文档介绍:该【综采面煤层注水设计 】是由【海洋里徜徉知识】上传分享,文档一共【13】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【综采面煤层注水设计 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。15101综采面煤层注水设计
山西凌志达煤业通风科
15101综采面煤层注水设计
一、设计依据
按《煤矿安全规程》第一百五十四条第(二)规定:
1、围岩有严重吸水膨胀性质,注水后易导致顶板垮塌或底板变形,或者地质情况复杂、顶板破坏严重,注水后影响采煤安全的煤层;
2、注水后会影响采煤安全或导致劳动条件恶化的薄煤层;
3、原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层;
4、孔率小于4%的煤层;
5、煤层很松软、破碎,打钻孔时易塌孔、难成孔的煤层;
6、采用下行垮落法开采近距离煤层群或分层开采厚煤层,上层或上分层采空区采用灌水防尘措施时的下一层或下一分层。
符合以上情况之一时,采煤工作面不宜采用煤层注水防尘措施,否则进行煤层注水。
二、15101综采面具体情况
根据勘探地质报告提供,-%,%,煤层直接顶板为泥岩或K2石灰岩,老顶为K2灰岩,底板为泥岩或含黄铁矿泥岩,局部为粉砂质泥岩,需进行煤层注水。
15号为厚煤层,倾角平缓,15101综采面采用综采一次采全高采煤方法,煤层为近水平煤层,,其中工作面长175m,年推动度为1560m(取采面可采长度值)。
三、设计15101综采面注水情况
设计采用下向长孔煤层注水防尘。
1、注水方式的选择
煤层注水方式是指钻孔长度、位置和方向,一般分为长孔、短孔、深孔和巷道注水等四种注水方式。
本设计采用长孔注水方式。注水方式采用单向钻孔布置,即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水,钻孔均沿煤层均匀布置,。
2、注水参数的拟定
注水参数重要是注水钻孔的参数,即孔径、孔深、间距、倾角、封孔长度和方式等。
(1)钻孔直径:孔径大小与煤的硬度、规定的注水量、封孔技术和钻具条件有关。由于目前均采用钻机打孔,孔径为50~75mm。由于注水量较大,钻孔直径取60mm。
(2)钻孔长度:钻孔长度可根据工作面长度和煤层倾角而拟定,根据我缓,厚煤层,下向注水钻孔长度根据公式:
L=L1-M
式中:L—钻孔长度,m;
L1—工作面长度,175m;
M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数,上向孔M≥20m,下向孔M=1/3L1,m;
经计算,钻孔长L=117m。为了充足湿润煤体,加快注水时间,取120m。
(3)钻孔间距:钻孔间距可根据煤层的湿润半径来计算,孔深时,孔距要大些;孔浅时,孔距要小些。合理的钻孔间距一般通过实践来拟定。根据经验一般按10~25m考虑,本设计由于煤层厚,并采用综采,孔距取15m。
(4)钻孔角度:钻孔角度原则上与煤层倾角保持一致,使钻孔始终保持在煤层内。生产中应根据煤层节理发育限度选择采用垂直钻孔还是伪倾斜钻孔,以使节理面尽量与钻孔垂直。,以避免钻孔下沉穿透底板岩石。
(5)封孔深度:封孔深度一般通过实验和生产实践拟定,~10m。设计暂按10m考虑,待矿井生产后再按生产实际进行调整。
(6)封孔方式:封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种,由于本井煤较软,封孔器容易发生卡在壁内或从孔内抛出的也许。因此,设计选择简朴方便的灌注水泥砂浆封孔法。
3、注水系统及注水参数
(1)注水系统
本矿井回采工作面推动速度较快,所以采用分组注水,即几个注水钻孔提成一组共同注水,以满足综采推动速度。注水系统分为静压注水系统和动压注水系统,根据本矿的注水孔深、注水压力大小及供水系统,设计采用动压注水系统。煤层注水水源采用井下消防洒水管路供应。
动压注水系统设备如下:
供水管路(接入水箱)、供水胶管、水表、水泵、压力表、三通、快速接头、高压胶管、截止阀、至煤壁钻孔。
(2)注水压力
