青海海青海海泰煤業有限責任公司鐵邁煤礦泰煤業有限責任公司鐵邁煤礦 1101011010 綜放工作面煤層注水設計綜放工作面煤層注水設計 一 前言 煤層注水是減少采煤工作面粉塵產生的最基本 最有效的措施 通過煤層注水一般除塵率可達 60 80 煤層注水是通過鉆孔將壓力 水注入煤層中 使煤層得到預先濕潤 增加煤體的水分 減少采煤 時的粉塵產生量 防止煤塵堆積 避免煤塵爆炸 同時對煤層中的 瓦斯有提前均勻釋放的作用 因此 我礦決定進行煤層注水 以減 少粉塵產生量 改善井下作業條件 二 11010 工作面概述 1 11010 工作面位置 11010 工作面位于一采區上山南側上部 東臨尚未開采的 11030 工作面 南鄰 F4 F5 斷層交匯區 西鄰淺部未開采區 北臨軌道暗 斜井保護煤柱工作面對應地表為荒山地帶 無水體及建筑物 地面 標高 3217m 3241m 平均 3229m 工作面標高 3030m 3058m 平均 3044m 工作面平均采深 185m 2 煤層賦存特征 工作面設計開采下煤層 煤層厚度 2 10m 平均 8 39m 煤層內 含多層夾矸 夾矸分布不穩定 切眼掘進時見 2 0m 厚夾矸 夾矸巖 性為油頁巖 泥巖 炭質泥巖 本煤層為長焰煤 屬于易自燃煤層 自燃傾向等級為 I 級 煤塵具有爆炸危險性 煤塵爆炸為 40 頂板巖性為深灰色泥巖 一般厚度為 1 2 4m 中厚層狀構造 局部薄層狀 較破碎 其上部見一層 2 4m 油頁巖 頁片狀 老頂 為厚層狀細沙巖或粉砂巖 硬度系數 4 5 底板一般有一層 0 4 1 5m 厚的泥巖為偽底 其下部為細沙巖 或粉砂巖 厚度 10m 以上 巖性為淺灰 深灰色 中厚層狀 具小型 交錯層理 裂隙較發育 工作面煤質指標為 原煤灰分為 13 32 揮發分為 44 15 水 分為 2 26 硫分為 0 90 發熱量為 25 65MJ kg 3 工作面巷道布置 工作面采用走向長壁式布置 工作面切眼長 71m 工作面走向 長 267 3 m 煤層傾角 17 5 4 采煤方法 根據工作面巷道布置及機械設備配備情況 11010 工作面采用走 向長壁綜合機械化放頂煤方法開采 一次采全高 全部垮落法控制 頂板 三 施工注水孔的設計 一 注水方式選擇 根據本工作面煤層賦存情況及煤巖層特性 工作面巷道布置方 式 采煤方法 結合臨近工作面的實際經驗 決定采用在工作面回 風順槽中平行于工作面向煤體打長鉆孔注水方式 采用 MK 4 型鉆機 鉆進施工 配 50mm 鉆桿 鉆孔孔徑為 65mm 由于本礦靜壓水 壓力較小 故采用動壓注水的方式 二 煤層注水參數 1 鉆孔孔長計算 L L1 M 式中 L 鉆孔長度 m L1 工作面長度 m M 濕潤半徑 根據煤層透氣性參數 以往經 驗及本礦實際取 10 m 則 L 71 10 61 2 鉆孔間距 B 2 M 式中 B 鉆孔間距 m M 濕潤半徑 m 則 B 2 10 20 m 3 鉆孔孔徑 65mm 4 鉆孔傾角 按照實際的煤層傾角 厚度及鉆桿百米下沉量 1 3 綜合計算 取鉆孔傾角為 15 5 封孔長度及工藝 1 封孔深度 封孔深度 5 10 米 封孔深度必須超過巷道 邊緣煤體破碎帶寬度 在地質構造 如斷層帶 附近 封孔深度應 適當加長 2 封孔方法 采用封孔器自動封孔 封孔器與水管連接處距鉆孔外口應在 2 米以上 保證鉆孔周圍煤壁不漏水 封孔采用 MZF 40 15 型自漲式 煤層注水封孔器 外徑 40mm 膨脹后直徑范圍為 68 76 mm 6 單孔注水量 Q BLH WZK 式中 Q 單孔注水量 m3 B 鉆孔間距 20m L 工作面長度 71m H 煤層厚度 8 39m 煤容重 1 57t m3 WZ 煤層水分增量 2 K 不均衡系數 取 1 6 則 Q 20 71 8 39 1 57 2 1 6 300t 7 注水壓力 采用 7GB 4 5 160 注水泵進行注水 注水壓力為 16mPa 8 注水流量 7GB 4 5 160 注水泵的流量為 4 5t h 9 單孔注水時間 T Q l 式中 T 單孔注水時間 h l 注水流量 t h T 300 4 5 67 h 10 注水孔布置方式 注水孔從工作面向外 60 米開始布置 每 20 米一個 距巷道底板 1 5 米 見下圖 注水孔布置示意圖 四 安全技術措施 1 打注水孔時 首先要加固鉆機位置的巷道支護 嚴格執行敲 幫問頂制度 車輛禁止通行 61 20 60 11010 工作面 2 打鉆時 鉆機下風口 5 米內必須懸掛瓦斯便攜儀 一旦瓦斯 出現增大現象 應立即停止作業 查明原因 3 注水時 高壓膠管必須用管子鉤吊掛巷道幫部 距底 500mm 且高壓膠管附近嚴禁有人 防止高壓膠管脫落或爆裂而傷人 4 注水前 必須檢查各連接件連接是否牢靠 高壓膠管與閘閥 必須用正規 U 型卡子連接 注水時 時刻注意連接頭處漏水情況 以免脫開傷人 5 封孔器必須全部放進鉆孔里 放進鉆孔 500mm