推出，是靠胶管膨胀对钻孔壁产生的压力，压力越大，封孔器在钻孔内的静摩擦力越大，固定的越牢固。

（五）注水参数

1、注水系统：设计采用静压注水；煤层注水压力4MPa。

2、根据现场经验数据，注水孔的注水扩散半径均在1.8～1.9m 以上，最后确定煤层注水孔的间距选择为小于1.5m。

（六）注水系统及施工设备

封孔器采用橡胶封孔器，封孔长度为2m。利用三通、Φ19mm 高压胶管连接巷道内的防尘管路，将水压升高，通过Φ19mm高压胶管与串联有水表压力表、和截止阀的封孔器连接起来，进行注水。

三、注水方法

注水时将封孔器与注水管路连接起来送至预定的封孔位置，通过

高压胶管与水泵或静压水管连通，供水后，供水后压力水进入封孔器膨胀胶管，从喷嘴流出，并产生压力降，膨胀胶管在水压作用下膨胀封住钻孔。注水结束后，关闭截止阀，打开卸压阀，膨胀器将随压力下降和消失而恢复原状。将封孔器从钻孔中拔出，对2个钻孔进行逐个封孔，同时注水。

四、施工安全技术措施

（一）每循环注水时必须专门安排人员，进行注水孔的施工及管理，以便落实注水工作及安全任务。

（二）注水人员要严格按设计进行注水钻孔的施工和注水管理工作，促进工作面粉尘防治和降低突出危险目标的实现。

（三）安全质量监察部要安排现场安检员落实注水孔的施工及注水量的完成情况，把注水任务的完成情况作为工作面安全工作考核的一项内容。

（四）煤层注水封孔器，要严格按使用说明书操作使用。必须平直使用，严禁打折、重压，封孔时要放进钻孔2m以上，以提高封孔器使用寿命。

（五）每次注水前，必须堵塞工作面的其它钻孔，严防水从钻孔泄漏。

（六）注水系统为高压系统，每次注水前必须检查注水管路，管路不完好，不得投入使用。注水时，必须注意观察注水孔的渗水情况，出现坏孔要及时停注，以免封孔器喷出伤人、损坏封孔器或注水孔跑水冲工作面。出现坏孔后，要及时补打注水孔并注水，完成注水目标。

附图1：注水孔布置示意图