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徐庄煤矿7190综放工作面煤层注水设计

发布日期:2018-12-02   来源:矿道网   投稿者:哈哈   浏览次数:1449

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         一、 设计概述 根据《煤矿安全规程》第154条的规定:采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。我们对7190综放工作面进行煤层注水,以预先润湿煤体,减少在回采过程中的产尘量,特做设计如下: 二、 7190综放工作面基本情况
工作面走向长度 488.8m
工作面倾向长度 87-136m
煤层倾角 19°~24°/21°
煤层平均厚度 4.7~7/5.71m
三、 注水钻孔参数确定 1、注水方式:采用静压长钻孔煤层预注水方式注水(即正常压力注水)。 2、钻孔布置:从回采工作面的材料道沿煤层倾斜方向打平行于工作面的下向孔,采用单向孔进行注水,实行随采随注。 3、钻孔参数确定: ①采用 MK-4型钻机钻进施工,配Ф50mm外平钻杆,钻孔孔径为Ф60mm,采用BW-250型泥浆泵。 ②钻孔间距:取经验值20 m; ③钻孔倾角 γ= α-θ 式中:γ--钻孔倾角 α--煤层倾角 θ--钻孔最大下沉角; θ=arctgh/L h--钻杆下沉距离(m) L--钻孔长度(m) h/L--钻杆下沉率,一般为0.3—5%,本设计取0.4% γ=α—θ=13°-arctg0.4% = 21°-14' = 19°46' ④ 根据通风管理部规定:煤层注水钻孔长度为工作面长度-20米。 ④钻孔布置情况: 本次施工在7190工作面的材料道,从7190工作面开切眼位置向7190工作面设计停采线位置,每20m设计施工钻孔一个,共设计钻孔25个,各个钻孔的具体情况见下表。
设计钻孔号 钻孔倾角(º) 孔 深(m) 设计钻孔号 钻孔倾角(º) 孔 深(m)
1 19°46' 60 14 19°46' 100
2 19°46' 60 15 19°46' 100
3 19°46' 60 16 19°46' 100
4 19°46' 70 17 19°46' 100
5 19°46' 70 18 19°46' 100
6 19°46' 70 19 19°46' 100
7 19°46' 80 20 19°46' 100
8 19°46' 80 21 19°46' 100
9 19°46' 90 22 19°46' 100
10 19°46' 90 23 19°46' 100
11 19°46' 100 24 19°46' 100
12 19°46' 100 25 19°46' 100
13 19°46' 100      
四、 封孔 1、封孔深度:封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度,在地质构造(如断层带)附近,封孔深度应适当加长。 2、封孔方法:采用封孔器自动封孔。封孔器与水管连接处距钻孔外口应在2米以上,保证钻孔周围煤壁不漏水。 五、 煤层注水参数确定 1、注水系统 采用静压注水系统,用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来。实行多孔同时注水,单项同时注水钻孔数不少于3个,24小时不间断注水,单孔累计注水时间不少于1个月或直到煤帮在预定湿润范围内“出汗”为止。注水超前于回采的距离不小于月推进度,超前时间不少于1个月。 2、注水参数 ⑴注水压力:注纯水时以1.5--2.0MPa为宜;一般采用调节钻孔的注水量来控制注水压力,注水从低压逐渐升压直至压力稳定。 ⑵注水流量:注水流量不宜过大,小流量注水对煤层湿润效果最好。只要时间允许,应采用小流量注水,注纯水时可取15--20L/min。 ⑶比注水量:比注水量是指单孔长度的钻孔的注水体积。设计钻孔的比注水量按下式计算: Qm=K×De×m×γ×ΔW m3/m 式中: K ─ 湿润校正系数,取K=1.0 De ─ 钻孔间距,取De=20 m m ─ 煤层总厚度,m=5.71m γ ─ 煤体密度,取γ=1.37t/m3 ΔW ─ 煤体平均水分增量,1--2% ΔW=1.8% m3/t Qm=1.0×20×5.71×1.37×1.8%=2.816m3/m ⑷单孔累计注水时间:注水时间取决于比注水量、钻孔长度和注水渗量,按下式计算: t=(L×Qm)/(60×q)*1000 H 式中: t ─ 单孔累计注水时间 (小时) L ─ 钻孔长度,L=100 m Qm ─ 单孔设计比注水量,Qm=2.816m3/m q─ 注水流量 q=20 l/min t=(100×2.816)/(60×20)×1000=234.66H 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。 3、注水超前于回采的距离和时间 为提高煤层注水效果,煤层注水工作应在常压带内进行。为保证足够的注水量,注水工作不易过迟。 ⑴超前距离: 距工作面最近的注水孔开始注水时,超前工作面的距离可按下式计算: Lm=Lq+(Ta+t1×(t0+t2)/(24×t0))×V m 式中: Lm ─ 注水开始时超前工作面的距离 m Ta ─ 注水钻孔倒孔转换时间,天;取Ta=0; Lq ─ 工作面前方应力集中带宽度,取LQ=30 m t0 ─ 每次纯注水时间,取t0=24H t2 ─ 注水间隙时间,取t2=0H t1 ─ 单孔累计注水时间,取t1=234.66H V ─ 工作面正常的推进度,取V=2.4m/d Lm=30+(0+234.66×(24+0)/(24×24))×2.4=54m ⑵超前时间: T=Lq/V+(TA+t1×(t0+t2)/(24×t0)) =Lm/V d 式中: T ─ 注水的最小超前时间 Lm─ 注水开始时超前工作面的距离, V ─ 工作面正常的推进度,取V=2.4m/d 其它符号同前。 T=Lm/V =54/2.4 =23d 根据煤层注水技术标准(Q/.02.1.09.002-2008):注水超前回采的距离不小于月推进度,超前时间不小于1个月。7190工作面注水超前回采的距离暂定为60米,超前回采时间暂定为30天。注水过程取样分析,并根据上述计算结果合理选取注水超前回采的距离和超前回采时间。 六、 煤层注水效果分析 1、注水前对该面取样分析,化验出原始水份。 2、注水后每月沿工作面(4点),上下顺槽(各2点)取样测其水份增加率,分析资料要保存完好。 3、煤层注水后的水份增加率应到1%以上。 4、按规定定期进行粉尘浓度测定。 七、 其它管理制度 1、设定专人负责,定员三人,全天24小时不间断注水。 2、注水前应检查管路是否完好,仪表和开关能否正常工作,确认注水系统完好后,方可依次打开注水开关。 3、注水后要及时记录各种数据,分析注水结果,不断总结经验。 4、注水如发生异常情况,应立即停止注水,待查明原因,处理完毕后再进行正常注水工作。 八、 打钻安全操作方法及安全注意事项 1、所有下井作业人员必须经过安全培训,且考试和考核合格后方能入井作业。 2、开工前对施工人员进行技术交底和措施贯彻,使每一个参与施工的人员都了解工程的技术要求,了解施工措施和安全措施,所有人员应签字备查。 3、井下施工要严格执行《煤矿安全规程》、《地质勘探安全规程》及矿方有关的规定,特别要做到: (1)严格按照煤矿三大规程作业,不得违章指挥,不违章作业、不违反劳动纪律,严格执行不安全不生产的原则。 (2)施工人员下井必须持证上岗,工作中坚守岗位,无特殊原因不得随意远离打钻地点走动。 (3)入井前要按要求配带好矿灯、矿帽、自救器。 (4)上、下井时必须听从现场管理人员指挥,不得拥挤、抢罐,听从管理人员指挥。乘坐人行车时身体及携带的工具和零件严禁露出车外。 (5)严禁携带烟草和点火物品,严禁穿化纤衣服,入井前8小时严禁喝酒。 (6)严格按矿方规定乘坐人行车,人员携带纤杆、铲子等长工具及物件时,在有架空线巷道内行走时,不准扛在肩上,防止触电,确保安全。 (7)人员在上、下山巷道内行走时,坚持“行车不行人”制度,严禁蹬钩扒车。上、下乘坐人行车时要坐稳。 4、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,施工地点必须做到通风、通电、通水、通电话、排水通畅、地板平整、瓦斯煤尘等符合安全标准准要求后方可进入施工。 5、钻机人员不得无证操作矿方井下任何设备、设施。钻机移位时应提前通知矿方,派人负责设备及车皮的运输。 6、设备运转前,要对设备进行试运转,试运转正常后方可开钻施工。试运转情况要在原始班报上有记录。 7、严格执行交接班制度,每个小班接班后应检查校验钻孔方位、倾角是否变化,发现变化应及时予以调整。 8、吊装设备时要严格遵守起重安全规程。吊前严格检查吊装工具,不合格工具严禁使用,严禁超负荷吊装。 9、井下运送设备、材料要有专人跟车,设备捆绑要牢靠,装在矿车或平板车上的钻探设备不得超高和超宽。在搬运设备时要严格按井下作业规程操作,防止挤压、碰撞等事故发生。井下起吊和移动设备时要选择安全的起吊点,人员操作时要稳,配合要协调。 10、井下电器设备经过专业电工安装、检查,合格后方可开钻施工。施工用电缆要按标准吊挂。 11、井下用电要按井下规定执行,要做到防火、防爆、防触电,要每班对机电设备进行检查,确保电器设备完好。 12、严格执行停送电制度,停电以后必须验电,然后把开关的把手封锁在停电位置上,做明显标志或派专人看守。工作结束后必须全面检查,待一切无误其它岗位没有作业人员后方可送电撤人。钻机移位时要停电作业,严禁带电检修和搬迁电器设备。 13、正常作业时,施工人员要协调配合作业,设备运转、停机时要先招呼、再操作。严禁不打招呼启动。同时加强对设备的使用与维护保养,严格按照设备的操作规程进行操作。 14、上下钻具时,钻机上下夹持器应配合使用。拧卸钻具和加减尺时应将钻具卡牢,作业人员应站在钻杆两边作业,防止钻具下窜伤人。钻具的加、减尺过程中,人必须站在钻杆的两侧施工,严禁站在钻杆的后端工作。施工中人员应分立钻机两侧,防止孔内突然来水、来压顶出钻杆伤人。 15、操作离合时,应严格遵守操作规程,钻机操作人员开关离合时,应对周围人员、设施进行检查,确认安全后,才能进行操作。 16、施工现场要配备专用电话,当班班长负责当班施工中的安全、质量和人员管理工作,每班到现场后班长应及时把井下人数、工程进度等情况向矿调度室汇报。钻孔施工时要协调好矿井其它岗位作业人员,钻机作业中不准轨道行车,因矿井需要必须行车时应将钻机等设备移动至安全地带。 17、钻进时要时刻注意掌握所钻煤岩层的稳定情况,发现异常情况要及时处理,严禁强拉硬拧。每次钻杆下入前要检查丝扣的好坏,钻杆是否有弯曲及裂痕等,不合格钻杆禁止下入孔内。 18、在钻进时,发现片帮、来压或地层异常时,应当立即向矿调度室汇报,情况危急时,应立即撤出施工地点。 19、两钻机平行施工,要相互协调,加强沟通,共同做好现场安全文明生产。 
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