11532综放工作面煤层注水设计 2

11532综放工作面煤层注水设计
一、工作面概况：
11532工作面煤层是易自然发火煤层，煤尘具有爆炸性，煤层赋存稳定、结构简单，煤层倾角8°~15°、平均厚度6.5m 、煤容重1.35t/m 3。

该工作面采用倾向长壁综采放顶煤采煤法，回采推进平均长度为520m ，其中轨道顺槽推进长度509m 、运输顺槽推进长度531m ，切眼长度160m 。

工作面可采储量为58.0万吨。

采煤工作面采用U 型后退式通风系统。

供水水源来自龙王堂清水仓和地面静压水池，形成管网系统。

工作面两顺槽采用二寸供水管，每隔50m 设一个控水三通及阀门。

二、注水方式选择：
注水方式选择长孔注水下向钻孔注水，在采煤工作面前方轨道顺槽（回风巷）沿煤层走向方向平行于煤层工作面打钻。

三、煤层注水工艺及参数确定：
1、钻孔直径
钻杆直径主要由钻机钻杆所决定。

我公司探水队选用ZLY —250型坑道液压钻机，孔径为65mm 。

2、单向钻孔长度的计算
m 1073/211==-=L M L L
式中 L ——钻孔长度，m ；
1L ——工作面长度，取160m ；
M ——与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，下向孔M =1/31L ；
则钻孔长度为107 m 。

3、钻孔间距的计算
钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，即：
m h R B 136.2555.2=⨯===
式中 B ——钻孔间距，m ；
R ——湿润半径， m ；
h ——巷道净高，11532轨道顺槽净高2.6m
则钻孔间距为13m。

4、钻孔角度
（1）钻孔方位角188°平行于工作面切眼方向，钻孔角度为0°偏差±2°，使钻孔始终保持在煤层内，以免穿透顶底板。

（2）考虑到钻杆的下沉，开口位置宜靠近煤层上部。

（3）煤层有夹矸时，应使钻孔穿透夹石，以使各自然分层均被湿润。

5、封孔深度
（1）对封孔深度的要求：
①不从孔口及其附近煤壁透水、泄水、渗水；
②不在湿润半径未达到设计要求前不发生泄水、渗水现象；
③操作方便、工艺简单。

（2）对封孔深度的影响因素：
①注水压力；压力越大，封孔深度越深；
②煤层裂隙发育程度：裂隙发育，就应增加封孔深度；
③沿巷道边缘煤体破坏带宽度：封孔深度必须大于破碎带宽度；
③煤的厚度：煤越软，要求封孔深度越大。

（2）封孔深度的确定
封孔深度通过试验和生产实践确定，封孔深度一般为2.5~10m。

最后确定具体封孔深度为6m，封孔直径65~75mm。

6、封孔方式
封孔方式分水泥封孔和封孔器封孔两类，而我公司采用波雷因、棉纱封孔。

7、注水系统及注水参数
（1）注水系统、压力
采用静压水系统，低压注水，注水压力不得超过2450kP a。

（2）单孔注水量（按吨煤注水量计算）
Q
LBMrq
式中：Q——单个钻孔注水量，m3；
B——孔间距，取13m；
L——钻孔长度，取107m；
M ——煤层厚度，煤层平均厚度6.5m ；
r ——煤密度，15#煤层煤密度1.35t/m 3；
q ——吨煤注水量，一般取0.03m 3/t 。

LBMrq Q ==107³13³6.5³1.35³0.03= 366.2m 3
（3）注水流量
静压注水流量一般为：0.001~0.027m ³/h ²m ，根据15#煤层其他工作面注水经验流量取0.027 m ³/h ²m ，则注水速率V=0.027³100=2.7m ³/h 。

（4）注水时间
q Q
T =
式中： T ——注水时间，h ；
q ——单孔注水速率；m 3/h
67
.2242.366≈⨯==q Q T 天 （5）同时注水钻孔数
B
Tv n 24= 式中： n ——同时注水钻孔数；
v ——工作面日推进度，m/d （一天6个循环，一个循环0.6m ）。

