8202綜采工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案(靜壓注水)

1、8202正常工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案口泉煤業(yè)有限公司2016年4月2日8202綜采工作面煤層注水設(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。為有效改善我礦8202綜采工作面的作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，遏制煤塵事故發(fā)生，決定對8202綜采工作面實(shí)施煤層注水，特編寫8202綜采工作面煤層注水設(shè)計(jì)方案如下：一、工作面概況地面相對位置：本工作面位于井田西側(cè)，東部為8204準(zhǔn)備工作面，南部至井田邊界。井下相對位置：東為8204準(zhǔn)備工作面，北為集

2、中運(yùn)輸回風(fēng)大巷，西鄰?fù)杭瘓F(tuán)塔山煤礦，南為虎龍溝煤礦。本工作面順槽長度為860m，工作面長度為150m，可采長度為760m，面積為114000，煤層傾角為315°，煤層厚度0.951.45m，煤層平均厚度為1.2m，工業(yè)儲量為192456t，可采儲量為173210.4t，工作面煤層賦存平穩(wěn)，節(jié)理發(fā)育。二、工作面地質(zhì)構(gòu)造本工作面地質(zhì)構(gòu)造簡單，為單斜構(gòu)造，沒有發(fā)現(xiàn)褶皺、沖刷帶等復(fù)雜構(gòu)造，僅有兩個(gè)傾角為27°、35°落差為5m、3m的逆斷層。工作面頂板為炭質(zhì)泥巖與砂質(zhì)泥巖互層，隔水性較好；底板為黑色、灰黑色泥巖、灰白色細(xì)粒砂巖，富水性極弱，據(jù)2014年山西煤礦礦用安全產(chǎn)

3、品檢驗(yàn)中心鑒定報(bào)告，本煤層自燃傾向性等級為I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8202綜采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8202綜采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)場實(shí)際情況決定）3、鉆孔布置：從8202綜采工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷沿煤層延伸方向、距底板1.4m處打平行于工作面的孔，采用靜壓注水的方法進(jìn)行煤層預(yù)注水。4、鉆孔直徑：65mm5、

4、鉆孔深度L=L1-M=150-1/3×150=100m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)，m6、鉆孔間距B=2.5Rh=2.5×2×2.3=11.5m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=5°0.3°=4.7°式中：鉆孔傾角煤層傾角鉆孔最大下沉角；arctan h/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0.35，本設(shè)計(jì)取0.38、8202綜采工作面注水鉆孔參數(shù)表本次施工在8202綜采工作面運(yùn)輸巷，從

5、開切眼位置設(shè)計(jì)停采線位置，每隔11.5m鉆一個(gè)注水孔，設(shè)計(jì)鉆孔工53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)8202綜采工作面回風(fēng)巷151.406515°1006101.406515°10011151.406515°10016201.406515°10021251.406515°10026301.406515°10031351.406515°10036401.406515°10041451.406515°10046501.406515°10051531

6、.406515°100五、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8202綜采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8202綜采工作面回風(fēng)巷靜壓供水管路的三通閥門上引出25mm的高壓膠管，接入分流器，分出三支10mm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、注水泵（7BZ-4.5/130)等。單孔累計(jì)注水時(shí)間不少于20天或直到煤幫在預(yù)定濕潤范圍內(nèi)“出汗”為止。注水超前回采的距離不小于20天的推進(jìn)度，超前時(shí)間不少于20天。2、注水壓力由于設(shè)計(jì)采用加壓泵注水，所注水為純水，因此注水壓力以1.55Mpa為宜；一般采用

7、調(diào)節(jié)泵的注水壓力來控制注水量，注水時(shí)從低壓逐漸升壓，直至注水壓力穩(wěn)定在5Mpa為止。3、單孔注水量Q=2BLM（W1-W2）K=2×5×100×17×1.35×（4%-2.55%）×1.5=499.16m3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，取17m煤容重，t/ m3 ，3#煤層1.35 t/ m3W1注水后要求達(dá)到的水分取，取4% m3/t W2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1.5

