4201综采工作面煤层注水设计及安全的技术措施.doc

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 4201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 4201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 在4201工作面回风顺槽距离切眼30 m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 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ZDY2000S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16 MPa，流量4.5 m3/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： 2、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——煤的密度，t/ m3；取1.42t/m3。 δ——吨煤注水量，m3/t；取0.02 m3/t。