1、21151掘進工作面煤層注水設計 根據集團公司?義煤集團公司煤層注水技術治理規定?和集團公司煤層 注水專題會議精神要求,為有效解決 21151 工作面在掘進期間煤層頂板壓力 大,煤體節理發育,煤層破碎等不平安因素,滿足煤塵、煤體自燃、沖擊地 壓等災害防治的需要,特制定 21151 掘進工作面煤層注水設計.一、21151準備工作面概況1、工作面位置 21151準備工作面地面位于陳家門以東,地表形態較平坦,總體為西高東 低.井下位于 21采區三條下山東翼,自上而下第八個工作面,西側為 21采區 三條下山煤柱,東側為Fi6斷層煤柱,工作面上部為已回采的2113,工作面,下 部為沒設計的2117i工作

2、面.工作面為綜采放頂煤開采,可采長度為734m,切 眼長度180米,平均煤厚 11米,可采儲量 178萬噸.2、煤層賦存情況 工作面所采煤層為侏羅紀中統下段義馬組 2-3 煤,上半部為半亮型塊狀硬質煤,煤巖成分以亮煤為主,煤質較好；下半部為半暗型塊狀硬質煤,煤 巖成分以暗煤為主,含夾矸較多,煤層結構復雜,全煤共含夾矸 5-8 層,單 層厚度多為 0.05-0.15m.3、地質構造情況 本工作面所掘范圍里地質構造簡單,下巷探巷掘進將揭露三維地震勘探斷層,局部地段煤層節理發育、破碎,易片幫冒頂.4、水文地質 本工作面水文地質條件較復雜,對應地表無威脅水源.工作面中間上半部有一局部為砂巖體頂板,砂巖

3、疏松,富含水,但砂巖體補給水源弱,屬靜 態貯水.上部21132工作面采空區有6萬m3積水,上巷每掘進50米對21132 工作采空區積水進行一次探放水.在掘進過程中,生產區隊要及時完善排水系統,保證排水水平.正常涌水量為 10m3/h,最大涌水量為100m3/h5、影響掘進的其它地質情況1 瓦斯：預計絕對瓦斯涌出量 1.5-2.5m3/min； 2煤塵：具爆炸危險性,爆炸指數為 48.33%； 3煤的自燃：自燃傾向性嚴重,自然發火期一般為 15-30天； 4地溫：正常； 5地壓：有一定的沖擊地壓顯現,掘進中會出現煤炮.6、支護形式2115i上、下巷采用全斷面錨網索架36U-5.6m拱型可縮性支架

4、復合支 護,棚距.上、下巷采空區下巷道,壓力顯現需要增強支護時,可加打配套 “n 型棚支護.7、沖擊傾向性根據綜合指數法劃定, 21151 掘進工作面為中等沖擊區域, 根據集團公司 防沖細那么補充規定要求,該工作面根據強沖擊危險區域治理.8、21151工作面掘進順序：2115i上巷：2115i運料斜巷2115i上巷2115i切眼2115i下巷：自2120運料斜巷開口與2115i運料斜巷貫穿2115i下巷外段 21151下巷21151切眼二、21151 準備工作面煤層注水設計1 、注水施工方案： 21151掘進工作面煤層注水采用本煤層高靜壓注水方式進行. 實施指標：含水率增值及煤體濕潤時間.預注

5、水實施指標初步定為：含水率增值不小于 1.5%,煤層濕潤時間為靜壓注水 20天,高壓注水以煤壁反 水為準. 注水孔布置：a掘進工作面正頭：在掘進工作面正頭呈放射狀單排布置 2個鉆孔,注水孔沿巷道掘進方向呈 +3°,外偏15°布置,鉆孔距底板 1.5米,鉆孔距幫 1.5米,注水鉆孔深度為 25 米.正頭注水鉆孔隨巷道推進,每掘進 20米,必須打設新的注水孔進行預注 水.b掘進巷道兩幫：21151上巷上部為 2113采空區, 故上幫不布置注水鉆孔； 下幫注水鉆孔垂 直煤壁單排布置,角度呈 -11°,鉆孔深度均為 40米,鉆孔距底板 1.5米.21151下巷上幫注水鉆孔

