s2201注水设计(动压封孔器封孔注水)

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1、S2201综采工作面煤层注水设计及安全技术措施李家窑煤业公司综采队二O—三年二月S2201综采采煤工作面煤层注水设计及安全措施为增加煤体湿度，减少煤尘飞扬，创造良好的作业环境，确保矿井安全生产和员工的身体健康，同时也为降低煤体瓦斯的赋存量，特编制本安全技术措施对S2201综放工作面进行煤体注水。一、S2201工作面概况本工作面所采煤层为石炭系山西组中部22s煤层，地质结构复杂，顶板多为中粒砂岩或粗粒砂岩，底板为泥岩，煤层结构简单，含夹矸0〜2层，平均煤层厚度为4.47m。本采面在掘进过程中揭露4条断层，

2、最大落差15米，最小落差2米，运输顺槽揭露全岩断层走向长度90多米，对回采影响较大。根据现有勘探资料及掘进期间涌水状况，S2201首采工作面直接充水因素主要为太原组碎屑岩裂隙含水岩组，该含水岩组主要以中、厚层状的中、粗砂岩层间裂隙及脉状裂隙含水为主。且工作面呈南高北低趋势，根据S2201首采工作面胶带运输顺槽和回风顺槽在掘进时涌水量状况，工作面在开采期间可能受水的影响较小，预计S2201工作面回采期间正常涌水量5m3/h,最大涌水量10m3/h。四邻间不会给工作面回采带来水害威胁。工作面上部为18'煤层

3、，历史采掘情况不详，为保证回采期间的安全，必须严格执行探放水制度及制定相应的探放水措施。本采面属低瓦斯工作面，瓦斯涌出量很小，煤层自燃发火倾向为II级，属于自燃煤层，自然发火期为6〜9个月。所以应有严格的预防煤层自燃措施。本工作面所采22#煤，属于煤尘爆炸性危险煤层，因此有必要对煤层进行注水。工作面参数：工作面标高：1302〜1333.5m工作面走向长度：716m工作面长度：103.9m工作面面积：74392.dm2二、注水设计1.注水方式的选择：根据本矿井煤层赋存特点，设计煤层注水采用长孔动压注水方式

4、。采用单向钻孔布置，即在工作面回风顺槽平行工作面向煤体打钻孔注水，钻孔沿煤层均匀布置，孔口位置距底板高度为1.5米，钻孔间距10米。2.注水钻孔参数的确定：注水钻孔参数主要是：钻孔直径、钻孔长度、间距、钻孔角度、封孔长度和方式。(1)钻孔直径：孔径大小与煤的硬度、注水量要求、封孔技术和钻具条件有关，注水钻孔直径采用75mm。(2)钻孔长度：I=L-M=103.9-1/3X103.9々69.27m式中：L一钻孔长度；h—工作面长度；M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数(本工作面下向孔且煤层透水性强，取1/

5、3LD为了充分湿润煤体，加快注水时间，钻孔长度取80米(1)钻孔间距：钻孔间距的大小取决于煤层的透水性、倾向和走向方向渗透的差异性、煤层厚度及封孔深度等综合因素，综合考虑本设计钻孔间距取10m。(2)钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层倾角一致，使钻孔始终保持在煤层中，以免穿透顶底板，钻孔尽量垂直煤层节理面。(3)封孔深度和封孔方式：封孔应保证封孔处及其附近煤壁不发生透水、泄水和渗水；在湿润半径未迗到设计要求前不发生泄水和渗水现象，本设计封孔采用封孔器封孔，封孔深度为8米。1.注水系统的选择(1)技术要求：①

6、注水系统：注水系统由煤层高压注水水泵、自动控制水箱、高压水表和截止阀等组成。本设计采用动压多孔注水系统，煤层注水以静压水为给水水源。②注水效果：长孔煤层注水的效果表现为采煤时空气含尘量的降低；抑制瓦斯涌出；降低工作面和回风流中的瓦斯浓度；降低工作面的温度；降低煤的硬度，容易开采，提高生产效率。③注水压力：注水压力取决于煤层的透水性强弱，应不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。本设计注水压力为5〜9MPa。(2)注水参数的确定：注水参数指注水压力，注水流量(注水速度)，注水量及注水时间。①根据本煤矿透水性较

7、强的情况，采用动压注水，注水压力为5〜9MPa。②小流量注水对煤层湿润效果较好，本工作面煤层注水采用小流量注水，动压注水流量为0.002〜0.24m:7(h.m),本设计注水钻孔长度为80米，故设计拟取注水流量为0.02X80=1.6m3/h。①注水量按吨煤注水量计算：Q=LXBXMXpX8式中：Q个钻孔的注水量L——工作面长度，103.9m;B——钻孔间距，取10m;M——煤层厚度，4.47m；P——煤容重，1.44t/m3；8吨煤注水量，按0.03m3/1考虑。Q=103.9X10X4.47X1.4

8、4X0.03^200.63m3②注水时间T=Q/V式中：T注水时间，h;Q钻孔注水量，m3;V注水流量，1.6m'/h；T=200.63/1.6=125.39h；③注水超前工作面距离为保证每个钻孔能够注入所需要的水量，而且迗到较高的渗吸率，取得较好的效果，必须使注水钻孔与工作面有一个合理的间距，确保采煤与注水的正常衔接。lc=(TXv)/24+lt式中：lc——注水超前工作面距离，m;It——停止注水时钻孔距工作面的距离，取10m;v——工