掘進(jìn)工作面煤層注水設(shè)計

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1、21151掘進(jìn)工作面煤層注水設(shè)計按照集團(tuán)公司《義煤集團(tuán)公司煤層注水技術(shù)管理規(guī)定》和集團(tuán)公司煤層注水專題會議精神要求，為有效解決21151工作面在掘進(jìn)期間煤層頂板壓力大，煤體節(jié)理發(fā)育，煤層破碎等不安全因素，滿足煤塵、煤體自燃、沖擊地壓等災(zāi)害防治的需要，特制定21151掘進(jìn)工作面煤層注水設(shè)計。一、21151準(zhǔn)備工作面概況1、工作面位置21151準(zhǔn)備工作面地面位于陳家門以東，地表形態(tài)較平坦，總體為西高東低。井下位于21采區(qū)三條下山東翼，自上而下第八個工作面，西側(cè)為21采區(qū)三條下山煤柱，東側(cè)為F16斷層煤柱，工作面上部為已回采的21132工作面，下部為沒設(shè)計的21171工作面。工作面為綜

2、采放頂煤開采，可采長度為734m，切眼長度180米，平均煤厚11米，可采儲量178萬噸。2、煤層賦存情況工作面所采煤層為侏羅紀(jì)中統(tǒng)下段義馬組2-3煤，上半部為半亮型塊狀硬質(zhì)煤，煤巖成分以亮煤為主，煤質(zhì)較好；下半部為半暗型塊狀硬質(zhì)煤，煤巖成分以暗煤為主，含夾矸較多，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全煤共含夾矸5-8層，單層厚度多為0.05-0.15m。3、地質(zhì)構(gòu)造情況本工作面所掘范圍里地質(zhì)構(gòu)造簡單，下巷探巷掘進(jìn)將揭露三維地震勘探斷層，局部地段煤層節(jié)理發(fā)育、破碎，易片幫冒頂。4、水文地質(zhì)本工作面水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，對應(yīng)地表無威脅水源。工作面中間上半部有一部分為砂巖體頂板，砂巖疏松，富含水，但砂巖體補給

3、水源弱，屬靜態(tài)貯水。上部21132工作面采空區(qū)有6萬m3積水，上巷每掘進(jìn)50米對21132工作采空區(qū)積水進(jìn)行一次探放水。在掘進(jìn)過程中，生產(chǎn)區(qū)隊要及時完善排水系統(tǒng)，保證排水能力。正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為100m3/h。5、影響掘進(jìn)的其它地質(zhì)情況（1）瓦斯：預(yù)計絕對瓦斯涌出量1.5-2.5m3/min；（2）煤塵：具爆炸危險性，爆炸指數(shù)為48.33%；（3）煤的自燃：自燃傾向性嚴(yán)重，自然發(fā)火期一般為15-30天；（4）地溫：正常；（5）地壓：有一定的沖擊地壓顯現(xiàn)，掘進(jìn)中會出現(xiàn)煤炮。6、支護(hù)形式21151上、下巷采用全斷面錨網(wǎng)（索）架36U-5.6m拱型可縮性支架復(fù)合支護(hù)

4、，棚距。上、下巷采空區(qū)下巷道，壓力顯現(xiàn)需要加強支護(hù)時，可加打配套“п”型棚支護(hù)。7、沖擊傾向性根據(jù)綜合指數(shù)法劃定，21151掘進(jìn)工作面為中等沖擊區(qū)域，根據(jù)集團(tuán)公司防沖細(xì)則補充規(guī)定要求，該工作面按照強沖擊危險區(qū)域管理。8、21151工作面掘進(jìn)順序：21151上巷：21151運料斜巷→21151上巷→21151切眼21151下巷：自2120運料斜巷開口與21151運料斜巷貫通→21151下巷外段→21151下巷→21151切眼二、21151準(zhǔn)備工作面煤層注水設(shè)計1、注水施工方案：21151掘進(jìn)工作面煤層注水采用本煤層高（靜）壓注水方式進(jìn)行。①實施指標(biāo)：含水率增值及煤體濕潤時間。預(yù)注水

5、實施指標(biāo)初步定為：含水率增值不小于1.5%，煤層濕潤時間為靜壓注水20天，高壓注水以煤壁反水為準(zhǔn)。②注水孔布置：a)掘進(jìn)工作面正頭：在掘進(jìn)工作面正頭呈放射狀單排布置2個鉆孔，注水孔沿巷道掘進(jìn)方向呈+3°，外偏15°布置，鉆孔距底板1.5米，鉆孔距幫1.5米，注水鉆孔深度為25米。正頭注水鉆孔隨巷道推進(jìn)，每掘進(jìn)20米，必須打設(shè)新的注水孔進(jìn)行預(yù)注水。b)掘進(jìn)巷道兩幫：21151上巷上部為2113采空區(qū)，故上幫不布置注水鉆孔；下幫注水鉆孔垂直煤壁單排布置，角度呈-11°，鉆孔深度均為40米，鉆孔距底板1.5米。21151下巷上幫注水鉆孔垂直于煤壁單排布置，仰角為+11°，鉆孔深度為40

6、米，孔間距為20米，鉆孔距底板1.5米；下幫注水鉆孔垂直煤壁單排布置，角度呈-11°，鉆孔深度均為40米，鉆孔距底板1.5米。注水孔間距按煤的透水性確定，一般為10-20m（透水性差的煤層孔間距應(yīng)取較小值，透水性好時取大值），初步定孔間距為20m（具體參數(shù)應(yīng)視應(yīng)用效果進(jìn)一步優(yōu)化）。巷道兩幫注水鉆孔滯后正頭不得超過20米。見附圖：（21151掘進(jìn)工作面注水鉆孔布置圖）注：（注水鉆孔深度、角度等相關(guān)參數(shù)可隨煤層厚度變化及注水效果進(jìn)行調(diào)整。注水孔應(yīng)避免穿過斷層或破碎帶等導(dǎo)水區(qū)。）2、注水壓力和流量：采用三柱塞高壓注水泵（3BZ-SZ8.1/17-45型），注水壓力不小于12MPa，每孔

7、流量3m3/h。3、注水量計算：①每個鉆孔安設(shè)流量計、壓力表，使用防塵管高（靜）壓注水。②掘進(jìn)巷道兩幫40m深孔單孔注水量根據(jù)注水孔承擔(dān)的濕潤煤量計算：為：Q＝K·T·W/q=1.5×12320×1.5﹪=277.2t式中Q----一個注水孔的注水量，m3；K----富余系數(shù)，一般為1.0-1.55；（取1.5）T----一個注水孔承擔(dān)的濕潤煤量，t；W----預(yù)計含水率增值，%。（取1.5）q----水的密度，g=1t/m3③一個注水孔承擔(dān)的濕潤煤量計算：T＝L·S·M·γ=4