8202綜采工作面煤層注水設計方案(靜壓注水)

1、8202正常工作面煤層注水設計方案口泉煤業(yè)有限公司2016年4月2日8202綜采工作面煤層注水設計方案煤層注水是采煤工作面最有效的防塵措施之一，實踐證明，實施煤層注水不但能有效減少采煤工作面煤塵的產生，而且能夠改變煤體的多種物理力學性質，減少沖擊地壓、煤層自燃發(fā)火，對采煤工作面的安全生產具有重大的意義。為有效改善我礦8202綜采工作面的作業(yè)環(huán)境，提高生產效率，遏制煤塵事故發(fā)生，決定對8202綜采工作面實施煤層注水，特編寫8202綜采工作面煤層注水設計方案如下：一、工作面概況地面相對位置：本工作面位于井田西側，東部為8204準備工作面，南部至井田邊界。井下相對位置：東為8204準備工作面，北為集

2、中運輸回風大巷，西鄰同煤集團塔山煤礦，南為虎龍溝煤礦。本工作面順槽長度為860m，工作面長度為150m，可采長度為760m，面積為，煤層傾角為315，煤層厚度0.951.45m，煤層平均厚度為1.2m，工業(yè)儲量為t，可采儲量為.4t，工作面煤層賦存平穩(wěn)，節(jié)理發(fā)育。二、工作面地質構造本工作面地質構造簡單，為單斜構造，沒有發(fā)現(xiàn)褶皺、沖刷帶等復雜構造，僅有兩個傾角為27、35落差為5m、3m的逆斷層。工作面頂板為炭質泥巖與砂質泥巖互層，隔水性較好；底板為黑色、灰黑色泥巖、灰白色細粒砂巖，富水性極弱，據(jù)2014年山西煤礦礦用安全產品檢驗中心鑒定報告，本煤層自燃傾向性等級為I級，屬于易自燃煤層；煤層具有

3、爆炸性。三、設計目的有效減少8202綜采工作面在回采過程中的產塵量，降低工作面的粉塵濃度，提高作業(yè)場所能見度，改善工作面的作業(yè)環(huán)境，防止職業(yè)病的發(fā)生，從根本上杜絕粉塵危害。并為8202綜采工作面回采過程中的瓦斯治理創(chuàng)造良好的條件、奠定堅實的基礎。四、注水鉆孔參數(shù)的確定1、注水方式：采用工作面傾向單向長鉆孔注水2、注水方法：采用靜壓注水（具體方式根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定）3、鉆孔布置：從8202綜采工作面運輸巷、回風巷沿煤層延伸方向、距底板1.4m處打平行于工作面的孔，采用靜壓注水的方法進行煤層預注水。4、鉆孔直徑：65mm5、鉆孔深度L=L1-M=150-1/3150=100m式中：L鉆孔長度，m

4、L1 工作面長度，mM 與煤層透水性和鉆孔方向有關的參數(shù)，m6、鉆孔間距B=2.5Rh=2.522.3=11.5m式中：B 鉆孔間距，mR 濕潤半徑，mH 巷道凈高（注水工作面、回風巷），m7、鉆孔傾角=50.3=4.7式中：鉆孔傾角煤層傾角鉆孔最大下沉角；arctan h/L=0.3h 鉆桿下沉距離，mL 鉆孔深度，mh/L鉆桿下沉率，一般為0.35，本設計取0.38、8202綜采工作面注水鉆孔參數(shù)表本次施工在8202綜采工作面運輸巷，從開切眼位置設計停采線位置，每隔11.5m鉆一個注水孔，設計鉆孔工53個。地點鉆孔編號機心高度(m)鉆孔直徑(mm)鉆孔傾角()鉆孔深度(m)8202綜采工作

5、面回風巷151.4065151006101.40651510011151.40651510016201.40651510021251.40651510026301.40651510031351.40651510036401.40651510041451.40651510046501.40651510051531.406515100五、煤層注水參數(shù)的確定1、注水系統(tǒng)設計采用靜壓注水系統(tǒng)，詳見附圖8202綜采工作面煤層注水系統(tǒng)示意圖。采用多孔注水，同時注水鉆孔數(shù)為3個。在8202綜采工作面回風巷靜壓供水管路的三通閥門上引出25mm的高壓膠管，接入分流器，分出三支10mm的高壓膠管作為注水管路，并在

6、注水管路上接入壓力表、流量表和流量調節(jié)閥、注水泵（7BZ-4.5/130)等。單孔累計注水時間不少于20天或直到煤幫在預定濕潤范圍內“出汗”為止。注水超前回采的距離不小于20天的推進度，超前時間不少于20天。2、注水壓力由于設計采用加壓泵注水，所注水為純水，因此注水壓力以1.55Mpa為宜；一般采用調節(jié)泵的注水壓力來控制注水量，注水時從低壓逐漸升壓，直至注水壓力穩(wěn)定在5Mpa為止。3、單孔注水量Q=2BLM（W1-W2）K=25100171.35（4%-2.55%）1.5=499.16m3式中：Q一個鉆孔注水量，m3B孔間距，mL鉆孔長度，mM工作面煤層厚度，m，取17m煤容重，t/ m3 ，