213
246.324624≈⨯⨯⨯==B Tv n 则煤层注水同时钻孔数为2个
（6）注水超前工作面距离
lt Tv lc +=24
式中：lc ——注水超前工作面距离，m ；
lt ——停止注水时钻孔距工作面的距离，应为8~20m ；
6.311024
6.324624=+⨯⨯=+=lt Tv lc 则注水超前工作面31.6m ，停止注水时钻孔距工作面10m
（7）注水方法
a.封孔后（用波雷因棉纱封孔后半小时），按照设计连接注水系统；
b.开启供水阀门进行静压注水；
c.当注水达到设计要求或钻孔周围煤璧有水渗出时，可结束或暂停对该钻孔或该钻孔注水。

四、煤层注水设备及供水管路的选择
1、选用ZLY—250型坑道液压钻机
2、注水仪表及器材
（1）水量表：采用普通水表，分别安装在胶管上，注水量为水表显示水量。

（2）压力表：采用压力表，最大指示压力应为2 MPa，安装在供水管上。

（3）注水器材：高压软管、阀门、连接件要求与管路配套。

3、供水管路
供水水源来自龙王堂清水仓和地面静压水池，其间通过管路形成管网系统。

副斜井→主斜井1#联络巷→主斜井→2#联络巷→750南皮带运输大巷→11532轨道运煤贯眼→11532轨道顺槽
井下龙王堂清水仓→中央变电所→人车绕道→750南大巷→一采区石门→115轨道下山→115轨道大巷→11532轨道顺槽
五、安全技术措施
1、打钻孔
（1）、钻机安装地点的顶板及周围支护要良好，固定钻机要安全可靠，倾斜巷道固定钻机要采取专门的安全措施，确保安全稳固，钻孔角度和钻距符合设计要求。

（2）、开钻前详细检查设备和供水系统，发现问题及时处理完好后试钻。

（3）、打钻人员要集中注意力，衣服裹在腰带里，袖口、毛巾扎好。

负责上下钻杆人员分别站在钻机两侧，不得有人站在钻机后方，防止顶钻或反钻伤人。

（4）、保证成孔质量，防止扩孔过大，封孔器不起作用。

在钻机运转中严禁用手拔动钻杆。

（5）、钻孔尽量布置在煤厚的中部，距巷道顶板不小于0.8m，以防顶板片冒。

打钻前首先进行敲帮问顶，捣去虚煤浮矸，防止煤壁片帮伤人。

打钻人员在打钻过程中始终与煤壁距离不得小于1.5m。

（6）、打钻时，现场瓦检员监督施工情况，注水孔打够深度，还要检查打钻附近20m范围内的瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到1%时，停止打钻进行处理，待安全隐患消除后，方可继续工作。

（7）、每班施钻前通知安装队开泵工，提前进行排水，做好排水工作。

（8）、当班探水队负责人员必须携带便携式甲烷测定仪，钻孔过程突然遇到地质构造，瓦斯涌出，透水预兆等异常情况，必须停止钻进，立即汇报调度指挥中心及有关部门。

（9）、钻孔施工完毕，必须将钻杆全部退出并封孔，对钻孔进行编号挂牌管理。

将钻机设备放到巷道安全的地点方可离开工作岗位。

（10）、收工时当班瓦斯员如实填写钻孔记录，汇报通风科。

2、注水
（1）、注水前，要全面检查水泵、管路、阀门、仪表、封孔密实及供水系统，发现问题及时处理。

（2）、当班班长要仔细查看注水孔周围顶帮及周围支护情况，有隐患及时排除，若发生片帮、冒顶时，应立即停止注水。

（3）、注水过程，打开注水阀门，慢慢打开压力表阀门防止水压过大挤坏水表伤人，注水期间保持供水管有水，并做好记录填写牌板。

（4）、每班瓦斯员要认真做好注水记录。

注：煤层注水超前工作面回采31.6米，注水后将注水设备及材料摆放整齐。

附：11532综放工作面煤层注水钻孔布置图。