. . .8202正常工作面煤层注水设计方案口泉煤业有限公司2016年4月2日8202综采工作面煤层注水设计方案煤层注水是采煤工作面最有效的防尘措施之一，实践证明，实施煤层注水不但能有效减少采煤工作面煤尘的产生，而且能够改变煤体的多种物理力学性质，减少冲击地压、煤层自燃发火，对采煤工作面的安全生产具有重大的意义。为有效改善我矿8202综采工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，决定对8202综采工作面实施煤层注水，特编写8202综采工作面煤层注水设计方案如下：一、工作面概况地面相对位置：本工作面位于井田西侧，东部为8204准备工作面，南部至井田边界。井下相对位置：东为8204准备工作面，北为集中运输回风大巷，西邻同煤集团塔山煤矿，南为虎龙沟煤矿。本工作面顺槽长度为860m，工作面长度为150m，可采长度为760m，面积为114000，煤层倾角为315，煤层厚度0.951.45m，煤层平均厚度为1.2m，工业储量为192456t，可采储量为173210.4t，工作面煤层赋存平稳，节理发育。二、工作面地质构造本工作面地质构造简单，为单斜构造，没有发现褶皱、冲刷带等复杂构造，仅有两个倾角为27、35落差为5m、3m的逆断层。工作面顶板为炭质泥岩与砂质泥岩互层，隔水性较好；底板为黑色、灰黑色泥岩、灰白色细粒砂岩，富水性极弱，据2014年山西煤矿矿用安全产品检验中心鉴定报告，本煤层自燃倾向性等级为I级，属于易自燃煤层；煤层具有爆炸性。三、设计目的有效减少8202综采工作面在回采过程中的产尘量，降低工作面的粉尘浓度，提高作业场所能见度，改善工作面的作业环境，防止职业病的发生，从根本上杜绝粉尘危害。并为8202综采工作面回采过程中的瓦斯治理创造良好的条件、奠定坚实的基础。四、注水钻孔参数的确定1、注水方式：采用工作面倾向单向长钻孔注水2、注水方法：采用静压注水（具体方式根据现场实际情况决定）3、钻孔布置：从8202综采工作面运输巷、回风巷沿煤层延伸方向、距底板1.4m处打平行于工作面的孔，采用静压注水的方法进行煤层预注水。4、钻孔直径：65mm5、钻孔深度L=L1-M=150-1/3150=100m式中：L钻孔长度，mL1 工作面长度，mM 与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，m6、钻孔间距B=2.5Rh=2.522.3=11.5m式中：B 钻孔间距，mR 湿润半径，mH 巷道净高（注水工作面、回风巷），m7、钻孔倾角=50.3=4.7式中：钻孔倾角煤层倾角钻孔最大下沉角；arctan h/L=0.3h 钻杆下沉距离，mL 钻孔深度，mh/L钻杆下沉率，一般为0.35，本设计取0.38、8202综采工作面注水钻孔参数表本次施工在8202综采工作面运输巷，从开切眼位置设计停采线位置，每隔11.5m钻一个注水孔，设计钻孔工53个。地点钻孔编号机心高度(m)钻孔直径(mm)钻孔倾角()钻孔深度(m)8202综采工作面回风巷151.4065151006101.40651510011151.40651510016201.40651510021251.40651510026301.40651510031351.40651510036401.40651510041451.40651510046501.40651510051531.406515100五、煤层注水参数的确定1、注水系统设计采用静压注水系统，详见附图8202综采工作面煤层注水系统示意图。采用多孔注水，同时注水钻孔数为3个。在8202综采工作面回风巷静压供水管路的三通阀门上引出25mm的高压胶管，接入分流器，分出三支10mm的高压胶管作为注水管路，并在注水管路上接入压力表、流量表和流量调节阀、注水泵（7BZ-4.5/130)等。单孔累计注水时间不少于20天或直到煤帮在预定湿润范围内“出汗”为止。注水超前回采的距离不小于20天的推进度，超前时间不少于20天。2、注水压力由于设计采用加压泵注水，所注水为纯水，因此注水压力以1.55Mpa为宜；一般采用调节泵的注水压力来控制注水量，注水时从低压逐渐升压，直至注水压力稳定在5Mpa为止。3、单孔注水量Q=2BLM（W1-W2）K=25100171.35（4%-2.55%）1.5=499.16m3式中：Q一个钻孔注水量，m3B孔间距，mL钻孔长度，mM工作面煤层厚度，m，取17m煤容重，t/ m3 ，3#煤层1.35 t/ m3W1注水后要求达到的水分取，取4% m3/t W2煤层原有水分，取2.55% m3/t（W1-W2）一般取1%2%，本设计中取1.45% m3/tk考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.54、注水流量注水流量不宜过大，小流量注水对煤层的湿润效果最好。只要时间允许，应尽量采用小流量注水，注纯水时注水流量可取2540L/min。