7、3#煤層1.35 t/ m3W1注水后要求達到的水分取，取4% m3/t W2煤層原有水分，取2.55% m3/t（W1-W2）一般取1%2%，本設計中取1.45% m3/tk考慮圍巖吸收水分，水的漏失和注水不均勻系數(shù)，取1.54、注水流量注水流量不宜過大，小流量注水對煤層的濕潤效果最好。只要時間允許，應盡量采用小流量注水，注純水時注水流量可取2540L/min。5、單孔注水時間tQ / (60q) 1000499.16/ (6040) 1000207h=8.6d式中：t 單孔累計注水時間，hQ 單孔注水量，Q48.62m3q 注水流量 q40 l/min在實際注水中，亦可把預定濕潤范圍內“出

8、汗”現(xiàn)象作為煤體受到全面濕潤的標志?！俺龊埂焙蠹纯山Y束注水。注水工作制度采用全天24小時不間斷注水。6、注水超前于回采的距離和時間為提高煤層注水效果，煤層注水工作應在常壓帶內進行。為保證足夠的注水量，注水工作不易過遲。超前距離：距工作面最近的注水孔開始注水時，超前工作面的距離可按下式計算： LmLqTat(t1t2)/(24t1) V 式中：Lm 注水開始時超前工作面的距離，mLq 工作面前方應力集中帶寬度，取Lq30 mTa 注水鉆孔倒孔轉換時間，d；取Ta0；t 單孔累計注水時間，取t40.52ht1 每次純注水時間，取t124ht2 注水間隙時間，取t20hV 工作面正常的推進度，取V2

9、.4m/dLm30040.52(240) / (2424) 2.435m超前時間：TLm / V35 / 2.415d式中：T 注水的最小超前時間，dLm 注水開始時超前工作面的距離，mV 工作面正常的推進度，取V2.4m/d根據(jù)煤層注水技術標準（Q/.02.1.09.002-2008）：注水超前回采的距離不小于月推進度，超前時間不小于1個月，8202綜采工作面注水超前回采的距離暫定為60m，超前回采時間暫定為30d。注水過程取樣分析，并根據(jù)上述計算結果合理選取注水超前回采的距離和超前回采時間。7、8202綜采工作面日注水量Q=nQ/t=348.62 / 2=72.93 m3/d式中：Q 工作

10、面日注水量，m3/dn 同時注水的鉆孔數(shù)，個Q 單孔注水量，mt 單孔注水時間，d六、封孔1、封孔深度封孔是注水工作中德一個重要環(huán)節(jié)，封孔質量的好壞直接關系著注水的成敗。根據(jù)我盤區(qū)巷道邊緣破碎帶寬度，設計封孔深度為3m。封孔深度應保證注水時不從孔口及附近煤壁透水、滲水、泄水；封孔深度必須超過巷道邊緣煤體破碎帶寬度，在地質構造帶（如斷層）附近，應適當增加封孔深度。2、封孔方法采用封孔器自動封孔。封孔器膠筒外徑比鉆孔直徑小510mm，采用60mm的封孔器，將封孔器送入鉆孔，接上注水管再推入鉆孔設計位置，利用注水壓力或機械力等使封孔器膨脹封住鉆孔。七、勞動組織1、8202綜采工作面煤層注水所需設備及

11、材料參數(shù)一覽表序號設備材料名稱型 號規(guī) 格數(shù)量備 注1深孔鉆機2壓力表3流量表4鉆頭5鉆桿6封孔器7分流器8流量調節(jié)閥門9鋼管10高壓膠管11法蘭盤2、人員組織一覽表序號工種班次合計早班中班零班1帶班長11132鉆機司機22263檢修工11134巡回記錄員11135瓦斯員11136安全員11137技術員11138合計888243、作業(yè)方式：邊鉆邊注水4、作業(yè)工時：200個工時八、安全措施（一）鉆機操作及安全技術措施1、運輸鉆機的安全規(guī)定（1）鉆機裝好車后，應用鋼絲繩等封扎牢固，封繩不得少于兩股，以免物料滑動或失落。（2）平巷人力推車，必須遵守下列規(guī)定：一個人只準推一輛車。同向推車的間距，在軌道

