30401综采工作面煤层注水方案
及安全措施
山西柳林煤矿
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30401工作面煤层注水方案及安全措施
一、工作面概况：
30401工作面走向1150米，倾斜180米，面积为207000m2。工作面西部为130402工作面保安煤柱，南部为采区回风、轨道大巷，北靠南沟煤矿。巷道布置为：皮顺为进风，轨顺为回风。
二、煤层地质情况 1、煤层赋存情况：
煤层倾角 煤层总厚（m） （度） 煤 层 情 况 可采指数 1 稳定程度 稳定 2.0 平均4º 该面所采煤层为山西组4#煤，煤层结构复杂，含一层夹矸，夹矸厚0.02-0.25米，该面皮顺、轨顺、切割巷根据掘进揭露情况，0-450米煤厚为2.1米，中部变薄450-750米段煤厚为1.8米，750-1150米煤厚达2.7米，4#煤层倾角2-6°，平均4°左右， 属近水平煤层。 三、煤层注水的作用和目的
将压力水注入煤层裂隙和孔隙之中湿润煤体，使其强度和脆性减弱、
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塑性增加，开采时就能减少煤尘的发生量。同时，存在于煤体孔隙和裂隙内的水，在开采过程中，还可以使5μm以下的结团为较大的尘粒而失去悬浮能力，从而减少浮尘的发生量。据测定，由于煤层的性质和注水条件的不同，煤层注水的降尘效果大致在50%—90%之间。
对于煤层水分>4%的煤层进行注水后的效果不大明显（降尘率10%左右），所以原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层，可不再实施注水措施。
四、煤层注水的方式及使用条件
机械化采煤的工作面必须采取煤层注水措施。 长壁式采煤工作面煤层注水方式及适用条件如下：
（1）、长钻孔煤层注水方式。在采煤工作面的上、下顺槽内，向上、下打平行于工作面煤壁的长钻孔（长60—100米）进行注水。此种注水方式适用于煤层赋存稳定、没有较大走向断层、厚度大于1.3米、孔隙率大于4%的工作面。
（2）、中长钻孔煤层注水方式。也称为深孔注水方式。在采煤工作面内打垂直于（或成一定交角）煤壁的中长钻孔（5—15米）进行注水。此种注水方式适用于煤层赋存条件较稳定的煤层。
根据我矿的30401工作面的条件来说，我矿煤层注水可采用长钻孔煤层注水方式。
五、煤层注水方法及注水工艺的确定： 1、注水方法：
根据我盘区实际情况，本工作面煤层属于赋存平稳、节理、孔隙、裂隙比较发育的薄煤层，故选取从回采工作面回风顺槽平行于工作面对煤体进行
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双向钻孔，采用静压注水的方法。 2、注水设备选型：
我盘区钻机采用TDY1600S型钻机，Φ42钻杆，钻径Φ75。 3、钻孔深度：
L=L1-M=180-1/3×180≈120m 式中：L—钻孔长度； L1—工作面长度；
M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数（我盘区取下向孔且煤层透水性强，取1/3L1）
4、钻孔角度和开口位置：
钻孔开口位置取在距底板1.2米处，钻孔角度根据公式： γ=α-Q
式中：α—煤层倾角；
Q—钻孔最大下沿角，一般取1°—3°，本式取2°。 则：γ=4°-2°=2° 钻孔角度为2°。 5、钻孔间距： B=5h=5×2.0=10m 式中：
h—工作面净高。 6、注水方式：
煤层注水方式施行单巷注水，采用静压洒水管注水，工作面于生产前15天在轨顺进行煤层注水，每个钻孔安装流量表和压力表，注水压力采用低
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压不得超过2450KPa，一般调压为1500—2000KPa之间，注水孔开口孔径为50mm注水孔孔径为33mm，间距为10m，注水方式为九孔迈步后退式。 7、封孔方法及深度：
我矿封孔方法采用聚胺脂封孔，封孔深度不小于3米，同时，要确保封孔质量，封孔要严密，以防漏水。 8、注水量及注水时间：
注水后的煤体含水量是一般不超过8%水份，纯增量不低于1%，每孔注水按下计算：
Q=KxlBMWa
Q---------- 一个钻孔的注水量，m3 Kx-------- 钻孔前方煤体湿润系数 1.20 L--------- 钻孔长度 120m B--------- 钻孔间距 11m M--------- 煤层开采的厚度 2.0m W--------- 煤的容重 1.38t/m3 a---------- 吨煤注水量 0.024m3/t 则：Q=1.2×120×11×2.0×0.02×1.38=115m3 根据流量确定注水周期：T=Q/V=120/8=15（天） 验证与工作面推进速度匹配：（按日推进速度为3.6m）
煤层注水钻孔数为8孔，单孔间距为10米，8孔总间距为80米。计算工作面周期推进度为5*15=75米小于煤层注水钻孔总间距，符合煤层注水要求，注水周期与工作面推进速度匹配。 注水时间为15天。
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六、钻机操作及安全技术措施：
1、钻探工必须经过培训，考试合格后方可上岗，并能掌握钻机的操作工艺。
2、钻机安装必须平稳，电器设备要垫高防潮，钻场前后10m之内的支护要完好，电缆接线、钻具器材要堆放和悬挂整齐，安装完毕后经全面试车合格方可正式钻进。
3、开钻前对打钻现场要进行实地观察，熟悉水源电源、巷道支护通风瓦斯、避灾路线等，发现不安全因素必须及时排除，否则不能开工。 4、开孔位置方位角、倾角、孔径、孔深、扩孔深度都必须符合设计要求方向角左右误差不得超过1°，倾角不超过±0.1°。
5、向下钻时，钻孔径孔底100—300mm或孔内煤粉下沉积出时，送水冲孔下钻，不能将钻孔杆强压列底水位返出采前严禁给劲钻进，取蕊时把禁止停水干钻。
6、发现进尺慢、孔内返水变大、变小、软件硬变化，有透水瓦斯突出预兆并或机械有异常现象进都要及时查明原因或停机检修，不得凑合或机器带病作业。
7、临时停电时，必须将钻孔退出5米外，班后要将钻杆全部拔出，防止卡钻。
8、孔深达到要求时，要用清水将孔内煤岩粉打扫干净再起钻。 9、发生断杆、掉钻头、孔内弃物、卡杆等事故后当班必须查明原因和情况准确计算钻杆长度立即向有关领导汇报。
10、每班应将钻机编号、倾角、终孔深度、孔底岩性扩孔深度、水文变化、机械运输情况等详细记录并向下班交班。
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11、必须熟练掌握钻机的性能和操作程序，严格按作业规程操作。 七、注水操作及安全技术措施：
1、封孔前要检查是否完好排除孔内的堵塞物，保证注水孔固位煤帮，顶板支护完好，发现不安全因素及时处理。
2、按标准要求进行封孔，封孔的深度要符合设计要求，同时要严把封孔质量关，保证严密，不漏水。
3、注水管路、仪表仪器悬挂整齐，仪表放到安全地点。
4、定时观察流量，随时维护注水设备处理漏水及时回收注水器材，记录各孔压力流量，起止时间班注水量等。 5、不得随意停注水，停注超前不大于50m。 6、专用的注水管路不得兼作他用。
7、注水量达到煤壁挂汗，邻孔出水时停止注水。 8、整个注水钻探工作必须由探水队队长负责指挥完成。
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八、附采面系统示意图及钻孔布置示意图：
30401皮带顺
30401回风顺
说明： 为钻孔 30401钻孔布置及钻孔参数示意图：
30401皮带顺
孔长120 孔长120
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30401回风顺
剖面图 7
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