80105煤层注水方案

180105综采工作面煤层注水设计方案山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司2013年1月23日2会审表会审内容5203煤层注水设计职务签字会审意见矿长技术矿长生产矿长安全矿长机电矿长矿长助理调度主任通风科长地测科长通风队长探水队长380105综采工作面煤层注水设计方案依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》第154条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施，我矿决定对回采工作面采取煤层注水。煤层注水是采煤工作面最有效的防尘措施之一，实践证明，实施煤层注水不但能有效减少采煤工作面煤尘的产生，而且能够改变煤体的多种物理力学性质，减少冲击地压、煤层自燃发火，对采煤工作面的安全生产具有重大的意义。为有效改善我矿80105综采工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，决定对80105综采工作面实施煤层注水，特编写《80105综采工作面煤层注水设计方案》如下：一、工作面概况第一节工作面位置及井上下关系表1－1工作面位置及井上下关系概况煤层名称8#煤水平名称一水平采区名称801采区工作面名称80105地面标高(m)+751——+791工作面标高(m)+998--+1082地面位置位于田家坡村西南方向，葛家垣村以东，地面工业广场以北，地面沟谷纵横，地表切割强烈。井下位置及四邻采掘情况本工作面位于8#煤层首采工作面以东。四邻边界为：南以轨道大巷保安煤柱为界，北以矿界煤柱为界，西部为80103回采工作面采空区，东为80107回风顺槽，上覆5#煤采空区。回采对地面设施影响本工作面地表均为沟坡农田，工作面以北有田家坡煤矿废弃井筒，回采后会造成地表裂缝、塌陷，但经复耕后可以耕种，影响不大。走向长(m)1328倾斜长（m）160面积(m2)212480第二节煤层表1-2煤层情况煤煤层总厚2.8～4.1夹石层数煤层倾角2°～7°4第三节煤质情况表1－3煤质情况煤质情况Mad(％)Ad(％)V(％)Q(MJ/kg)S(％)原煤0.772124.5527.412.32浮煤0.648.5722.6132.731.798#煤属于低灰—中灰、中低硫—高硫以高硫为主、中热值—特高热值焦煤。第四节煤层顶底板情况表1－4煤层顶底板情况表煤层顶底板情况顶板名称岩石名称厚度（m）岩性特征基本顶K2灰岩5.80～6.406.12浅灰色-灰白色，厚层状，富含腕足类化石。直接顶L1灰岩4.00～4.654.40浅灰色，较坚硬，较平整，平行层理。伪顶铝土泥岩0～0.150.07是一种含铝的氧化物和氢氧化物的泥岩，为白灰色，可见水平层理。直接底泥岩、砂质泥岩中—细砂岩5.65～14.9011.70灰黑色，含植物化石，中厚层状，结构致密。基本底9#煤层1.35～2.861.75为中厚煤层，属全区稳定赋煤区大部可采煤层，含0-1层夹矸，煤层结构简单。二、工作面地质构造层情况(m)3.20—2(度)5°可采指数1煤层结构简单稳定程度稳定8号煤层位于太原组中部，下距9号煤层5.65～14.90m，平均11.70m，煤层厚度1.30～4.10m，平均2.81m，薄-厚煤层，属全井田稳定赋煤区大部可采煤层，含0-2层夹矸，煤层结构简单，夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩，该煤层直接顶板为石灰岩，伪顶为铝土泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、中—细砂岩。51.地层井田大部分黄土覆盖。根据钻孔揭露情况，井田内沉积地层由老到新依次有奥陶系中统峰峰组(O2f)、石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上第三系上新统(N2)、第四系中上更新统(Q2＋3)。2.构造离柳矿区位于河东煤田中部，基本上是一向NW倾斜的单斜构造，东部发育大的宽缓褶曲，成为矿区控制性构造。褶曲自东而西有离石—中阳向斜、王家会背斜、三交—临县单斜，其间伴生有炭窑沟、朱家店、湍水头等较大断层。王家会背斜由于隆起部位遭受长期剥蚀，其上含煤地层不复存在，而背斜东部分离出离石煤盆地。