12、坡度小于或等于5時，不得小于10m；坡度大于5時，不得小于30m；坡度大于7時，禁止人力推車。在夜間或井下，推車人必須備有礦燈，在照明不足的區(qū)段，應將礦燈掛在礦車進行方向的前端。推車時必須時刻注意前方，在開始推車、停車、掉道、發(fā)現(xiàn)前方有人或有障礙物，從坡度較大的地方向下推車以及接近孔岔、彎道、巷道口、風門、硐室出口時，推車人都必須及時發(fā)出警號。嚴禁放飛車。人力推物料車時，手不要抓在車沿上，或有棱角處。（3）上、下山運輸嚴格執(zhí)行如下規(guī)定：斜井串車提升，嚴禁蹬鉤。行車時，嚴禁行人。運送物料時，每次開車前把鉤工必須檢查牽引的車數(shù)、各車的連接和裝載情況。牽引車數(shù)超過規(guī)定、連接不良或轉載超重、超高、超寬

13、或偏載嚴重有翻車危險是，都不得發(fā)出開車信號。絞車提升運輸過程中，上山及下部所有人員均需進入躲避硐內，礦車運行范圍內嚴禁有人逗留、行走，嚴格執(zhí)行“行車不行人制度”。絞車司機必須由經過專門培訓，取得合格證的專職（或兼職）人員擔任，并持證上崗，嚴格按小絞車操作規(guī)程作業(yè)。絞車提升過程中，絞車司機嚴禁擅離工作崗位。上、下車場把鉤工要精力集中認真負責，按章作業(yè)。2、安裝及移動鉆機的安全規(guī)定（1）不得用錨桿錨索起吊鉆機；（2）在斜巷中穩(wěn)鉆時，鉆機必須下道，鉆機下方的趄柱不少于兩根，并用鋼絲繩或鐵鏈與巷道內的固定物固定住，吊住鉆機的絞車要有專人看管。（3）進入現(xiàn)場的所有設備要符合井下防爆要求。設備進入現(xiàn)場前，

14、要對現(xiàn)場安全環(huán)境進行檢查，施工地點必須做到支護良好、通風、通電、通水、通氣、通電話、排水通暢、底板平整、瓦斯煤塵、避災路線等符合安全標準要求后，方可進入施工現(xiàn)場。（4）鉆機機身安裝必須平穩(wěn)，上緊底固螺絲，電器設備要墊高防潮，鉆場前后10m之內的支護要完好，電纜要上鉤并懸掛整齊、鉆具器材要上架并碼放整齊，機械轉動部分防護欄、防護罩要安裝齊全。（5）鉆機要打牢壓柱及趄柱。在斜巷穩(wěn)鉆時必須執(zhí)行如下規(guī)定：鉆機必須下道，鉆機墊平，鉆機下方必須使用不少于兩根的趄柱，并用可靠的鋼絲繩或鐵鏈與鐵路或其他巷道上的固定物連接在一起。巷道坡度較大時，除采取上述措施外，還要用絞車鋼絲繩拉著鉆機，使絞車處于制動狀態(tài)，并

15、指定專人監(jiān)護絞車防止有人開動。（6）調試鉆機，檢查鉆機各轉動部分運轉是否正常；開關啟動是否靈活可靠，各種零部件及鉆具是否齊全、合格，發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定者，必須進行處理或更換。（7）檢查機械設備安裝質量及安全設施情況，經試車合格后方可開鉆。3、鉆孔施工安全措施（1）鉆探工必須經過安全、技術培訓，能夠掌握鉆機的操作工藝，并經考試合格取得相關有效證件后，方可入井作業(yè)。（2）瓦斯員必須經過安全、技術培訓，能夠掌握光瓦的操作工藝，并經考試合格取得相關有效證件后，方可入井作業(yè)。（3）其他相關人員必須經過安全教育培訓，且經考試合格后方可入井作業(yè)。（4）開工前對所有施工人員進行技術交底和措施貫徹，保證每一個施工人

16、員都能夠了解掌握施工過程中的各種技術要求和相關規(guī)定，并做好措施貫徹簽字記錄。（5）井下施工要嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程、地質勘探安全規(guī)程及盤區(qū)有關的規(guī)定，特別要做到：嚴格按照煤礦三大規(guī)程作業(yè)，不得違章指揮，不違章作業(yè)、不違反勞動紀律，嚴格執(zhí)行不安全不生產的原則。施工人員下井必須持證上崗，工作中堅守崗位，無特殊原因不得隨意遠離打鉆地點走動。入井前要按要求配帶好礦燈、礦帽、自救器。上、下井時必須聽從現(xiàn)場管理人員指揮，不得擁擠、搶罐，聽從管理人員指揮。乘坐提人罐籠時身體及攜帶的工具嚴禁露出罐籠外，確保安全。嚴禁攜帶煙草和點火物品，嚴禁穿化纖衣服，入井前8小時嚴禁喝酒。人員在上、下山巷道內行走時，堅持“行車

