2101采煤工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案(靜壓注水)

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1、2101采煤工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案鴻利煤業(yè)有限公司2014年12月12日2101工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案煤層注水是采煤工作面最有效的防塵措施之一，實(shí)踐證明，實(shí)施煤層注水不但能有效減少采煤工作面煤塵的產(chǎn)生，而且能夠改變煤體的多種物理力學(xué)性質(zhì)，減少沖擊地壓、煤層自燃發(fā)火，對采煤工作面的安全生產(chǎn)具有重大的意義。為有效改善我我礦2101采煤工作面的作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，遏制煤塵事故發(fā)生，決定對該工作面實(shí)施煤層注水，特編寫《2101采煤工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案》如下：一、工作面概況該工作面傾向長度為390m，工作面長度為103m，面積為40170㎡，煤層傾角為

2、2～5°，平均3.5°，煤層厚度0.8～1.52m，煤層平均厚度為1.2m。二、工作面地質(zhì)構(gòu)造工作面總體為單斜構(gòu)造，煤層傾角2-5°，經(jīng)回風(fēng)順槽掘進(jìn)至340m時(shí)揭露，有一條走向42°，傾角75°落差70—80m的正斷層；運(yùn)輸順槽在掘進(jìn)至317m時(shí)揭露一直徑為25m的陷落柱；切眼從運(yùn)輸順槽側(cè)開始掘進(jìn)至53m處時(shí)揭露斷層走向40°，傾角75°，經(jīng)打鉆探煤得知落差在70—80m，據(jù)分析該斷層和回風(fēng)順槽揭露的為同一斷層。會對以后回采造成一定的影響。在過斷層或陷落柱期間必須制定《安全技術(shù)措施》。據(jù)2014年山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心《鑒定報(bào)告》，本煤層自燃

3、傾向性等級為Ⅱ級，屬于易自燃煤層；煤層具有爆炸性。三、設(shè)計(jì)目的有效減少2101采煤工作面在回采過程中的產(chǎn)塵量，降低工作面的粉塵濃度，提高作業(yè)場所能見度，改善工作面的作業(yè)環(huán)境，防止職業(yè)病的發(fā)生，從根本上杜絕粉塵危害。并為2101采煤工作面回采過程中的瓦斯治理創(chuàng)造良好的條件、奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四、注水鉆孔參數(shù)的確定1、注水方式：采用工作面傾向單向長鉆孔注水2、注水方法：采用靜壓注水（具體方式根據(jù)現(xiàn)場情況決定）3、鉆孔布置：從2101采煤工作面輔助運(yùn)輸巷沿煤層延伸方向、距底板1.4m處打平行于工作面的下向孔，采用靜壓注水的方法進(jìn)行煤層預(yù)注水。4、鉆孔直徑：

4、Ф65mm5、鉆孔深度L=L1-M=103-1/3×103=68.67m。取68m式中：L—鉆孔長度，mL1—工作面長度，mM—與煤層透水性和鉆孔方向有關(guān)的參數(shù)（取下向孔且煤層透水性強(qiáng)，取1/3L1），m6、鉆孔間距B=2.5Rh=2.5×2.3×3.5=20.125m。取20m。式中：B—鉆孔間距，mR—濕潤半徑，mH—巷道凈高（注水工作面、回風(fēng)巷），m7、鉆孔傾角γ=α－θ=5°－0.3°=4.7°式中：γ—鉆孔傾角α—煤層傾角θ—鉆孔最大下沉角；θ＝arctanh/L=0.3°h—鉆桿下沉距離，mL—鉆孔深度，mh/L—鉆桿下沉率，一般為0.

5、3—5％，本設(shè)計(jì)取0.3％8、2101采煤工作面注水鉆孔參數(shù)表本次施工在2101采煤工作面運(yùn)輸順槽，從開切眼位置至設(shè)計(jì)停采線位置，每隔20m鉆一個(gè)注水孔，設(shè)計(jì)鉆孔工19個(gè)。地點(diǎn)鉆孔編號機(jī)心高度(m)鉆孔直徑(mm)鉆孔傾角(°)鉆孔深度(m)2101綜采工作面輔助運(yùn)輸巷1～51.40655°686～101.40655°6811～151.40655°6816～191.40655°68五、煤層注水參數(shù)的確定1、注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用靜壓注水系統(tǒng)，詳見附圖《2101采煤工作面煤層注水系統(tǒng)示意圖》。采用多孔注水，同時(shí)注水鉆孔數(shù)為3個(gè)。在2101采煤工作面運(yùn)輸順槽

6、靜壓供水管路的三通閥門上引出Ф25的的高壓膠管，接入分流器，分出三支Ф10的高壓膠管作為注水管路，并在注水管路上接入壓力表、流量表和流量調(diào)節(jié)閥等。單孔累計(jì)注水時(shí)間不少于1個(gè)月或直到煤幫在預(yù)定濕潤范圍內(nèi)“出汗”為止。注水超前回采的距離不小于1個(gè)月的推進(jìn)度，超前時(shí)間不少于1個(gè)月。2、注水壓力由于設(shè)計(jì)采用靜壓注水，所注水為純水，因此注水壓力以1.5～5Mpa為宜；一般采用調(diào)節(jié)鉆孔的注水量流量來控制注水壓力，注水時(shí)從低壓逐漸升壓，直至注水壓力穩(wěn)定為止。3、單孔注水量Q=2BLMγ（W1-W2）K=11.5×68×1.2×1.35×（4%-2.55%）×1.

7、5=27.55m3式中：Q—一個(gè)鉆孔注水量，m3B—孔間距，mL—鉆孔長度，mM—工作面煤層厚度，m，根據(jù)2101實(shí)際情況，取1.2mγ—煤容重，t/m3，3#煤層1.35t/m3W1—注水后要求達(dá)到的水分取，取4%m3/tW2——煤層原有水分，取2.55%m3/t（W1-W2）一般取1%～2%，本設(shè)計(jì)中取1.45%m3/tk—考慮圍巖吸收水分，水的漏失和注水不均勻系數(shù)，取1.54、注水流量注水流量不宜過大，小流量注水對煤層的濕潤效果最好。只要時(shí)間允許，應(yīng)盡量采用小流量注水，注純水時(shí)注水流量可取15～20L/min。5、單孔注水時(shí)間t＝[Q/(6

8、0×q)]×1000＝[48.62/(60×20)]×1000＝40.52h=2d式中：t─單孔累計(jì)注水時(shí)間，hQ─單孔注