8、4、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2540L/min。5、單孔注水時(shí)間tQ / (60×q) ×1000499.16/ (60×40) ×1000207h=8.6d式中：t 單孔累計(jì)注水時(shí)間，hQ 單孔注水量，Q48.62m3q 注水流量 q40 l/min在實(shí)際注水中，亦可把預(yù)定濕潤范圍內(nèi)“出汗”現(xiàn)象作為煤體受到全面濕潤的標(biāo)志?！俺龊埂焙蠹纯山Y(jié)束注水。注水工作制度采用全天24小時(shí)不間斷注水。6、注水超前于回采的距離和時(shí)間為提高煤層注水效果，煤層注水工作應(yīng)在常壓帶內(nèi)進(jìn)行。

9、為保證足夠的注水量，注水工作不易過遲。超前距離：距工作面最近的注水孔開始注水時(shí)，超前工作面的距離可按下式計(jì)算： LmLqTat×(t1t2)/(24×t1) ×V 式中：Lm 注水開始時(shí)超前工作面的距離，mLq 工作面前方應(yīng)力集中帶寬度，取Lq30 mTa 注水鉆孔倒孔轉(zhuǎn)換時(shí)間，d；取Ta0；t 單孔累計(jì)注水時(shí)間，取t40.52ht1 每次純注水時(shí)間，取t124ht2 注水間隙時(shí)間，取t20hV 工作面正常的推進(jìn)度，取V2.4m/dLm30040.52×(240) / (24×24) ×2.435m超前時(shí)間：TLm / V35 / 2

10、.415d式中：T 注水的最小超前時(shí)間，dLm 注水開始時(shí)超前工作面的距離，mV 工作面正常的推進(jìn)度，取V2.4m/d根據(jù)煤層注水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（Q/.02.1.09.002-2008）：注水超前回采的距離不小于月推進(jìn)度，超前時(shí)間不小于1個(gè)月，8202綜采工作面注水超前回采的距離暫定為60m，超前回采時(shí)間暫定為30d。注水過程取樣分析，并根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果合理選取注水超前回采的距離和超前回采時(shí)間。7、8202綜采工作面日注水量Q=nQ/t=3×48.62 / 2=72.93 m3/d式中：Q 工作面日注水量，m3/dn 同時(shí)注水的鉆孔數(shù)，個(gè)Q 單孔注水量，m³t 單孔注水時(shí)間，d六

11、、封孔1、封孔深度封孔是注水工作中德一個(gè)重要環(huán)節(jié)，封孔質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著注水的成敗。根據(jù)我盤區(qū)巷道邊緣破碎帶寬度，設(shè)計(jì)封孔深度為3m。封孔深度應(yīng)保證注水時(shí)不從孔口及附近煤壁透水、滲水、泄水；封孔深度必須超過巷道邊緣煤體破碎帶寬度，在地質(zhì)構(gòu)造帶（如斷層）附近，應(yīng)適當(dāng)增加封孔深度。2、封孔方法采用封孔器自動(dòng)封孔。封孔器膠筒外徑比鉆孔直徑小510mm，采用60mm的封孔器，將封孔器送入鉆孔，接上注水管再推入鉆孔設(shè)計(jì)位置，利用注水壓力或機(jī)械力等使封孔器膨脹封住鉆孔。七、勞動(dòng)組織1、8202綜采工作面煤層注水所需設(shè)備及材料參數(shù)一覽表序號設(shè)備材料名稱型 號規(guī) 格數(shù)量備 注1深孔鉆機(jī)2壓力表3流量表4鉆頭

12、5鉆桿6封孔器7分流器8流量調(diào)節(jié)閥門9鋼管10高壓膠管11法蘭盤2、人員組織一覽表序號工種班次合計(jì)早班中班零班1帶班長11132鉆機(jī)司機(jī)22263檢修工11134巡回記錄員11135瓦斯員11136安全員11137技術(shù)員11138合計(jì)888243、作業(yè)方式：邊鉆邊注水4、作業(yè)工時(shí)：200個(gè)工時(shí)八、安全措施（一）鉆機(jī)操作及安全技術(shù)措施1、運(yùn)輸鉆機(jī)的安全規(guī)定（1）鉆機(jī)裝好車后，應(yīng)用鋼絲繩等封扎牢固，封繩不得少于兩股，以免物料滑動(dòng)或失落。（2）平巷人力推車，必須遵守下列規(guī)定：一個(gè)人只準(zhǔn)推一輛車。同向推車的間距，在軌道坡度小于或等于5時(shí)，不得小于10m；坡度大于5時(shí)，不得小于30m；坡度大于7時(shí)，禁止