注水压力一般分为低压、中压、中高压、高压和超高压,动压注水多属中压,~。根据煤层埋藏深,夹矸较多的特点,本井注水应采用较高压力注水。但是,由于压力太高又容易导致煤壁跑水和窜水,因此,初定水压为7MPa,生产后可根据实际情况调节。
(3)注水量
① 按经验公式计算钻孔注水量
Q=LBMγq
=175×15×××
=483m3
式中:Q-一个钻孔注水量,m3;
L—工作面长度,m;单向钻孔注水L=175m;
B—孔间距,m;
M—煤层厚度,m;
γ—煤容重,t/m3;
q—吨煤注水量,。
② 按水分增长值计算钻孔注水量
Q=LBMγ(W1-W2)K
=175×15×××(-)×
=743m3
式中:W1—注水后规定达成的水分,%;
W2—煤层原有水分,%;
K—考虑围岩吸取水分、水的漏失和注水不均衡系数,。
其余符号代表意义同前。
③ 吨煤注水量
根据上述两式计算,。则吨煤注水量为:
q=Q/(LBMγ)
=743/(175×15××)
=
式中:符号代表意义同前。
注水后煤体水分应达成4%左右。根据实际注水效果,通过快速水分测定仪测试,调整注水量和注水时间。为保证注水效果,并适应工作面回采推动速度,注水工作超前工作面回采1个月完毕。
④ 日注水量
Q=q×G
式中:Q—矿井日注水量,m3;
G—注水工作面日产量,t/d,本矿井为5062t/d;
q—吨煤注水量,;
按上述公式计算,矿井日注水量为233m3/d。
4、注水设备及仪表
注水设备及仪表配备见表3-2-1。
表3-2-1 注水设备及仪表配备表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
煤层注水钻机
ZDY-650
台
1
2
煤层注水泵
2BZ-40/12
台
1
3
夹布压力胶管
与泵配套
m
40
4
冷拔无缝钢管
与泵配套
m
240
5
高压钢丝编织胶管
与泵配套
m
200
6
快速接头
K型
个
60
与高压钢丝编织胶管配套
7
安全阀
单向阀
个
2
8
内螺纹升降止回阀
与泵配套
个
2
9
弹簧式压力表
与泵配套
个
10
10
叶轮湿式水表
与泵配套
个
2
11
高压注水水表
与泵配套
个
4
12
等量分流器
与泵配套
个
10
13
高压闸阀
与泵配套
个
10
14
铁制三通
与泵配套
个
10
15
便携式快速水分测定仪
WM-B
台
2
16
水箱
10m3
个
1
附:
煤层注水操作流程
一、钻孔
1、钻机安装地点的顶板及周边支护要良好,固定钻机要安全可靠,钻孔角度及钻眼位置必须符合设计规定。
2、开钻前要具体检查机电设备和供水系统,发现问题先解决完好后再试钻,经空载运转检查钻机各部位正常且钻孔有少量返水时,方可开始钻进。
3、开钻时要先送水后送电,停钻时要先停电后停水。
4、钻机开始钻孔作业时,要缓慢接上离合器,钻杆推动5-10厘米后,再压紧离合器,当一根钻杆钻进剩余30厘米时,松开离合器,先停电后停水,然后加杆。
5、负责上下钻杆人员分别站到钻机两侧,用管钳把钻杆卡牢,反方向均匀将钻杆卸开。
6、钻孔过程中要在开孔位置加设防护档板,以防煤与瓦斯喷出伤人。
7、钻孔作业规定四人一套,一人操作开关按钮和停送水,一人操作钻机,二人上下钻杆。
8、钻孔过程忽然碰到地质构造,瓦斯涌出,透水预兆等异常情况,必须停止钻进,切断电源,保持钻进状态,拔出钻杆并报告通风科。
9、钻水过程出现夹钻、顶钻,断杆等情况时,必须停钻采用措施解决。
10、当班钻孔施工完毕,必须将钻杆所有拔出,切断电源,并闭水源,并将钻机设备放到巷道一侧的安全地点,方可离开工作岗位。
11、收工时当班组长要如实填写钻孔记录,报告通风科。
二、封孔
1、设备开机前要检查电机、安全离合器、变速系统、搅拌机、送浆泵、离合器及各联接部件是否完好,机座是否稳固可靠,搅拌机内是否有杂物,送浆泵出口、联接管是否通畅,当以上检查所有合格后方可进行运营操作。
2、搅拌水泥稠浆将准备好的一定量(按水和水泥的比例)清水倒入搅拌机内,在搅拌机处在正常运转状态下,逐渐加入525硅酸盐水泥。待加入搅拌机内的水泥分散后,再继续加入水泥(加水泥时,应避免将纸片等杂物混入搅拌机内),搅拌时间不得小于10min。
3、搅拌好的水泥浆必须用测试棒进行测试,保证水泥稠浆达成设计的水灰比。
4、封孔管采用抗静电的工程塑料管或铁管,孔内注水管长度为10m,为2寸双抗塑料或铁管。