综采工作面煤层注水设计及安全技术措施.doc

通风区综采工作面煤层钻孔注水设计 山西XXXXXX煤业 52XX综采工作面煤层钻孔注水设计 编制单位 编制人 审核人 编制时间 年 月 日 山西XXXXXX煤业 52XX综采工作面煤层钻孔注水设计 为了降低52XX综采工作面回采时产尘量，从源头上治理52XX工作面回采期间的粉尘，为职工创造一个相对较好的作业环境，决定在52XX综采工作面回风顺槽打钻孔对煤体进行注水，为确保打钻及注水期间的安全，特编制本设计。 1、 煤层注水的意义 采煤工作面进行煤层预注水，使煤体保持湿润，以减少开采时的煤尘飞扬。设计为井下回采工作面配备有煤层注水钻机和煤层注水泵。为使注水能充分渗透煤层，且避免与回采工作面相互干扰，需超前工作面50-100m进行。 煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。通过煤尘注水一般除尘率可达60～80，煤尘注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75～85，呼吸性粉尘浓度减少65以上。煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中，使煤层得到预先湿润，增加煤体的水分，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。 二、设计的依据 1、煤的水分、孔隙率、透水性、饱和含水率、裂隙、节理、层理、破碎、硬度等情况。 2、煤层顶底板岩石的孔隙率、透水性、自然含水率、饱和含水率。 3、煤层的厚度、倾角、稳定性、构造、结构以及夹石的岩性、厚度、结核伴生情况、煤尘爆炸指数。 4、井田开拓方式，采区巷道布置及采煤方法，采煤、掘进装备，回采工作面月进度、月产量、通风方式、进回风巷支护方式及断面尺寸。 5、井下消防洒水给水系统。 三、注水方式选择 根据52XX工作面巷道布置和采煤方法，结合煤层赋存特征，回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺，设计中选用较先进的深孔煤层采前注水方式。采用单向钻孔布置，即在工作面轨道顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水，钻孔沿煤层均匀布置，钻孔口布置在巷道中距底板0.8m左右处。 四、注水参数的确定 1、钻孔直径钻孔选用MYT-200型液压钻机，开孔直径89mm，终孔直径50mm。 2、钻孔长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、注水钻机能力，确定本工作面单向钻孔长度为155m。 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，设计确定为20m。 4、钻孔角度钻孔角度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程度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试验和生产实践确定，为2.5～10m。 6、封孔方式封孔方式为水泥封孔。 五、注水系统的选择 注水系统分为静压注水系统和动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，设计选用动压多孔注水系统；注水泵型号为3BZ1.2/20-7.5型，注水泵流量6m3/h，注水压力10MPa。 煤体注水后，煤体水分应达到4左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速水分测定仪进行测试。需超前工作面50-100m进行。 六、水泥注浆封堵钻孔安全技术措施 1、注浆泵要安设在支护完好的安全地方，不得妨碍行人及运输，注浆泵要放平底座、转动部件要安设防护罩、注浆管各接口要上齐螺丝胶垫，管路要吊挂好，便于跑漏浆时易发现处理。 2、每次注浆前，由班长负责对高压注浆泵、注浆管及各连接处进行检查，确认无问题后，方可进行高压试注浆，试注浆确认各接口及钻孔周围无漏浆后，方可正式高压注浆，否则立即停泵进行跑漏处理。 3、每次高压注浆前，胶管与铁管连接处必须用两道以上钢卡卡牢固，并用8铁丝将钢卡与钢管固定盘连紧以防脱落，由班长检查确认无问题后，高压注浆泵周围无人后，方可下达注浆命令。 4、注浆前，施工地点要备有足够的水泥，以保证注浆工作的连续性。 5、泵体转动部位及周围2m范围内除司机外，其他人员不得靠近，否则必须将离合器分离，采取临时停泵措施，处理跑漏浆时，司机必须停电闭锁。 6、注浆泵启动后，压力要由小逐渐增大，并安排专人巡视沿途管路及钻孔跑漏浆情况，一旦发现跑漏浆及时通知司机停泵处理。 7、搅拌浆人员和司机必须带好防尘口罩和眼镜，以防发生意外事故。 8、水泥浆配比用铁桶作为量具，严格按配合比执行。 9、水泥浆配合比例为水1kg水泥1kg。 七、注水 注水采用动压注水系统，系统主要由注水表、压力表、阀门、高压胶管组成。 