掘进工作面煤层注水设计

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1、21151掘进工作面煤层注水设计按照集团公司《义煤集团公司煤层注水技术管理规定》和集团公司煤层注水专题会议精神要求，为有效解决21151工作面在掘进期间煤层顶板压力大，煤体节理发育，煤层破碎等不安全因素，满足煤尘、煤体自燃、冲击地压等灾害防治的需要，特制定21151掘进工作面煤层注水设计。一、21151准备工作面概况1、工作面位置21151准备工作面地面位于陈家门以东，地表形态较平坦，总体为西高东低。井下位于21采区三条下山东翼，自上而下第八个工作面，西侧为21采区三条下山煤柱，东侧为F16断层煤柱，工作面上部为已回采的21132工作面，下部为没设计的21171工作面。工作面为综

2、采放顶煤开采，可采长度为734m，切眼长度180米，平均煤厚11米，可采储量178万吨。2、煤层赋存情况工作面所采煤层为侏罗纪中统下段义马组2-3煤，上半部为半亮型块状硬质煤，煤岩成分以亮煤为主，煤质较好；下半部为半暗型块状硬质煤，煤岩成分以暗煤为主，含夹矸较多，煤层结构复杂，全煤共含夹矸5-8层，单层厚度多为0.05-0.15m。3、地质构造情况本工作面所掘范围里地质构造简单，下巷探巷掘进将揭露三维地震勘探断层，局部地段煤层节理发育、破碎，易片帮冒顶。4、水文地质本工作面水文地质条件较复杂，对应地表无威胁水源。工作面中间上半部有一部分为砂岩体顶板，砂岩疏松，富含水，但砂岩体补给

3、水源弱，属静态贮水。上部21132工作面采空区有6万m3积水，上巷每掘进50米对21132工作采空区积水进行一次探放水。在掘进过程中，生产区队要及时完善排水系统，保证排水能力。正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为100m3/h。5、影响掘进的其它地质情况（1）瓦斯：预计绝对瓦斯涌出量1.5-2.5m3/min；（2）煤尘：具爆炸危险性，爆炸指数为48.33%；（3）煤的自燃：自燃倾向性严重，自然发火期一般为15-30天；（4）地温：正常；（5）地压：有一定的冲击地压显现，掘进中会出现煤炮。6、支护形式21151上、下巷采用全断面锚网（索）架36U-5.6m拱型可缩性支架复合支护

4、，棚距。上、下巷采空区下巷道，压力显现需要加强支护时，可加打配套“п”型棚支护。7、冲击倾向性根据综合指数法划定，21151掘进工作面为中等冲击区域，根据集团公司防冲细则补充规定要求，该工作面按照强冲击危险区域管理。8、21151工作面掘进顺序：21151上巷：21151运料斜巷→21151上巷→21151切眼21151下巷：自2120运料斜巷开口与21151运料斜巷贯通→21151下巷外段→21151下巷→21151切眼二、21151准备工作面煤层注水设计1、注水施工方案：21151掘进工作面煤层注水采用本煤层高（静）压注水方式进行。①实施指标：含水率增值及煤体湿润时间。预注水

5、实施指标初步定为：含水率增值不小于1.5%，煤层湿润时间为静压注水20天，高压注水以煤壁反水为准。②注水孔布置：a)掘进工作面正头：在掘进工作面正头呈放射状单排布置2个钻孔，注水孔沿巷道掘进方向呈+3°，外偏15°布置，钻孔距底板1.5米，钻孔距帮1.5米，注水钻孔深度为25米。正头注水钻孔随巷道推进，每掘进20米，必须打设新的注水孔进行预注水。b)掘进巷道两帮：21151上巷上部为2113采空区，故上帮不布置注水钻孔；下帮注水钻孔垂直煤壁单排布置，角度呈-11°，钻孔深度均为40米，钻孔距底板1.5米。21151下巷上帮注水钻孔垂直于煤壁单排布置，仰角为+11°，钻孔深度为40

6、米，孔间距为20米，钻孔距底板1.5米；下帮注水钻孔垂直煤壁单排布置，角度呈-11°，钻孔深度均为40米，钻孔距底板1.5米。注水孔间距按煤的透水性确定，一般为10-20m（透水性差的煤层孔间距应取较小值，透水性好时取大值），初步定孔间距为20m（具体参数应视应用效果进一步优化）。巷道两帮注水钻孔滞后正头不得超过20米。见附图：（21151掘进工作面注水钻孔布置图）注：（注水钻孔深度、角度等相关参数可随煤层厚度变化及注水效果进行调整。注水孔应避免穿过断层或破碎带等导水区。）2、注水压力和流量：采用三柱塞高压注水泵（3BZ-SZ8.1/17-45型），注水压力不小于12MPa，每孔

7、流量3m3/h。3、注水量计算：①每个钻孔安设流量计、压力表，使用防尘管高（静）压注水。②掘进巷道两帮40m深孔单孔注水量根据注水孔承担的湿润煤量计算：为：Q＝K·T·W/q=1.5×12320×1.5﹪=277.2t式中Q----一个注水孔的注水量，m³；K----富余系数，一般为1.0-1.55；（取1.5）T----一个注水孔承担的湿润煤量，t；W----预计含水率增值，%。（取1.5）q----水的密度，g=1t/m3③一个注水孔承担的湿润煤量计算：T＝L·S·M·γ=4