2101采煤工作面煤层注水设计方案(静压注水)

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1、2101采煤工作面煤层注水设计方案鸿利煤业有限公司2014年12月12日2101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。为有效改善我我矿2101采煤工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，决定对该工作面实施煤层注水，特编写《2101采煤工作面煤层注水设计方案》如下：一、工作面概况该工作面倾向长度为390m，工作面长度为103m，面积为40170㎡，煤层倾角为2～5°

2、，平均3.5°，煤层厚度0.8～1.52m，煤层平均厚度为1.2m。二、工作面地质构造工作面总体为单斜构造，煤层倾角2-5°，经回风顺槽掘进至340m时揭露，有一条走向42°，倾角75°落差70—80m的正断层；运输顺槽在掘进至317m时揭露一直径为25m的陷落柱；切眼从运输顺槽侧开始掘进至53m处时揭露断层走向40°，倾角75°，经打钻探煤得知落差在70—80m，据分析该断层和回风顺槽揭露的为同一断层。会对以后回采造成一定的影响。在过断层或陷落柱期间必须制定《安全技术措施》。据2014年山西省煤炭工业局综合测试中心《鉴定报告》，本煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级

3、，属于易自燃煤层；煤层具有爆炸性。三、设计目的有效减少2101采煤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2101采煤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（具体方式根据现场情况决定）3、钻孔布置：从2101采煤工作面辅助运输巷沿煤层延伸方向、距底板1.4m处打平行于工作面的下向孔，采用静压注水的方法进行煤层预注水。4、钻孔直径：Ф65mm5、钻孔深度L

4、=L1-M=103-1/3×103=68.67m。取68m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（取下向孔且煤层透水性强，取1/3L1），m6、钻孔间距B=2.5Rh=2.5×2.3×3.5=20.125m。取20m。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γ=α－θ=5°－0.3°=4.7°式中：γ—钻孔倾角α—煤层倾角θ—钻孔最大下沉角；θ＝arctanh/L=0.3°h—钻杆下沉距离，mL—钻孔深度，mh/L—钻杆下沉率，一般为0.3—5％，本设计取0.3％8、2

5、101采煤工作面注水钻孔参数表本次施工在2101采煤工作面运输顺槽，从开切眼位置至设计停采线位置，每隔20m钻一个注水孔，设计钻孔工19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)2101综采工作面辅助运输巷1～51.40655°686～101.40655°6811～151.40655°6816～191.40655°68五、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《2101采煤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2101采煤工作面运输顺槽静压供水管路的三通阀门上引出Ф25的的高

6、压胶管，接入分流器，分出三支Ф10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等。单孔累计注水时间不少于1个月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1个月的推进度，超前时间不少于1个月。2、注水压力由于设计采用静压注水，所注水为纯水，因此注水压力以1.5～5Mpa为宜；一般采用调节钻孔的注水量流量来控制注水压力，注水时从低压逐渐升压，直至注水压力稳定为止。3、单孔注水量Q=2BLMγ（W1-W2）K=11.5×68×1.2×1.35×（4%-2.55%）×1.5=27.55m3式中：Q—一个钻孔注水量，m3

7、B—孔间距，mL—钻孔长度，mM—工作面煤层厚度，m，根据2101实际情况，取1.2mγ—煤容重，t/m3，3#煤层1.35t/m3W1—注水后要求达到的水分取，取4%m3/tW2——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15～20L/min。5、单孔注水时间t＝[Q/(60×q)]×1000＝[48.62/(60×20)]×1

8、000＝40.52h=2d式中：t─单孔累计注水时间，hQ─单孔注