3205综放工作面动压注水设计

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1、3205工作面动压注水设计一、注水方式及钻孔参数1、注水方式的选择煤层注水方式是指钻孔长度、位置和方向，一般分为长孔、短空、深孔和巷道注水等四种注水方式。本设计采用长孔注水方式，单向钻孔位置，即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水，钻孔均沿煤层均匀布置，钻孔口位置在巷道底板1.3m处。2、钻孔参数1）钻孔直径：孔径为94mm。2）钻孔长度：钻孔长度可根据工作面长度和煤层倾角而确定，根据我国的注水经验，工作面较长，倾角平缓，厚煤层，下向注水钻孔长度根据公式：L=L1-M式中：L-钻孔长度，mL1-工作面长度，200mM-与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，上

2、向孔≥20m，下向孔M=1/3L1，m;钻孔长L=133m。为了充分湿润煤体，加快注水时间，取150m。3）钻孔间距：钻孔间距可根据煤层的湿润半径来计算，孔深时，孔距要大些；孔浅时，孔距要小些，合理的钻孔间距一般通过实践来确定。根据经验一般按10—25m考虑，本设计由于煤层厚度，并采用综放，孔距取12m。4）钻孔角度：钻孔角度原则上向顶板方向倾斜，与煤层夹角为1°—1.5°6，以保证与瓦斯抽放钻孔保持一定距离并确保钻孔始终保持在煤层内。由于本矿井采用钻孔抽放瓦斯，煤层中布置有瓦斯抽放钻孔，注水钻孔用躲开瓦斯钻孔，开孔高度应低于瓦斯钻孔200mm以上，以免和瓦斯抽放钻

3、孔交叉。当注水钻孔与瓦斯钻孔交叉时，应重新打注水孔。3、钻机型号及规格根据设计要求，钻孔长度为150m，选用ZDY—4000L型煤矿用液压钻机。4、煤层注水布置方式采用超前钻孔注水，在距离3205工作面开切眼25m—30m内布置注水钻孔。由于煤层透水能力强，孔间距选为12m。5、封孔方法采用水泥稠浆加膨胀剂作为封孔材料，采用封孔泵进行封孔，以保证封孔质量。水泥稠浆水灰比为水泥：水=1：0.4，其密度约为2t/m3。封孔深度按12m考虑，并根据实际注水情况予以修正。二、注水参数及其确定1、注水量①按经验公式计算钻孔注水量Q=LBMγq=200×12×5.50×1.41

4、×0.03=558m³式中：Q—一个钻孔注水量，m³；L—工作面长度，m；单向钻孔注水L=200m;B—孔间距，mM—煤层厚度，mγ—煤容重，t/m³；6q—吨煤注水量，一般按0.03m³/t考虑。②按水分增加值计算钻孔注水量Q=LBMγ(W1-W2)K=200×12×5.50×1.41×（0.04-0.015）×1.5=698m³式中：W1—注水后要求达到的水分，%；W2—煤层原有水分，%K—考虑围岩吸收水分、水的漏失和注水不均匀衡系数，取1.5。其余符号代表意义同前。③吨煤注水量根据上述两式计算，选择单孔注水量为698m³。则吨煤注水量为：q=Q/(LBMγ)

5、=698/(200×12×5.50×1.41)=0.04m³/t式中：符号代表意义同前。④工作面平均日注水量Q=q×G式中：Q—矿井日注水量，m³G—注水工作面日产量，t/d,本矿井为9000t/d；q—吨煤注水量，0.04；按上述公式计算，矿井日注水量为364m³/d。注水后媒体水分达到4%左右。根据实际注水效果，通过快速水分测定仪测试，调整注水量和注水时间。为保证注水效果，并适应工作面回采推进速度，注水工作超前工作面回采1个月完成。62、注水压力注水压力反映了钻孔的注水阻力，其影响因素较多，主要与煤层的透水性及瓦斯压力有关。注水压力一般分为低压、中压、中高压、高

6、压和超高压，为了提高煤层的湿润效果，采用动压注水。动压注水多属中压，我国的注水经验动压注水一般为4.9—19.6MPa。在所取的注水流量条件下造成的注水压力是否符合该煤层的注水要求，需通过注水实践来确定。一般情况下注水压力应满足以下条件：（1.2—1.5）Pw≤P≤Pr式中：P—注水压力，MPa；Pw—煤层中瓦斯压力，MPa;Pr—上覆岩压力，MPa。本矿井煤层埋藏深，瓦斯含量多，应采用较高压力注水。但是，由于3号煤较软，节理发育，压力太高又容易造成跑冒，因此，初定水压为7MPa，生产后可根据实际情况调节。所选煤层注水泵最高压力可达15MPa，能够满足该项目单向长钻

7、孔动压注水的需要。3、注水时间T单孔注水时间T（小时，h）取决于钻孔单孔注水量和单孔注水流量，按T=Q/V计算，根据所选设备，取6m3/h。T=698/6=116h每天注水时间按18个小时计算，得出注水的天数：Td=T/18=6.4d。计算得出，在钻孔间距为12m时的注水时间为6.4d。4、注水超前工作面的距离XX=Td·s+x6式中：s—工作面日推进进度为7.2m；x—停止注水时钻孔工作面的距离，取30m。计算得出注水超前工作面的最短距离为76m，取80m。5、封孔深度及封孔方法由于该采面煤层注水时动压注水，煤层硬度较小，且裂隙较发育，封孔深度不得小于10m，