煤层注水设计范文

xxxxx焦煤有限公司

xxx回采工作面煤层注水设计

二〇一x年

xxxx有限公司

为有效改善我矿xxxx回采工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，我矿决定对xxxx回采工作面实施煤层注水，为保证注水工作顺利进行，特编写《xxxx回采工作面煤层注水设计》如下：

一、工作面自然状况

1、工作面位置及井上下关系

工作面位置及井上下关系

水平名称xxx水平采区名称Xxx

采区

地面标高井下标高

地面相对位置

xxxx综采工作面地表位置以北为山体和树木，地表地势起伏较大，被树木（橡树）和灌林覆盖，无村庄、小井和建筑物。

回采对地面设施的影响1、本工作面地表被灌木丛林覆盖，无任何设施。

2、预计该采面在采动后对地面没有影响。

井下位置

与

四邻关系

xxxx综采工作面东部为1条大巷，西部为矿区边界，南部为xxxx运输顺槽，北部为待采实体煤（岩）层。

走向长度（m）x 可采长度（m）x 可采面积（m2）x 2、煤层特征情况：

煤层情况表

煤层厚度（m）4 煤层

结构

含一层夹矸，属简单结构煤层容重（t/m3）

煤层

硬度煤种

2#

焦煤

瘦煤

贫煤

倾角（°）稳定程度稳定

煤层情况描述该面煤层沉积较稳定，煤层倾角变化不大。

本工作面运输巷及回风巷在掘进过程中发现处正断层和明显构造。

煤层特征情况表

项目单位指标备注

煤层厚度（最大～最小/平均）m 2.95-4.59/3.84

煤层倾角（最大～最小/平均）（°）3°-27°/14°

煤层硬度f 1.4

煤层层理发育程度稳定

煤层节理发育程度稳定

3、开采方法与采煤工艺

本工作面采用走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。

工作面采用双滚筒采煤机机械落煤，采煤机与刮板输送机联合装煤，刮板输送机、转载机、可伸缩胶带输送机联合运煤, 支撑掩护式液压支架支护顶板，采空区采用全部垮落法处理顶板，工艺与装备能力匹配，无制约因素。

4、巷道布置

（1）巷道形状与断面规格

xxxx回采工作面巷道均为矩形，规格如下：

xxx运输顺槽，规格净宽为m，净高为2.8m，断面m2，全长1286m，沿煤层顶板掘进。

xxx回风顺槽，规格净宽为m，净高为m，断面m2，全长m，沿煤层顶板掘进。

xxxx切眼，规格为净宽为m，净高为m，断面m2，全长m，沿煤层顶板掘进。

（2）巷道布置方式

xxx回采工作面运输顺槽、回风顺槽沿煤层的倾向布置，工作面切眼沿煤层走向布置。

二、煤层地质情况

1、xxxx综采工作面煤层顶底板情况

煤层顶底板情况表

岩石名称厚度（m）岩性特征

伪顶泥岩

灰黑色，块状，性脆，断口平坦，破碎，含植物化石及煤屑。

直接顶泥岩

灰黑色，块状，性脆，断口平坦，破碎，含植物化石及煤屑。

老顶粉砂岩

浅灰色，以石英长石为主，分选，磨圆较差，钙质胶结，具层理及裂隙，含云母碎片及煤屑。底部颗粒变粗。

直接底砂质泥岩

深灰色，具层理及裂隙，含云母碎片，局部破碎

2、xxxx综采工作面煤层自然含水情况

2#煤层原有自然水分含量为xxxxx%,平均含水量为xxxxxx%，小于

4%，因此判断xxxx综采工作面的煤层含水量为xxxxxx%。

三、设计依据

依据鉴定报告，煤水分平均值为1.04%，煤水分平均值为0.88%；煤层顶板为粉砂岩、泥岩,底板岩性一般为粉砂岩和泥岩，层位稳定，岩石容重：界于2.3--2.5g/cm3之间，各层数据相当接近变化不大。