5、单孔注水时间tQ / (60q) 1000499.16/ (6040) 1000207h=8.6d式中：t 单孔累计注水时间，hQ 单孔注水量，Q48.62m3q 注水流量 q40 l/min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。6、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。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： LmLqTat(t1t2)/(24t1) V 式中：Lm 注水开始时超前工作面的距离，mLq 工作面前方应力集中带宽度，取Lq30 mTa 注水钻孔倒孔转换时间，d；取Ta0；t 单孔累计注水时间，取t40.52ht1 每次纯注水时间，取t124ht2 注水间隙时间，取t20hV 工作面正常的推进度，取V2.4m/dLm30040.52(240) / (2424) 2.435m超前时间：TLm / V35 / 2.415d式中：T 注水的最小超前时间，dLm 注水开始时超前工作面的距离，mV 工作面正常的推进度，取V2.4m/d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，8202综采工作面注水超前回采的距离暂定为60m，超前回采时间暂定为30d。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。7、8202综采工作面日注水量Q=nQ/t=348.62 / 2=72.93 m3/d式中：Q 工作面日注水量，m3/dn 同时注水的钻孔数，个Q 单孔注水量，mt 单孔注水时间，d六、封孔1、封孔深度封孔是注水工作中德一个重要环节，封孔质量的好坏直接关系着注水的成败。根据我盘区巷道边缘破碎带宽度，设计封孔深度为3m。封孔深度应保证注水时不从孔口及附近煤壁透水、渗水、泄水；封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度，在地质构造带（如断层）附近，应适当增加封孔深度。2、封孔方法采用封孔器自动封孔。封孔器胶筒外径比钻孔直径小510mm，采用60mm的封孔器，将封孔器送入钻孔，接上注水管再推入钻孔设计位置，利用注水压力或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。七、劳动组织1、8202综采工作面煤层注水所需设备及材料参数一览表序号设备材料名称型 号规 格数量备 注1深孔钻机2压力表3流量表4钻头5钻杆6封孔器7分流器8流量调节阀门9钢管10高压胶管11法兰盘2、人员组织一览表序号工种班次合计早班中班零班1带班长11132钻机司机22263检修工11134巡回记录员11135瓦斯员11136安全员11137技术员11138合计888243、作业方式：边钻边注水4、作业工时：200个工时八、安全措施（一）钻机操作及安全技术措施1、运输钻机的安全规定（1）钻机装好车后，应用钢丝绳等封扎牢固，封绳不得少于两股，以免物料滑动或失落。（2）平巷人力推车，必须遵守下列规定：一个人只准推一辆车。同向推车的间距，在轨道坡度小于或等于5时，不得小于10m；坡度大于5时，不得小于30m；坡度大于7时，禁止人力推车。在夜间或井下，推车人必须备有矿灯，在照明不足的区段，应将矿灯挂在矿车进行方向的前端。推车时必须时刻注意前方，在开始推车、停车、掉道、发现前方有人或有障碍物，从坡度较大的地方向下推车以及接近孔岔、弯道、巷道口、风门、硐室出口时，推车人都必须及时发出警号。严禁放飞车。人力推物料车时，手不要抓在车沿上，或有棱角处。（3）上、下山运输严格执行如下规定：斜井串车提升，严禁蹬钩。行车时，严禁行人。运送物料时，每次开车前把钩工必须检查牵引的车数、各车的连接和装载情况。牵引车数超过规定、连接不良或转载超重、超高、超宽或偏载严重有翻车危险是，都不得发出开车信号。绞车提升运输过程中，上山及下部所有人员均需进入躲避硐内，矿车运行范围内严禁有人逗留、行走，严格执行“行车不行人制度”。绞车司机必须由经过专门培训，取得合格证的专职（或兼职）人员担任，并持证上岗，严格按小绞车操作规程作业。绞车提升过程中，绞车司机严禁擅离工作岗位。上、下车场把钩工要精力集中认真负责，按章作业。2、安装及移动钻机的安全规定（1）不得用锚杆锚索起吊钻机；（2）在斜巷中稳钻时，钻机必须下道，钻机下方的趄柱不少于两根，并用钢丝绳或铁链与巷道内的固定物固定住，吊住钻机的绞车要有专人看管。（3）进入现场的所有设备要符合井下防爆要求。设备进入现场前，要对现场安全环境进行检查，施工地点必须做到支护良好、通风、通电、通水、通气、通电话、排水通畅、底板平整、瓦斯煤尘、避灾路线等符合安全标准要求后，方可进入施工现场。（4）钻机机身安装必须平稳，上紧底固螺丝，电器设备要垫高防潮，钻场前后10m之内的支护要完好，电缆要上钩并悬挂整齐、钻具器材要上架并码放整齐，机械转动部分防护栏、防护罩要安装齐全。（