3第三章 煤层注水设计
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综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施1. 引言随着煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿开采逐渐由地表向地下深层转移。
为了保证煤矿的安全运营和提高采煤效率,煤层注水技术被广泛应用于综采工作面。
本文将介绍综采工作面煤层注水设计的设计方案及相应的安全措施。
2. 煤层注水设计方案2.1 注水目的煤层注水的主要目的是提高煤层的固结性能和润湿性能,从而增加煤层的稳定性和采煤效率。
同时,煤层注水还能降低煤尘浓度,提高工作环境的安全性。
2.2 注水方法常用的煤层注水方法包括地表注水和井下注水两种方式。
2.2.1 地表注水地表注水是指通过在综采工作面上设置喷水装置,将水直接喷洒到煤层上。
这种方式操作简单、投入少,但效果相对较差。
2.2.2 井下注水井下注水是指通过在综采工作面底板注入水,利用水压将水分渗透到煤层中。
这种方式注水均匀、效果好,但投入较大。
2.3 注水方案根据煤矿的实际情况和煤层特性,设计了如下注水方案:2.3.1 方案一:地表注水•操作步骤:1.在综采工作面上设置喷洒装置,将水均匀喷洒到煤层表面;2.控制水量和喷洒速度,确保注水均匀;3.根据需要,可以根据需要调整喷洒装置的位置。
•优点:–操作简单,投入少;–可以根据需要灵活调整。
•缺点:–效果不如井下注水;–可能会增加煤炭损失。
2.3.2 方案二:井下注水•操作步骤:1.在综采工作面附近钻探井口;2.在井口下方设置注水装置,将水注入到煤层裂隙中;3.控制注水量和注水压力,确保注水均匀。
•优点:–注水均匀,效果好;–可以根据需要控制注水量和注水压力。
•缺点:–投入较大;–操作复杂。
3. 安全措施煤层注水工作面存在一定的安全风险,为了保障工作人员的安全,需要采取以下措施:3.1 工作面人员培训对参与煤层注水工作的人员进行必要的培训,包括操作规程、安全操作要点、应急预案等方面的培训。
3.2 安全监测系统在综采工作面设置安全监测系统,及时监测注水工作面的状况,确保工作面的安全运营。
青海海泰煤业有限责任公司铁迈煤矿11010综放工作面煤层注水设计一、前言:煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最基本、最有效的措施,通过煤层注水一般除尘率可达60—80%,煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中,使煤层得到预先湿润,增加煤体的水分,减少采煤时的粉尘产生量,防止煤尘堆积,避免煤尘爆炸,同时对煤层中的瓦斯有提前均匀释放的作用。
因此,我矿决定进行煤层注水,以减少粉尘产生量,改善井下作业条件。
二、11010工作面概述:1、11010工作面位置:11010工作面位于一采区上山南侧上部,东临尚未开采的11030工作面,南邻F4、F5断层交汇区,西邻浅部未开采区,北临轨道暗斜井保护煤柱工作面对应地表为荒山地带,无水体及建筑物,地面标高+3217m—+3241m,平均+3229m,工作面标高+3030m—+3058m,平均+3044m,工作面平均采深185m。
2、煤层赋存特征工作面设计开采下煤层,煤层厚度2—10m,平均8.39m,煤层内含多层夹矸,夹矸分布不稳定,切眼掘进时见2。
0m厚夹矸,夹矸岩性为油页岩、泥岩、炭质泥岩,本煤层为长焰煤,属于易自燃煤层,自燃倾向等级为I级,煤尘具有爆炸危险性,煤尘爆炸为40%.顶板岩性为深灰色泥岩,一般厚度为1。
2—4m,中厚层状构造,局部薄层状,较破碎,其上部见一层2—4m油页岩,页片状。
老顶为厚层状细沙岩或粉砂岩,硬度系数4—5。
底板一般有一层0.4—1。
5m厚的泥岩为伪底,其下部为细沙岩或粉砂岩,厚度10m以上,岩性为浅灰-深灰色,中厚层状,具小型交错层理,裂隙较发育。
工作面煤质指标为:原煤灰分为13。
32%,挥发分为44。
15%,水分为2。
26%,硫分为:0。
90%,发热量为25。
65MJ/kg.3、工作面巷道布置工作面采用走向长壁式布置,工作面切眼长71m,工作面走向长267.3 m,煤层倾角17。
5°。
4、采煤方法根据工作面巷道布置及机械设备配备情况,11010工作面采用走向长壁综合机械化放顶煤方法开采,一次采全高,全部垮落法控制顶板。
煤层注水设计方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN***煤层注水设计方案一、煤层注水设计依据煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最基本、最有效的措施。
通过煤层注水一般除尘率可达60-80%,煤层注水通过钻孔,将压力水注入煤层中,使煤层得到预先湿润,增加煤体的水分,减少采煤时粉尘产生量的一种技术措施。