6、垂直于煤壁單排布置,仰角為 +11°,鉆孔深度 為40米,孔間距為20米,鉆孔距底板 1.5米；下幫注水鉆孔垂直煤壁單排布置, 角度呈 -11°,鉆孔深度均為 40米,鉆孔距底板 1.5米.注水孔間距按煤的透水性確定,一般為10-20m 透水性差的煤層孔間距 應取較小值,透水性好時取大值,初步定孔間距為20m 具體參數應視應用效果進一步優化.巷道兩幫注水鉆孔滯后正頭不得超過 20米.見附圖： 21151掘進工作面注水鉆孔布置圖注：注水鉆孔深度、角度等相關參數可隨煤層厚度變化及注水效果進 行調整.注水孔應防止穿過斷層或破碎帶等導水區.2、注水壓力和流量：采用三柱塞高壓注水泵

7、3BZ-SZ 8.1/17-45型, 注水壓力不小于12MPa,每孔流量3m3/h.3、注水量計算： 每個鉆孔安設流量計、壓力表,使用防塵管高靜壓注水. 掘進巷道兩幫40m深孔單孔注水量根據注水孔承當的濕潤煤量計算： 為：Q= K-T W/q=1.5Xl2320Xl.5% =277.2t式中 Q一個注水孔的注水量, m3；K充裕系數,一般為 1.0-1.55；取1.5T 一個注水孔承當的濕潤煤量, t；W 預計含水率增值, %.取1.5q水的密度, g=1t/m3 一個注水孔承當的濕潤煤量計算：T= L S M Y>20Xl1><1.4=12320t式中L-待注水煤體在鉆孔軸

8、向方向的尺寸,m;取40mS-注水寬度,m;取20mM-注水孔附近煤層平均厚度,m;取11mY-煤的密度,t/m3o取1.4計算可得：25m深注水孔單孔的注水量為173.25t; 40m深注水孔單孔的注水量 為 277.2to4、煤層注水硐室： 煤層注水硐室是煤層注水工作順利開展的保證,硐室內要有高壓泵、水箱、工具箱、注水臺賬、注水牌版等一系列設施.附圖：支護斷面圖硐室規格： 斜墻半圓拱斷面, 深 4 米,毛斷面高 4.1 米,毛下寬 4.8 米, 拱基線毛寬4.4米,斜墻高1.7米；支架凈高3.6米,下凈寬4.2米. 支護形式：采用錨網索架36U拱形支架支護,棚距為0.5米o5、注水施工：

9、施工順序：巷道掘進20米打眼-注水-下一循環. 打注水孔采用KHYD-310型巖石電鉆施工,鉆頭直徑72mm,選擇注水孔 的施工傾角應考慮鉆桿下沉影響, 使成孔平均傾角與煤層平均傾角根本一致, 不致穿入頂底板. 封孔方式采用礦用封堵劑、封孔器或其它可靠舉措封孔. 封孔深度按最大注水壓力和煤層條件確定,以不漏水、不崩孔為原那么.正頭鉆孔封孔深度不小于2m;巷道兩幫鉆孔封孔深度不小于10mo 注水系統初步選用單孔注水泵高壓注水和靜壓注水相結合的注水系 統.交替時間視現場情況另行決定. 根據現場施工情況,可適當調整注水鉆孔參數、注水時間及注水量. 煤層含水率采用水分鑒定儀進行鑒定.三、掘進工作面注水具體要求：1、施工單位必須建立鉆孔詳細的注水鉆孔施工記錄臺帳, 記錄內容包括： 時間、地點、孔深、孔數、角度等.2、注水鉆孔施工完畢后,必須及時封孔注水,建立注水臺帳,并詳細記 錄,內容包括：注水地點、注水時間及結束時間、注水壓力、注水孔個數、 注水效果等.3、每旬第三日前,施工隊伍必須將上月注水情況及時報送防沖辦.4、施工過程中可根據現場實際情況,進行適當調整,保證注水工作保質 保量的完成.5、各施工單位必須在該單位施工巷道外段開設一個注水專用硐 室,以滿足注水設備和注水作業需要具體開設位置、規格、支護形式等要 求以施工卡片為準.注水硐室支護圖錨網索架36U-4.2m