4201综采工作面煤层注水设计及安全技术措施

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1、4201综采工作面煤层注水设计及安全技术措施通防部2016年12月12日84201综采工作面煤层注水设计及安全技术措施会审签名表总工程师：年月日安全副矿长:年月日生产副矿长：年月日机电副矿长：年月日通风副矿长：年月日安管部：年月日通防部：年月日调度室：年月日技术部：年月日监控中心：年月日综采队：年月日通风队：年月日84201综采工作面煤层注水设计及安全技术措施根据矿井粉尘防治要求，现将对4201综采工作面煤层打钻注水，为保证施工质量及安全，特制定本设计及安全技术措施：一、工作面概况4201综采工作面为4号煤

2、二采区工作面。工作面运输顺槽走向990m，回风顺槽走向990m。面长为210m。该工作面北部为4202掘进工作面，东部为薛家墕村庄保安煤柱，南部邻矿采空区，西部为4号煤二采区轨道、回风、运输大巷。上覆无工程，下伏无工程。瓦斯绝对涌出量：12.6m3/min。二氧化碳绝对涌出量：0.22m3/min。煤尘爆炸指数：31.6%。煤层自然倾向性：自燃。二、煤层打钻设计（一）钻孔注水根据本矿的实际情况和设备情况在工作面回风顺槽进行打钻注水，采用单向长孔煤层注水方法，通过注水泵将供水管路中的水注入煤层中。1、钻孔间距

3、在4201工作面回风顺槽距离切眼30m开始注水，注水孔湿润半径：10-20m。钻孔间距：20m。钻孔深度：钻孔深度为180m。2、钻孔个数在4201回风顺槽切眼至停采线走向长度为960米钻孔个数：（960－30）/20=48（个）3、钻孔直径该工作面钻孔终孔直径为Φ94mm。5、钻孔位置及倾角8钻孔位置平面图钻孔倾角计算：a＝arcsin（h/Lg）（1）式中：a——钻孔倾角，度。h——两顺槽位置标高高差，取5m。Lg——工作面倾斜长度；210m。a=—1.4°（负号表示下倾）（二）注水设备及工具设计选择Z

4、DY2000S型全液压钻机。配套钻杆直径为φ63.5mm，每节钻杆长度1.5m的钻探钻杆，钻头为三翼合金钻头及金刚石钻头、KBZ-100/150煤层注水泵（压力16MPa，流量4.5m3/h）ZF型橡胶封孔器、地质罗盘仪、米尺。1、封孔方法采用ZF型橡胶封孔器。ZF型橡胶封孔器由进水接头、膨胀软管(耐液体的合成橡胶内胶层、外胶层及钢丝增强层)、节流喷嘴组成.橡胶封孔器是利用膨胀胶管作为密封件的封孔装置。水泵排出的压力水经过橡胶封孔器端头的节流喷嘴流出，由于节流喷嘴直径很小，当一定流量的水通过时便在喷嘴处形成

5、压力差，使得胶管内的压力升高，促使胶管长度变短，直径膨胀变大，直到与钻孔的孔壁完全贴紧为止，当压力差达到一定数值时，就实现了封住钻孔的目的。橡胶封孔器结构示意如下图所示：82、使用方法（1）应根据钻孔直径正确选择相应型号的橡胶封孔器，要求封孔段的钻孔壁直、光滑、洁净，在安放封孔器前应尽量用水或压风将封孔段内的煤粉排除干净。（2）使用时必须将封孔器完全插入煤层钻孔内，深度以1米为最佳。（3）往钻孔内送进封孔器时应严格按照规定的允许工作压力使用，防止封孔器破裂或造成严重事故。（4）橡胶注水封孔器要与封孔孔径相匹

6、配，否则将造成封孔器过早损坏。3、注水参数：注水方式采用利用注水泵注水，注水压力2.5MPa，要求每个钻孔的注水量根据煤层原始水份来确定，注水后煤层水份增加应在1.5％以上，如果原始水份大于4％可不注水。三、煤层注水设计（一）注水系统（二）注水量计算4201回风顺槽范围内单孔注水量Q=K×M×Lj×L×ρ×δ（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1.9m。Lj——钻孔间距，m；取20m。L——钻孔长度，m；取180m。ρ——煤

7、的密度，t/m3；取1.42t/m3。δ——吨煤注水量，m3/t；取0.02m3/t。将相关参数代入上式得：单孔注水量：Q＝1.2×1.9×20×180×1.42×0.02＝233.1m3本工作面注水流量控制在2.5m3/h。（三）注水时间T＝Q/q（3）式中：T——注水时间，h；8q——单孔注水流量，2.5m3/h。将相关参数代入式（3）得单孔注水时间为：在回风顺槽范围内单孔注水时间T＝233.1/2.5＝93.2h（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）。回风顺槽同时注水钻孔数

8、量n＝T·U/（24×Lj）(4)式中：n——同时注水钻孔数量。T——单孔注水时间,93.2h。U——工作面日推进度，m/d；本工作面取4.8m/d。Lj——钻孔间距,20m。将相关参数代入式（4）中，得同时注水钻孔数量n为0.93，取1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）。（四）注水超前工作面的距离L＝T·U/24＋Lt（5）式中：L——注水超前工作面的距离，m。Lt—