17、不行人”制度，嚴禁蹬鉤扒車。（6）嚴格按設計方案中規(guī)定的方位角、傾角、孔徑、孔深進行施工；開孔位置方位角、傾角、孔徑、孔深都必須符合設計要求，方位角左右誤差不得超過1，傾角不超過0.1。（7）鉆探工人穿戴要整齊、利落、衣襟袖口、褲腳必須束緊。（8）開鉆人員不得緊靠鉆桿，給壓要均勻，判斷要準確，孔內情況要及時掌握，鉆速及壓力要及時調整，以保證正常鉆速。（9）啟動開關時，注意力要集中，做到手不離按鈕，眼不離鉆機，隨時觀察和聽從司機命令，準確、及時、迅速地啟動和關閉開關，為防止鉆桿滑落傷人，正對鉆桿下方嚴禁站人。（10）打鉆用水要保證有足夠的流量，嚴禁打干眼。（11）禁止用手、腳和其它物件直接制動機

18、械運轉部分，禁止將工具和其它物品放在鉆機，水泵電機的保護罩上。（12）當鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)進尺慢、孔內返水變大或變小、水壓突然增大或頂鉆等情況時，要立即停鉆，但不要退出鉆桿，派人監(jiān)視水情，并立即報告礦調度室及有關部門，如涌水量遠大于排水能力，要用木楔將孔口封住。（13）若發(fā)現(xiàn)機械設備有異常情況時，必須立即停止施工，及時查明原因進行處理，不得湊合或讓機械設備帶病作業(yè)。（14）孔深達到要求時，要用清水將孔內煤巖粉打掃干凈再起鉆。（15）發(fā)生斷桿、掉鉆頭、孔內棄物、卡桿等事故后當班必須查明原因和情況準確計算鉆桿長度立即向有關領導匯報。（16）臨時停電時，必須將鉆桿退出5米外，班后要將鉆桿全部拔出，防止

19、卡鉆。（17）正常作業(yè)時，施工人員要協(xié)調配合作業(yè)，設備運轉、停機時要先招呼、再操作。嚴禁不打招呼啟動。同時加強對設備的使用與維護保養(yǎng)，嚴格按照設備的操作規(guī)程進行操作。（18）上下鉆具時，鉆機上下夾持器應配合使用。擰卸鉆具和加減尺時應將鉆具卡牢，作業(yè)人員應站在鉆桿兩邊作業(yè)，防止鉆具下竄傷人。鉆具的加、減尺過程中，人必須站在鉆桿的兩側施工，嚴禁站在鉆桿的后端工作。施工中人員應分立鉆機兩側，防止孔內突然來水、來壓頂出鉆桿傷人。（19）嚴格執(zhí)行停送電制度，停電以后必須驗電，然后把開關的把手封鎖在停電位置上，做明顯標志或派專人看守。工作結束后必須全面檢查，待一切無誤其它崗位沒有作業(yè)人員后方可送電撤人。鉆

20、機移位時要停電作業(yè)，嚴禁帶電檢修和搬遷電器設備。（20）施工現(xiàn)場要配備專用電話，當班班長負責當班施工中的安全、質量和人員管理工作，每班到現(xiàn)場后班長應及時把井下人數(shù)、工程進度等情況向礦調度室匯報。鉆孔施工時要協(xié)調好礦井其它崗位作業(yè)人員，鉆機作業(yè)中不準軌道行車，因礦井需要必須行車時應將鉆機等設備移動至安全地帶。（21）鉆進時要時刻注意掌握所鉆煤巖層的穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時處理，嚴禁強拉硬擰。每次鉆桿下入前要檢查絲扣的好壞，鉆桿是否有彎曲及裂痕等，不合格鉆桿禁止下入孔內。（22）在鉆進時，發(fā)現(xiàn)片幫、來壓或地層異常時，應當立即向礦調度室匯報，情況危急時，應立即撤出施工地點。（23）若兩鉆機平行施工時，要相互協(xié)調，加強溝通，共同做好現(xiàn)場安全文明生產。（24）每班的跟班技術員應將鉆機編號、傾角、終孔深度、孔底巖性擴孔深度、水文變化、機械運輸情況等詳細記錄并向下班交班。（二）注水操作及安全技術措施1、封孔前要檢查注水孔內的堵塞物是否排除清理，保證注水孔固位煤幫，頂板支護完好，發(fā)現(xiàn)不安全因素及時處理。2、按標準要求進行封孔，封孔的深度要符合設計要求，同時要嚴把封孔質量關，保證注水孔嚴密不漏水。3、采用多孔并聯(lián)注水，一次允許注水孔不得超過3個。4、注水流量按20L/min左右，發(fā)現(xiàn)煤壁在預定范圍內出現(xiàn)水珠后，應停止注水。5、安排專人進行煤層注水工作，全天24小時不間斷注水，每