04工作面注水设计

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1、新安发煤矿04工作面煤层注水设计及安全技术措施编制人：靳立全编制单位：通防科施工单位：探水队时间：2013年3月12日总工程师批示：安监科矿调度机电科生产科回采队通风队施工负责人04工作面煤层注水设计一、设计依据1）根据煤矿安全规程“采煤工作面应采取煤层注水防尘措施”的规定。2）根据《煤矿各工种操作规程》。二、工程项目：04工作面煤层注水设计。04工作面注水孔剖面图三、用途：通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程中煤尘的的产尘量。运输顺槽回同顺槽3°120m运输顺槽回风顺槽04工作面

2、四、钻孔布置方式及详细参数1.钻孔布置在辅运顺槽布置钻孔，进行煤体预注水，辅运顺槽由里向外每隔20m布置一个钻孔，垂直煤壁钻进。2.钻孔参数钻孔间距20m，垂直煤壁钻进，上仰3º，孔深120-75m；3.设备及器材（1）钻机：ZYJ-400-27型全液压坑道钻机，符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；（2）钻杆：选用ф42mm的钻杆。（3）钻头：ф63mm钻头，适应岩性f＞3。4.钻孔施工（1）采用地质罗盘仪确定钻机钻进的方位和倾角；（2）钻孔排粉方式：直接采用井下防尘管道供水排粉；当供水压力小于2MPa时，应采用

3、辅助排粉设备；（3）接上钻杆及钻头，开动钻机进行钻孔作业。5.封孔将封孔器与井下静压水或高压水连接，封孔器插入需要注水的煤层孔内，打开水路安全阀，当封孔水压达到1Mpa时，靠静压水或高压水压力将封孔器的胶管膨胀后封孔，而后注水，注水完毕后，打开控制水阀，可将管内水放出，当封孔水压下降到0.5Mpa以下时，封孔器即可恢复原状，然后将封孔器抽出，完成注水工作。封孔深度采用自动封孔器封孔时，封孔深度应不小于1.5m。6.注水6.1设备及器材（1）5BZ-33/15煤层注水泵,50mm静压水管，水压2.2-2.5MPa。（2

4、）单向阀：直通式，开启压力为≤0.04MPa，额定压力≥15MPa，流量≥33L／min；（3）注水表：流量1.5～2.0m3/h；额定压力≥16MPa；（4）压力表：量程0～16MPa，精度1.5级；（5）阀门：高压阀门，耐压≥16MPa；普通阀门，耐压6.3MPa；（6）钢丝编织高压胶管40Mpa；（7）管路接头：采用快速接头，尺寸符合规定；（8）煤层注水封孔器：ZF22/50/6-A，4套，Φ小于钻孔6-12mm；（9）等量分流器：DF-4型，4×2台6.2注水系统本工作面采用静压注水系统。6.3注水参数（1）

5、注水压力（1.2-1.5）Pw≤P≤PT（1）式中：P——注水压力，MPa；Pw——煤层中瓦斯压力，MPa；PT——上覆岩层压力，MPa。根据我矿实际情况确定注水压力为5-7Mpa；（2）吨煤注水量应为0.02～0.04m3/t。本工作面取0.03m3/t。（3）单孔注水量（2）式中：Q——单孔注水量，m3；k——钻孔前方煤体湿润系数，1.1～1.3；本工作面取1.2；M--开采厚度，m；取1.3米；lj——钻孔间距，m；取20m；l——钻孔长度，m；取120m；ρ——煤的密度，t/m3；取1.35t/m3；δ——吨

6、煤注水量，m3/t，取0.03m3/t将相关参数代入式（2）得：单孔注水量：Q＝1.2×1.3×20×120×1.35×0.03=151.632m3（4）单孔注水流量由于注水流量与注水压力及煤的特性有关，本工作面设计时取0.4m3/h。（5）注水时间（3）式中：T——注水时间，h；q——单孔注水流量，m3/h；本工作面设计时取8.0m3/h。将相关参数代入式（3）得单孔注水时间为379.08h（注:如果在实际注水时，注水流量达不到注水要求，则注水时间要延长）。（6）同时注水钻孔数量n=Tu/(24*Lj)式中：n——

7、同时注水的钻孔数量；T——单孔注水时间；u——工作面日推进度，m/d，本工作面取2.4m/d。Lj——钻孔间距；将相关参数代入式（4）得同时注水钻孔数：n=1.89取2个（注：如果在实际注水时，注水流量和注水时间变化，同时注水钻孔数应适当增加）。（7）注水超前工作面距离（5）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。本工作面取20m；将相关参数代入式（5）得注水超前工作面距离为lc＝379.1×2.4/24＋20＝57.9m，取60m；（8）注水孔长度L=LG-S式中

8、LG为工作面长度，04工作面为145mS为保留煤体宽度，我矿为25-45m则我矿注水钻孔长度为100-120m6.4注水方法（1）封孔后按照设计连接注水系统；（2）打开静水管与注水孔连接管上的阀门进行注水；（3）当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁有水渗出时，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水。使用自动封孔器封孔注水时，封孔器外接1－2节钻杆。孔