孔隙度：从上至下岩石的孔隙度由13.91%渐降至3.58%。

含水率：由上至下呈渐增之势，由0.05%--0.81%。

总体为容重较大，胶结良好，胶结物成分以粘土质为主，遇水有不同程度的软化，但无明显膨胀，且不泥化。

四、煤层注水参数的确定

1、钻孔位置：钻孔布置在xxx回风顺槽侧。

2、钻孔角度：钻孔平行于工作面向煤体，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。根据煤层节理发育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，此次设计钻孔方位为垂直煤壁钻进,倾角为-O—+1O。

3、钻孔直径:钻孔选用xxx型架柱式液压回转钻机，钻孔直径为xmm。

4、钻孔深度：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，确定钻孔长度：

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参数，30m。

2号煤

则L=L1－M=120－30=90m

5、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m 考虑，因此设计20综采工作面的钻孔间距确定为m。

6、钻孔数量及编号：根据2综采工作面倾斜长度、钻孔间距及停采线位置，设计2综采工作面内的钻孔数量为2个，钻孔编号由工作面切眼向运输大巷（回风大巷）方向依次增加。

7、封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，我矿设计选用封孔器封孔,封孔长度为1m。

8、注水系统

20综采工作面设计选用静压注水系统，水源来自顺槽中的静压洒水管，注水流量设计为6m3/h，压力0MPa-0MPa。

煤体注水后，钻孔预湿煤体水分应达到4%，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量。注水工作超前工作面回采1个月完成。

9、单孔注水量

双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参数，30m。

2号煤

L=L1－M=120－30=90m

(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：

Q=BLMγ(W1－W2)K

式中：

Q—单个钻孔注水量，m3；

B—孔间距20m；

L—钻孔长度m；

M—煤层厚度m；

γ—煤容重,1.35t/m3；

W1—注水后要求达到的水分取4%；

W2—煤层原有水分；

K—考虑围岩吸收水分,水的漏失和注水不均匀系数,取1.5。

2号煤

Q=20×90×3.84×1.35×(4%-0.88%)×1.5=437m3

10、注水流量

小流量注水对煤层的湿润效果最好，此次采用静压注水，注水流量不会过大，流量以实际注水为准。

11、单孔注水时间

t＝Q/q

式中：t ─单孔累计注水时间，h

Q ─单孔注水量，m3

q ─注水流量m3/h

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。

12、2综采工作面日注水量

Q′=nq×24

式中：Q′─工作面日注水量，m3/d

n ─同时注水的钻孔数，个

q ─单孔注水流量，m3/h

t ─一天，h

13、煤层注水水源

煤层注水水源来自顺槽内的静压水管。

四、工作要求

1、严格按设计方案中规定的方位角、倾角、孔径、孔深进行施工；开孔位置方位角、倾角、孔径、孔深都必须符合设计要求，方位角左右误差不得超过0.5°，倾角上下误差不超过0.3°。

2、打钻用水要保证有足够的流量，严禁打干眼。

3、孔深达到要求时，要用清水将孔内煤岩粉打扫干净再起钻。

4、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。

5、注水人员要及时填写注水钻孔的编号、方位角、孔深等参数。

6、封孔前要检查注水孔内的堵塞物是否排除清理，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。

7、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，保证注水孔严密不漏水。

8、注水过程中发现煤壁在预定范围内出现水珠后，应停止注水。

9、安排专人进行煤层注水工作，全天不间断注水，每个注水人员要掌握注水的工艺要求，并严格执行煤层注水操作规程。

10、注水前应检查注水管路是否完好，仪表和开关等能否正常工作，确认注水系统完好后，方可依次打开注水开关，进行煤层注水工作。

11、注水人员必须严格执行现场交接班制度，班中详细记录注水压力、水表读数、注水流量等各种参数，出井后认真填写煤层注水记录，每个注水孔注水完毕后，由技术人员对每个注水孔实际注水参数进行统计整理，填入煤层注水台账。

12、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，方可进行正常注水工作。

13、注水后要及时记录各种数据，分析注水结果，不断总结经验，为下一次的注水工作提供准确可靠的依据。

五、避灾路线

0回风顺槽探水工作面→回风大巷→轨道大巷→环形车场→井底罐笼→地面安全地点

附：x综采工作面煤层注水设计断面图x综采工作面煤层注水设计平面图

x综采工作面煤层注水设计剖面图