1、打孔注水量单向钻孔注水时孔长的计算 L＝L1-M 式中L----钻孔长度，m。 L1--------工作面长度175m。 M-----与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。 L＝L1-M＝175-20155m 2、钻孔间距 钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，按经验取20m。 3、钻孔注水量按下式计算 QBLMVW1-W2K 式中Q----一个钻孔注水量，m3 B----孔间距20m。 L-------钻孔长度155m。 M-------煤层厚度3.5m。 V--------煤容重1.55t/m3 W1------注水后要求达到的水分4％ W2------煤层原有水分0.79％ K-------考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。 则52XX工作面钻孔注水量Q201553.51.554％-0.79％ 1.5810m3 4、注水泵的选择 注水泵型号为3BZ1.2/20-7.5型，注水泵流量6m3/h，注水压力10MPa。 5、注水需要时间hQY8106135h。 Y---注水泵流量 6、封孔后，按照设计连接注水系统，开启供水阀门进行注水，当注水达到20MPa设计要求或钻孔周围煤帮由水渗出时，可结束或暂停对该钻孔注水。 八、打钻技术要求 1、打钻前对钻机、注水泵等需润滑的部位，要上足润滑油，机器运转要按时加油，防止损坏机器。 2、定好钻孔方位，必须要与回采工作面推进线顶底均保持平行，防止钻入顶板及底板。 3、操作时，要做到先开泵后开钻，先停钻后停泵。 4、钻孔长度必须按设计要求去施工。 5、打钻时注意设备运转情况，发现运转异常，要立即停钻处理，当发现孔口出浆异常，要判断清是否钻入顶板或底板，根据地质变化，采取相应措施，防止卡孔。 6、打钻时测量人员要紧盯现场，根据回风顺槽和运输顺槽标高制定钻孔倾角角度。 7、换钻杆时，要检查钻杆是否堵塞、弯曲、丝扣磨损等现象，不得使用不合格的钻杆。 8、用管钳卸或安装钻杆时，两人必须协调一致。 9、钻孔达到设计深度后，退钻前必须用清水冲孔，洗净煤粉。 10、认真做好煤层注水记录，主要有钻孔编写、钻孔实际深度、注水量、注水水压，每班填记在注水台帐上。 11、因故临时停钻时,要将钻头退离孔底1520cm,暂停钻8小时以上时,再把钻退出。 12、钻孔打入顶板或底板时，遇地质变化不得进行时，立即停钻退出，将钻孔报废，不得再注水。 13、打钻工作要连续进行，不得随意停钻，实行现场交接班制度。 九、安全措施 1、施工前严格执行专人停送电制度，电缆严禁靠近传动部分，开关严禁淋水。 2、安装设备及施工期间先检查施工地点 10m 范围内巷道支护情况，确认无安全隐患后方可进行施工。 3、搬运人员在搬运途中应轻拿轻放、爱护设备，时刻注意安全，做到自保和互保工作。 4、各入井电气设备必须有入井合格证，搬运到位后应仔细检查所用电气设备，确保其符合完好标准，管线电缆严格按标准化要求吊挂整齐，开关上架并挂牌管理，且安装在钻场进风侧离钻场1m 以外，参与组装设备的施工负责人和电钳工必须分别带有一台完好便携式瓦检仪。 5、安装结束后，仔细检查电气设备完好无失爆，机械、传动等各部件安全可靠，且只有施工点 20m 范围内风流中瓦斯浓度低于 0.5时，方可进行试运转。 6、施工人员必须搞好作业地点 10m 范围内的文明生产。 7、注水泵在运转时施工人员严禁靠近传动部分，防止发生伤人事故，注水泵出故障时应切断电源后方可进行处理。 8、当班电工对钻机、注水泵、供电线路要进行详细的检查，杜绝失爆现象发生。 9、注水前，必须先检查注水泵出水管与封孔管之间的连接情况，确保其牢固可靠后才能开始注水工作，注水时严禁正对着钻孔或注水泵出水口，人员必须站在1米外。 10、如遇到火灾、瓦斯、水灾事故时必须立即按避灾路线撤出，并汇报调度室。 （1）发生水灾的避灾路线 工作面52XX运输（回风）顺槽5煤二采区轨道大巷井底车场副斜井地面。 工作面52XX运输（回风）顺槽5煤二采区回风大巷回风立井地面。 （2）发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸避灾路线 ①位于事故地点进风侧人员按下述路线撤离 工作面52XX运输顺槽5煤二采区轨道大巷井底车场副斜井地面。 ②位于事故回风侧的人员要首先根据个人所处位置和观察到的事故症状，对事故程度做出判断，根据事故大小可佩戴好自救器，当能通过事故地点时，可快速穿过事故地点，按上述路线撤离，当事故较大无法通过事故现场时，按下述路线撤离 工作面52XX回风顺槽5煤二采区轨道大巷井底车场副斜井地面。 （3）发生顶板事故的避灾路线 工作面52XX运输（回风）顺槽5煤二采区轨道大巷井底车场副斜井地面。 工作面52XX运输（回风）顺槽5煤二采区回风大巷回风立井地面。 12、其它未提到之处严格按煤矿安全规程中规定执行。 8