13、人力推車。在夜間或井下，推車人必須備有礦燈，在照明不足的區(qū)段，應(yīng)將礦燈掛在礦車進(jìn)行方向的前端。推車時(shí)必須時(shí)刻注意前方，在開始推車、停車、掉道、發(fā)現(xiàn)前方有人或有障礙物，從坡度較大的地方向下推車以及接近孔岔、彎道、巷道口、風(fēng)門、硐室出口時(shí)，推車人都必須及時(shí)發(fā)出警號。嚴(yán)禁放飛車。人力推物料車時(shí)，手不要抓在車沿上，或有棱角處。（3）上、下山運(yùn)輸嚴(yán)格執(zhí)行如下規(guī)定：斜井串車提升，嚴(yán)禁蹬鉤。行車時(shí)，嚴(yán)禁行人。運(yùn)送物料時(shí)，每次開車前把鉤工必須檢查牽引的車數(shù)、各車的連接和裝載情況。牽引車數(shù)超過規(guī)定、連接不良或轉(zhuǎn)載超重、超高、超寬或偏載嚴(yán)重有翻車危險(xiǎn)是，都不得發(fā)出開車信號。絞車提升運(yùn)輸過程中，上山及下部所有人員均

14、需進(jìn)入躲避硐內(nèi)，礦車運(yùn)行范圍內(nèi)嚴(yán)禁有人逗留、行走，嚴(yán)格執(zhí)行“行車不行人制度”。絞車司機(jī)必須由經(jīng)過專門培訓(xùn)，取得合格證的專職（或兼職）人員擔(dān)任，并持證上崗，嚴(yán)格按小絞車操作規(guī)程作業(yè)。絞車提升過程中，絞車司機(jī)嚴(yán)禁擅離工作崗位。上、下車場把鉤工要精力集中認(rèn)真負(fù)責(zé)，按章作業(yè)。2、安裝及移動(dòng)鉆機(jī)的安全規(guī)定（1）不得用錨桿錨索起吊鉆機(jī)；（2）在斜巷中穩(wěn)鉆時(shí)，鉆機(jī)必須下道，鉆機(jī)下方的趄柱不少于兩根，并用鋼絲繩或鐵鏈與巷道內(nèi)的固定物固定住，吊住鉆機(jī)的絞車要有專人看管。（3）進(jìn)入現(xiàn)場的所有設(shè)備要符合井下防爆要求。設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場前，要對現(xiàn)場安全環(huán)境進(jìn)行檢查，施工地點(diǎn)必須做到支護(hù)良好、通風(fēng)、通電、通水、通氣、通電話、

15、排水通暢、底板平整、瓦斯煤塵、避災(zāi)路線等符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求后，方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。（4）鉆機(jī)機(jī)身安裝必須平穩(wěn)，上緊底固螺絲，電器設(shè)備要墊高防潮，鉆場前后10m之內(nèi)的支護(hù)要完好，電纜要上鉤并懸掛整齊、鉆具器材要上架并碼放整齊，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分防護(hù)欄、防護(hù)罩要安裝齊全。（5）鉆機(jī)要打牢壓柱及趄柱。在斜巷穩(wěn)鉆時(shí)必須執(zhí)行如下規(guī)定：鉆機(jī)必須下道，鉆機(jī)墊平，鉆機(jī)下方必須使用不少于兩根的趄柱，并用可靠的鋼絲繩或鐵鏈與鐵路或其他巷道上的固定物連接在一起。巷道坡度較大時(shí)，除采取上述措施外，還要用絞車鋼絲繩拉著鉆機(jī)，使絞車處于制動(dòng)狀態(tài)，并指定專人監(jiān)護(hù)絞車防止有人開動(dòng)。（6）調(diào)試鉆機(jī)，檢查鉆機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；開關(guān)啟