离柳矿区以北和以南，构造应力较为强烈，发育了汉高山断层带和紫荆山断层带。而中部产生了离石鼻状构造，本构造以离石—聚财塔一线为转折线，形成了一个弧顶向西突出的弧状褶曲。这个弧状褶曲在三交、临县区表现明显，在转折线以北的三交区，地层走向由北东转向北北东至南北向，而转折线以南的柳林区，则由南北转向北北西至北西。在鼻轴(转折线)部位由于张力作用产生了一个东西向的张性断裂带，即聚财塔断层和聚财塔南断层组成的地堑构造，断距130-255m。3.岩浆岩本区未发现岩浆岩侵入。4.区域含煤特征区域上含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。三、设计目的有效减少80105综采工作面在回采过程中的产尘量，降低工作面的粉尘浓度，提高作业场所能见度，改善工作面的作业环境，防止职业病的发生，从根本上杜绝粉尘危害。并为80105综采工作面回采过程中的瓦斯治理创造良好的条件、奠定坚实的基础。四、煤层注水参数的确定1、钻孔直径:钻孔选用MYZ-200型钻机，开孔直径87MM，终孔直径65MM.2、钻孔深度：根据煤层节理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机6能力，确定单向钻孔长度为200M.3、钻孔间距：钻孔间距根据煤层的湿润半径计算，孔深时孔距大，孔浅时孔距小。合理的钻孔间距一般通过实践来确定，根据经验一般按10-20M考虑，80105确定为10M。4、钻孔角度：钻孔监督原则上与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内。生产中根据煤层节理发育选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使节理面尽量与钻孔垂直。5、封孔深度;封孔深度一般通过实验和生产确定，为2.50M-10M。80105按10M考虑。6、封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用水泥封孔方式。7、本次施工在80105综采工作面回风巷，每隔10m钻一个注水孔.8、注水系统本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，设计选用动压注水系统，注水泵型号为KBZ-100/150，注水泵流量6.0m3/h，压力16.0MPA.煤体注水后，煤体水分达到4%左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速注水测定仪进行测试。注水工作超前工作面回采1个月完成。9、注水压力80105工作面注水采用动压注水，注水参数应考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素，由注水泵站调整煤层注水压力。10、单孔注水量Q=BLMγ（W1-W2）K=10×160×3.2×1.41×（4%-0.77%）×1.5=349.77m3式中：Q—一个钻孔注水量，m3B—孔间距，m7L—钻孔长度，mM—工作面煤层厚度，m，根据80105实际情况，取3.2mγ—煤容重，t/m3，8#煤层1.41t/m3W1—注水后要求达到的水分取，取4%m3/tW2——煤层原有水分，取0.77%m3/t（W1-W2）一般取1%～2%，本设计中取1.45%m3/tk—考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.511、注水流量注水流量不宜过大，小流量注水对煤层的湿润效果最好。只要时间允许，应尽量采用小流量注水，注纯水时注水流量可取15～20L/min。12、单孔注水时间t＝[Q/(60×q)]×1000＝[349.77/(60×20)]×1000＝291.475h=12d式中：t─单孔累计注水时间，hQ─单孔注水量，Q＝349.77m3q─注水流量q＝20l/min在实际注水中，亦可把预定湿润范围内“出汗”现象作为煤体受到全面湿润的标志。“出汗”后即可结束注水。注水工作制度采用全天24小时不间断注水。13、80105综采工作面日注水量Q′=nQ/t=3×349.77/2=524.655m3/d式中：Q′─工作面日注水量，m3/d8n─同时注水的钻孔数，个Q─单孔注水量，m³t─单孔注水时间，d五、封孔1、封孔深度封孔是注水工作中德一个重要环节，封孔质量的好坏直接关系着注水的成败。