煤层注水设计

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一、煤层注水设计依据

为了降低回采工作面煤尘、设计对3013综采放顶煤工作面进行煤层注水。

3103综采放顶煤工作面，布置在3号煤层（802）水平一采区内，地面相对位置为许家村北，地表为山地，有部分被黄土覆盖，无建筑物。井下相对位置为：南面为胶带运输大巷、轨道运输大巷、总回风大巷，东面为3102采空区，北面为南阳煤矿井田，西面为3104回风顺槽掘进工作面。

工作面设计长度为900米，宽150米，通风方式采用一进一回U型全风压独立通风。工作面采用割煤机割煤、装煤并采用桥式转载机配合可伸缩式带式输送机运煤，回风顺槽采用无极绳绞车作辅助运输。工作面支护方式采用支撑掩护式尾部放顶煤支架支护作业空间，两顺槽端头采用端头支架与过度支架进行支护，超前支护采用单体液压支柱支护。

3103综采放顶煤工作面煤层外观呈黑，金属光泽，节理发育，断面平整，细条带或块状或层状构造。煤层中夹有层状或透镜状的黄铁矿，煤的硬度2度左右。3号煤层的原煤水分为0.3

4%-2.10%，平均1.53%。

2、注水工艺、参数及设备

1、注水方式选择

根据采区巷道布置和采煤方法，结合3号煤层特征，回采工作面煤层注水选用本煤层下行长孔注水方式，即在回采工作面回风顺槽超前工作面推进度一个月，垂直煤壁打长钻孔的注水方式。

2、注水参数的确定

根据3号煤层节理发育情况、工作面长度、注水钻机能力，确定单向钻孔长度为85米。钻机选用MYZ-200、22Kw钻机，钻孔直径65mm，钻孔间距20m，钻孔平行于回采工作面布置，钻孔倾角与煤层倾角基本一致。

3、封孔方式的选择及封孔深度的确定

封孔方式分为水泥砂浆封孔和封孔器封孔两种，参照邻近矿井煤层注水的参数，设计封孔

深度暂按5m考虑，待矿井投产后，再根据生产实践进行调整。

4、注水系统的选择

注水系统选用动压注水系统，移动式水泵单孔注水方式。

系统主要由注水泵、给水管、水桶、胶管、压力表、水表、截止阀、安全阀、封孔器组成。注水泵流量6m³/h，压力1.962Mpa，电机功率30kw。供水水源引自井下消防洒水管网。

5、注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定

（1）注水压力

注水采用中亚注水，注水压力暂按1.5-3.0Mpa考虑。生产中可根据煤层的透水性情况，由注水泵站调整注水压力。

（2）单孔注水量

钻孔注水量按下列计算:

Q=BLMV（W1-W2）K

式中:

Q---一个钻孔注水量，m³;

B--孔间距，14m

L--工作面长度，140m:

M--煤层厚度，5.63m：

V--煤容重1.4t/m³

W1--注水后要求达到的水分取4%

W2--煤层原有水分1.53%

K--水的漏失和注水不均匀系数取1.5

则Q=14×85×5.63×1.40×（4%-1.53%）×1.5

=572.4m³

（3）矿井日注水量

矿井日注水量按以下公式计算;

Q日=K1G（W1-W2）

Q宣传帽日--矿井日注水量，m³/d:

K1--注水系数取1.5;

G--计划注水回采工作面日产量3546t/d

则Q日=1.5×3546线切×（4%-1.53%）=131.4m³

（4）注水流量（或注水速度）与注水时间

注水流量与注水压力直接相关，由于注水压力暂无法确定，故注水流量也无法计算，建议在矿井技改投产后取得实测值。

注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止。注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤层壁出现无效的出汗渗水，注水时间通常为7-10天。

6、注水设备及仪器

煤层注水配套装备表

序号	名称	型号小球归位	单位	数量	备注
1	糖尿病检测仪煤层注水钻机	MYZ-200	台	2
2	煤层注水泵	5D-2/150	台	2刮刀钻头
3	夹布压力胶管	与泵配套	m	2
4	冷拨无缝钢管	与泵配套	m	1
5	高压钢丝编织胶管	与泵配套	m	1 轨道交通系统
6	快速接头	K型	个	2
7	安全阀	单向阀	个	1
8	内螺绞升降止回阀	H41H-160	个	1
9	弹簧式压力表		个	1
10	叶轮式湿式水表		个	1
11	高压注水水表	DC—4.5/200	个	2
12	等量分流器	DF-3	个	5
13	高压闸阀	J13H-160	个	5
14	钢制三通	K型	个	5
15	便携式快速水分测	WM-B	台	1
16	移动储水箱	3-5m³	辆	1