16、動(dòng)是否靈活可靠，各種零部件及鉆具是否齊全、合格，發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定者，必須進(jìn)行處理或更換。（7）檢查機(jī)械設(shè)備安裝質(zhì)量及安全設(shè)施情況，經(jīng)試車合格后方可開鉆。3、鉆孔施工安全措施（1）鉆探工必須經(jīng)過安全、技術(shù)培訓(xùn)，能夠掌握鉆機(jī)的操作工藝，并經(jīng)考試合格取得相關(guān)有效證件后，方可入井作業(yè)。（2）瓦斯員必須經(jīng)過安全、技術(shù)培訓(xùn)，能夠掌握光瓦的操作工藝，并經(jīng)考試合格取得相關(guān)有效證件后，方可入井作業(yè)。（3）其他相關(guān)人員必須經(jīng)過安全教育培訓(xùn)，且經(jīng)考試合格后方可入井作業(yè)。（4）開工前對所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和措施貫徹，保證每一個(gè)施工人員都能夠了解掌握施工過程中的各種技術(shù)要求和相關(guān)規(guī)定，并做好措施貫徹簽字記錄。（5）井

17、下施工要嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程、地質(zhì)勘探安全規(guī)程及盤區(qū)有關(guān)的規(guī)定，特別要做到：嚴(yán)格按照煤礦三大規(guī)程作業(yè)，不得違章指揮，不違章作業(yè)、不違反勞動(dòng)紀(jì)律，嚴(yán)格執(zhí)行不安全不生產(chǎn)的原則。施工人員下井必須持證上崗，工作中堅(jiān)守崗位，無特殊原因不得隨意遠(yuǎn)離打鉆地點(diǎn)走動(dòng)。入井前要按要求配帶好礦燈、礦帽、自救器。上、下井時(shí)必須聽從現(xiàn)場管理人員指揮，不得擁擠、搶罐，聽從管理人員指揮。乘坐提人罐籠時(shí)身體及攜帶的工具嚴(yán)禁露出罐籠外，確保安全。嚴(yán)禁攜帶煙草和點(diǎn)火物品，嚴(yán)禁穿化纖衣服，入井前8小時(shí)嚴(yán)禁喝酒。人員在上、下山巷道內(nèi)行走時(shí)，堅(jiān)持“行車不行人”制度，嚴(yán)禁蹬鉤扒車。（6）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)方案中規(guī)定的方位角、傾角、孔徑、孔深進(jìn)行

18、施工；開孔位置方位角、傾角、孔徑、孔深都必須符合設(shè)計(jì)要求，方位角左右誤差不得超過1°，傾角不超過±0.1°。（7）鉆探工人穿戴要整齊、利落、衣襟袖口、褲腳必須束緊。（8）開鉆人員不得緊靠鉆桿，給壓要均勻，判斷要準(zhǔn)確，孔內(nèi)情況要及時(shí)掌握，鉆速及壓力要及時(shí)調(diào)整，以保證正常鉆速。（9）啟動(dòng)開關(guān)時(shí)，注意力要集中，做到手不離按鈕，眼不離鉆機(jī)，隨時(shí)觀察和聽從司機(jī)命令，準(zhǔn)確、及時(shí)、迅速地啟動(dòng)和關(guān)閉開關(guān)，為防止鉆桿滑落傷人，正對鉆桿下方嚴(yán)禁站人。（10）打鉆用水要保證有足夠的流量，嚴(yán)禁打干眼。（11）禁止用手、腳和其它物件直接制動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分，禁止將工具和其它物品放在鉆機(jī)，水泵電

19、機(jī)的保護(hù)罩上。（12）當(dāng)鉆進(jìn)過程中如發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺慢、孔內(nèi)返水變大或變小、水壓突然增大或頂鉆等情況時(shí)，要立即停鉆，但不要退出鉆桿，派人監(jiān)視水情，并立即報(bào)告礦調(diào)度室及有關(guān)部門，如涌水量遠(yuǎn)大于排水能力，要用木楔將孔口封住。（13）若發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備有異常情況時(shí)，必須立即停止施工，及時(shí)查明原因進(jìn)行處理，不得湊合或讓機(jī)械設(shè)備帶病作業(yè)。（14）孔深達(dá)到要求時(shí)，要用清水將孔內(nèi)煤巖粉打掃干凈再起鉆。（15）發(fā)生斷桿、掉鉆頭、孔內(nèi)棄物、卡桿等事故后當(dāng)班必須查明原因和情況準(zhǔn)確計(jì)算鉆桿長度立即向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。（16）臨時(shí)停電時(shí)，必須將鉆桿退出5米外，班后要將鉆桿全部拔出，防止卡鉆。（17）正常作業(yè)時(shí)，施工人員要協(xié)調(diào)配合作業(yè)

