8102工作面煤体注水措施.docVIP

一、概述 1、工作面位置 该面所处地面位置位于南嘴的南部，X7钻孔东北部，地面位置凸凹不平,大部分被黄土覆盖,部分地表种植幼杨，有冲沟的地方出露上下石盒子组。井下该面位于301盘区南东部，西部为301盘区轨道巷、皮带巷和回风巷，北部为正在掘进的8104工作面，东部南部为实体煤，工作面上部存在山4#煤层采空区。 2、煤层及其它地质情况 该工作面倾斜长度为150米，走向长度735米，平均煤厚1.9米，煤层倾角约3°-12°，构造较多。本区属瓦斯煤岩层，相对涌出量为0.73m3/t,绝对涌出量为0.14m3/min。煤层爆炸指数为36.39%，有爆炸的危险性。自然发火期6--12个月 ，自然发火期等级为Ⅲ级。 3、水文地质 该工作面所在煤层及其上覆岩层水文地质条件中等，上部为砂岩含水性较强，遇断层、裂隙有滴水现象，最大涌水量为0.05m3/min，正常涌水量为0.01m3/min。 根据《煤矿安全规程》要求综采工作面要逢采必注，对该工作面进行超前煤体注水，使煤体得到预先湿润，降低煤体产生煤尘的能力，从根本上消除尘源。 二、煤层注水方式 依据该工作面倾斜长度，对煤层的透水性、孔隙率、煤尘云爆炸下限浓度等因素的分析研究，决定该工作面采取单向多孔注水方式进行煤体注水。在该工作面的运输巷平行于工作面垂直于巷内煤壁打钻孔，钻具使用ZY169/168液压回转钻机，每根转杆长度1m，孔径65mm，每孔设计深度130米。 三、钻孔主要参数 1、钻孔的布置： 从8102工作面的运输巷采用沿着煤层倾斜平行于工作面打钻孔，第一个钻孔距工作面30m，开口位置位于采高中上部距顶板1m处。 2、钻孔的参数： (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 m M——与煤层透水性和钻孔方向有关的系数，我矿取20m。 故单向钻孔注水时孔长 L=150-20=130m。 (钻孔间距： 根据以往注水经验和相关资料，湿润直径为15-20m，所以该工作面设计钻孔间距为20m取上限。 ( 钻孔倾角： 钻孔应始终保持在煤层之中，与煤层倾角尽量保持一致，钻杆下沉率按0.3-1.5%，考虑到钻杆因自重下沉造成的影响，钻孔倾角确定为0°-6°。 四、封孔 封孔直径：100mm，封孔深度：10m。 封孔方法：采用水泥沙浆封孔；先将封孔深度的直径扩大至100mm，然后把长为10.5米的10#高压胶管置开孔内，外露0.5米，用木楔或棉纱将孔底堵住（把高压胶管挤在孔中间），然后将1：2~1：4的水泥沙浆灌入钻孔进行充填以固定注水管和防止漏浆，但注水管要露出煤壁0.5米，沙浆凝固后（48小时）便可进行注水。 五、注水 1、注水系统 该工作面采用动压注水，就是利用井下静压管网水力，借助于喷雾泵通过钻孔将水注入煤体，注水时要求安装水表、压力表，以便于观察注水效果，发现问题及时改正。 注水参数： (注水压力： 透水性强的煤层一般要求注水压力较低，透水性弱的煤层要求注水压力较高，鉴于301盘区8102工作面煤层透水性弱，所以该工作面采用动压注水，该喷雾泵的额定压力为8Mpa，符合设计要求。 (注水流量： 注水流量与注水压力直接相关，为满足工作面推进速度和注水压力的要求，我们确定动压注水流量平均为2m3/h。 (以钻孔长度为基准 式中：Q——一个钻孔的注水量 m3 K——钻孔前方煤体被湿润的系数 （1.1-1.3） L——钻孔长度 m B——钻孔间距 m m——煤层厚度 m Y——煤的容重：t/m3 G——吨煤注水量：取0.02m3/t Q=1.1×130×20×1.9×0.9×0.02=98m3 ④注水时间： 式中：T——注水时间，小时 Q——一个钻孔注水量 m3 V——注水流量 m3/小时 =98/2=49小时。 因采用边采边注，要适应采煤工作面的推进速度的要求，在注水的时间上一定要超前。 注水超前于回采的距离和时间： (超前距离： 第一个注水钻孔与回采工作面煤壁之间的距离为：S=L1+L2 式中：L1——在注水时间内回采工作面的推进距离 L1=ut米 u——回采工作面推进速度 米/昼夜 t——注水时间 昼夜 L2——停止注水时，注水钻孔与回采工作面之间的距离 取20m S=ut+ L2=5×49/24+20=30米。 (超前时间： 确定超前时间的原则是完成全部注水以后，应在最短时间内进行回采，煤层裂隙越发育，煤的透水性越强，越要尽快回采，如果间