根据我盘区巷道边缘破碎带宽度，设计封孔深度为3m。封孔深度应保证注水时不从孔口及附近煤壁透水、渗水、泄水；封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度，在地质构造带（如断层）附近，应适当增加封孔深度。2、封孔方法采用封孔器自动封孔。封孔器胶筒外径比钻孔直径小5～10mm，采用Ф60mm的封孔器，将封孔器送入钻孔，接上注水管再推入钻孔设计位置，利用注水压力或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。六、劳动组织1、80105综采工作面煤层注水所需设备及材料参数：煤层注水钻机：MYZ-200型，2台煤层注水泵：KBZ-100/150型，2台等量分流器：DF-3型，10个夹布压力胶管（与泵配套）：40M冷拔无缝钢管（与泵配套）：240M高压钢丝编织钢管（与泵配套）：200M弹簧压力表：8个9高压闸阀：J13H-160III,10个快速接头：K型，40个安全阀：2个高压注水表：DC-4.5/200型，4个内螺纹升降止回阀：H41H-160型，2个钢制三通：10个叶轮湿式水表：2个便携式快速水分测定仪：WM-A,2个2、人员组织一览表序号工种班次合计早班中班零班1带班长11132钻机司机22263检修工11134巡回记录员11135瓦斯员11136安全员11137技术员11138合计888243、作业方式：边钻边注水七、安全措施10（一）钻机操作及安全技术措施1、运输钻机的安全规定（1）钻机装好车后，应用钢丝绳等封扎牢固，封绳不得少于两股，以免物料滑动或失落。（2）平巷人力推车，必须遵守下列规定：○1一个人只准推一辆车。同向推车的间距，在轨道坡度小于或等于5‰时，不得小于10m；坡度大于5‰时，不得小于30m；坡度大于7‰时，禁止人力推车。○2在夜间或井下，推车人必须备有矿灯，在照明不足的区段，应将矿灯挂在矿车进行方向的前端。○3推车时必须时刻注意前方，在开始推车、停车、掉道、发现前方有人或有障碍物，从坡度较大的地方向下推车以及接近孔岔、弯道、巷道口、风门、硐室出口时，推车人都必须及时发出警号。严禁放飞车。○4人力推物料车时，手不要抓在车沿上，或有棱角处。（3）上、下山运输严格执行如下规定：○1斜井串车提升，严禁蹬钩。行车时，严禁行人。○2运送物料时，每次开车前把钩工必须检查牵引的车数、各车的连接和装载情况。牵引车数超过规定、连接不良或转载超重、超高、超宽或偏载严重有翻车危险是，都不得发出开车信号。○3绞车提升运输过程中，上山及下部所有人员均需进入躲避硐内，矿车运行范围内严禁有人逗留、行走，严格执行“行车不行人制度”。○4绞车司机必须由经过专门培训，取得合格证的专职（或兼职）人员担任，并持证上岗，严格按小绞车操作规程作业。绞车提升过程中，绞车司机严禁擅离工作岗位。上、下车11场把钩工要精力集中认真负责，按章作业。2、安装及移动钻机的安全规定（1）不得用锚杆锚索起吊钻机；（2）在斜巷中稳钻时，钻机必须下道，钻机下方的趄柱不少于两根，并用钢丝绳或铁链与巷道内的固定物固定住，吊住钻机的绞车要有专人看管。（3）进入现场的所有设备要符合井下防爆要求。设备进入现场前，要对现场安全环境进行检查，施工地点必须做到支护良好、通风、通电、通水、通气、通电话、排水通畅、底板平整、瓦斯煤尘、避灾路线等符合安全标准要求后，方可进入施工现场。（4）钻机机身安装必须平稳，上紧底固螺丝，电器设备要垫高防潮，钻场前后10m之内的支护要完好，电缆要上钩并悬挂整齐、钻具器材要上架并码放整齐，机械转动部分防护栏、防护罩要安装齐全。（5）钻机要打牢压柱及趄柱。在斜巷稳钻时必须执行如下规定：①钻机必须下道，钻机垫平，钻机下方必须使用不少于两根的趄柱，并用可靠的钢丝绳或铁链与铁路或其他巷道上的固定物连接在一起。②巷道坡度较大时，除采取上述措施外，还要用绞车钢丝绳拉着钻机，使绞车处于制动状态，并指定专人监护绞车防止有人开动。（6）调试钻机，检查钻机各转动部分运转是否正常；开关启动是否灵活可靠，各种零部件及钻具是否齐全、合格，发现不符合规定者，必须进行处理或更换。（7）检查机械设备安装质量及安全设施情况，经试车合格后方可开钻。3、钻孔施工安全措施（1）钻探工必