20、，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、停機(jī)時(shí)要先招呼、再操作。嚴(yán)禁不打招呼啟動(dòng)。同時(shí)加強(qiáng)對設(shè)備的使用與維護(hù)保養(yǎng)，嚴(yán)格按照設(shè)備的操作規(guī)程進(jìn)行操作。（18）上下鉆具時(shí)，鉆機(jī)上下夾持器應(yīng)配合使用。擰卸鉆具和加減尺時(shí)應(yīng)將鉆具卡牢，作業(yè)人員應(yīng)站在鉆桿兩邊作業(yè)，防止鉆具下竄傷人。鉆具的加、減尺過程中，人必須站在鉆桿的兩側(cè)施工，嚴(yán)禁站在鉆桿的后端工作。施工中人員應(yīng)分立鉆機(jī)兩側(cè)，防止孔內(nèi)突然來水、來壓頂出鉆桿傷人。（19）嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度，停電以后必須驗(yàn)電，然后把開關(guān)的把手封鎖在停電位置上，做明顯標(biāo)志或派專人看守。工作結(jié)束后必須全面檢查，待一切無誤其它崗位沒有作業(yè)人員后方可送電撤人。鉆機(jī)移位時(shí)要停電作業(yè)，嚴(yán)禁帶電檢修和搬遷電器設(shè)備。

21、（20）施工現(xiàn)場要配備專用電話，當(dāng)班班長負(fù)責(zé)當(dāng)班施工中的安全、質(zhì)量和人員管理工作，每班到現(xiàn)場后班長應(yīng)及時(shí)把井下人數(shù)、工程進(jìn)度等情況向礦調(diào)度室匯報(bào)。鉆孔施工時(shí)要協(xié)調(diào)好礦井其它崗位作業(yè)人員，鉆機(jī)作業(yè)中不準(zhǔn)軌道行車，因礦井需要必須行車時(shí)應(yīng)將鉆機(jī)等設(shè)備移動(dòng)至安全地帶。（21）鉆進(jìn)時(shí)要時(shí)刻注意掌握所鉆煤巖層的穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)處理，嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬擰。每次鉆桿下入前要檢查絲扣的好壞，鉆桿是否有彎曲及裂痕等，不合格鉆桿禁止下入孔內(nèi)。（22）在鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)片幫、來壓或地層異常時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，情況危急時(shí)，應(yīng)立即撤出施工地點(diǎn)。（23）若兩鉆機(jī)平行施工時(shí)，要相互協(xié)調(diào)，加強(qiáng)溝通，共同做好現(xiàn)場安全文明生產(chǎn)。（24）每班的跟班技術(shù)員應(yīng)將鉆機(jī)編號、傾角、終孔深度、孔底巖性擴(kuò)孔深度、水文變化、機(jī)械運(yùn)輸情況等詳細(xì)記錄并向下班交班。（二）注水操作及安全技術(shù)措施1、封孔前要檢查注水孔內(nèi)的堵塞物是否排除清理，保證注水孔固位煤幫，頂板支護(hù)完好，發(fā)現(xiàn)不安全因素及時(shí)處理。2、按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行封孔，封孔的深度要符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)要嚴(yán)把封孔質(zhì)量關(guān)，保證注水孔嚴(yán)密不漏水。3、采用多孔并聯(lián)注水，一次允許注水孔不得超過3個(gè)。4、注水流量按20L/min左右，發(fā)現(xiàn)煤壁在預(yù)定范圍內(nèi)出現(xiàn)水珠后，應(yīng)停止注水。5、安排專人進(jìn)行煤層注水工作，全