矿山防尘技术 设计

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1、煤层注水防尘设计煤层注水是采煤工作面最主要的主动防尘措施。《煤矿安全规程》规定：采煤工作面应采取煤层注水防尘措施，有下列情况之一的除外：（1）围岩有严重吸水膨胀，注水后易造成顶板垮塌或底边变形，或者地质情况复杂，顶板破坏严重，注水后影响采煤安全的煤层。（2）注水后会影响采煤安全或造成劳动条件恶化的薄煤层；（3）原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层；（4）孔隙率小于4%的煤层；（5）煤层很松软、破碎、打钻孔时易塌，难成孔的煤层；（6）采用下行垮落法开采近距离煤层群或分层开采厚煤层，上层或上分层的采空区采取防灌水防尘措施时的下一层或下一分层。煤层注水的

2、作用除了在工作面生产前预先湿润煤炭，减少生产时的粉尘量外，对防治瓦斯突出、防治冲击矿压也有一定的作用。一、煤层注水设计的基本要求（1）煤层注水后水分应增加1%以上（2）综采工作面注水作业应超前工作面120m;（3）工作面距注水孔15-20m时应停止注水，防止工作面出水影响生产；（4）采用长孔注水布置时，注水钻孔长度不得小于工作面倾斜长度的；（5）多孔同时注水时，应有水量分配调节、监控记录装置；（6）应设计出合适的注水压力、流量、湿润剂，以提高注水效果；（7）注水布置方式合理，便于施工和考察注水效果；（8）必须辅以煤层注水系统示意图。二、煤层注水设计的主要内

3、容煤层注水设计必须根据矿井生产布局和自然条件，经计算、对比，选择合理的注水系统和布置方式。煤层注水设计主要应包括以下内容：1、矿井概况和设计基础资料主要阐述以下内容：（1）煤和煤层顶底板的物理机械性质。应说明煤和煤层顶底板的透水系数，原始水分、孔隙率、硬度、湿润角、真密度等内容。（2）煤层赋存条件说明煤层倾角、厚度、构造、夹矸及稳定性等内容。（3）开拓开采系统说明矿井开拓方法、采区巷道布置及采煤方法、开采深度、日产量、工作面推进度、工作面走向及倾斜长度。（4）矿井通风系统说明矿井通风系统的形式，工作面风量、工作面通风方式。（5）瓦斯、煤尘、火的情况说明瓦斯

4、压力、瓦斯突出危险性、煤尘爆炸性指数、自然发火器等内容。（6）防尘水源及供水系统。2、煤层注水方式煤层注水方式包括钻孔长度、位置及方位等内容。一般分为长孔、短孔、深孔、巷道钻孔等四种注水方式。确定煤层注水方式主要是根据煤层厚度、煤层倾角、煤体硬度、透水性、围岩性质、井巷布置、采煤方法、工作面推进及地质和生产条件等。[1]根据煤体作业及注水作业相互干扰程度、确定短孔还是长孔；[2]根据地质构造条件、产状要素及埋藏深度和煤层赋存状态，确定钻孔布置形式及注水量；[3]根据采煤方法和井巷布置条件，确定钻孔设备及钻孔布置形式；[4]根据煤体的透水性及泄水的可能性，确

5、定注水压力的大小及供水方式；[5]根据水对顶底板的影响程度，确定注水量、注水压力和注水方法和时间；[6]同时考虑注水作业的人力、设备、器材等条件。选择具体注水方式应参考如下因素：[1]地质构造简单，煤层赋存平稳，层节理和孔隙、裂隙比较发育的厚煤层和中厚煤层采用短孔注水；[2]煤层倾斜变化大，有走向断层，倾斜褶皱较多，煤层较薄，夹矸层较多的煤层采用短孔注水；[3]对倾斜布置的走向工作面或倾斜回采工作面前有现成开切巷道，可沿走向或斜交走向布置长钻孔，采用走向长钻孔注水；[1]在煤层中有走向断层，且靠近上风巷，采用上向孔布置；若靠近机巷，采用下向孔；如果断层落差

6、较大，且在工作面中部时，采用上、下向孔结合的布置形式；在煤层中有斜交断层时，可扇形布置伪斜钻孔；[2]在薄煤层，长钻孔易穿至顶底板，可采用上、下向孔结合的方式，以减少钻孔长度；在厚或特厚煤层则采用穿层孔、倾斜孔、走向孔等综合布置方式。[3]在倾斜长壁采煤和刀柱式采煤工作面采用走向钻孔和超前注水。上述是针对一般情况而言，实际设计时，具体情况具体分析，全面综合考虑，灵活应用。3.煤层注水参数计算（1）长孔注水参数计算1）钻孔直径钻孔直径主要由钻机、钻杆直径决定。我国采用岩石电钻打孔时，孔径一般为45mm左右；用钻机打孔时，孔径为53-60mm，少数大于70mm

7、。在选择时，也要考虑煤的硬度、破碎情况、封孔技术及注水量等因素。一般情况下，如果煤的硬度大，注水量大，封孔技术好，孔径可取较大一点，反之宜取较小的钻孔直径。根据我国目前传统的煤矿注水方式，钻孔直径均为45-75mm.2）钻孔长度确定钻孔长度要考虑下列因素：a)煤层透水性；b)工作面长度；c)注水时间和注水压力；d)钻机能力；e)煤层倾角、厚度、构造、夹矸等情况。使确定的孔长度能够使煤体普遍湿润，避免无水区和注水时间过长等。单向钻孔注水时孔长计算式：钻孔长度；工作面长度；与煤层透水性和钻孔方向有关的数据，透水性弱的煤层上、小孔，均取20m；对透水性强的煤层，

8、上向孔取，下向孔。根据我国的注水经验，钻孔长度最短不少于20-30