井田内各煤层的物理性质基本相同,表现为黑色、黑褐色,条痕为棕黑色、黑褐色,沥青-玻璃光泽,普式硬度一般为2-3,有一定的韧性,参差状、贝壳状断口,视密度,内生裂隙较为发育。
各层煤的宏观煤岩特征相近,宏观煤岩组分以亮煤为主,次为暗煤、镜煤,局部见有丝炭。
宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型,光亮型次之,少量暗淡型。
煤层主要为线理状、条带状结构,层状构造,有时也可见均一状结构,块状构造。
13号煤层的直接顶板多为砂质泥岩,一般厚6m,顶板砂岩的抗拉强度~,抗压强度~;顶板泥岩的抗拉强度~,抗压强度~。
从上分析可知,煤层较为松软,机采将产生煤尘的量较大,而煤层的内生裂隙较为发育,适宜采用煤层注水防尘。
二、注水工艺、参数及设备1、注水方式的选择煤层注水方式是指钻孔长度、位置和方向的概念,一般分为长孔、短孔、深孔和巷道注水四种注水方式。
根据本矿煤矿层赋存的特点,采区巷道的布置方式、采煤方法等情况,并借鉴邻近生产矿井的实际经验,设计采用长孔注水方式,结合采煤工作面长度、煤层厚度,考虑钻机设备性能和煤层注水效果,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孔钻孔注水,钻孔均沿煤层均匀布置,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內,以免穿透顶底板,钻孔口布置在巷道中距底板左右处。
2、注水参数的确定注水参数主要是注水钻孔的参数,即注水压力、孔径、孔深、间距、倾角、封孔长度和方式等。
注水压力高低取决于煤层的透水性强弱(透水性强的煤层,注水压力低;透水性弱的煤层,注水压力高),还与钻孔的注水流量有关。
煤层注水实施方案
煤层注水是一种常见的采煤技术,在煤矿开采过程中起着至关重要的作用。
煤
层注水能够有效地减少煤矿事故,提高煤矿开采效率,保护矿工的生命安全。
因此,煤层注水实施方案的制定和执行至关重要。
首先,煤层注水实施方案需要充分考虑煤层地质条件和水文地质条件。
煤层的
地质条件直接影响着煤层注水的效果,因此需要对煤层的地质构造、岩性、断裂和裂隙等进行详细的调查和分析。
同时,水文地质条件也需要充分考虑,包括地下水位、水文地质构造、水文地质特征等。
只有充分了解煤层地质条件和水文地质条件,才能有效地制定煤层注水实施方案。
其次,煤层注水实施方案需要合理确定注水井的位置和数量。
注水井的位置和
数量直接关系到煤层注水的效果,因此需要根据煤层地质条件和水文地质条件合理确定注水井的位置和数量。
一般来说,注水井应该布置在煤层的上部和下部,以保证煤层注水的均匀性和充分性。
最后,煤层注水实施方案需要合理确定注水量和注水压力。
注水量和注水压力
的确定需要充分考虑煤层的地质条件和水文地质条件,以及煤层的开采情况。
只有合理确定注水量和注水压力,才能保证煤层注水的效果和安全性。
总之,煤层注水实施方案的制定和执行是煤矿开采工作中至关重要的一环。
只
有合理制定和执行煤层注水实施方案,才能保证煤矿开采的安全和高效。
煤层注水设计设计方案煤层注水是一种常用的采矿方法,它主要是为了提高煤矿采掘率和矿井安全,在煤层水负压采用中起到了重要作用。
以下是一份煤层注水设计方案,用于参考:一、项目背景煤矿名称:XXX煤矿矿井深度:XXX米矿井地理位置:XXX地区二、设计目标1. 提高煤炭的开采率和回收率2. 降低矿井运营成本3. 提高矿井安全性和稳定性三、设计原则1. 充分考虑地质条件和水文地质条件2. 采用科学的注水工艺,确保采掘工作的顺利进行3. 综合考虑经济、环境和社会效益四、设计方案1. 注水方式:采用压力注水方式,即在煤层顶板区域钻孔注水。
2. 注水压力:根据煤层水负压采掘的需求,注水压力设定为XXX MPa。
3. 注水孔径:根据煤层水负压采掘的特点,注水孔径设定为XXX毫米。
4. 注水时间:根据煤层水负压采掘的周期,注水时间设定为XXX小时。
5. 注水量:根据煤层水负压采掘的需要,注水量设定为XXX立方米/小时。
6. 注水周期:根据不同煤层的特点,注水周期设定为XXX天。
五、设计参数1. 注水设备:采用高压水泵和注水管道,确保注水的稳定性和连续性。
2. 注水机组:根据煤层的开采工艺和矿井的实际情况,配置合适的注水机组数量。
3. 注水点布置:根据煤层的地质结构和矿井的开采方式,合理布置注水点,保证煤层注水的均匀性。
六、安全措施1. 在注水过程中,要严格按照安全操作规程进行操作,防止事故的发生。
2. 注水设备要定期检修和保养,确保设备的正常运行。
3. 设立专门的监测点,定期监测煤层注水的效果和地质情况。
七、经济效益评估1. 通过煤层注水,可以提高煤炭的开采率和回收率,增加矿井的产值。
2. 注水可以降低矿井的运营成本,提高生产效益。
以上是一份煤层注水设计方案的简要内容,具体的方案还需要根据煤矿的实际情况进行进一步的细化和完善。
煤层注水措施方案引言煤炭是全球最重要的能源之一,但采矿过程中,煤炭资源的可采回收率一直面临挑战。
为了提高煤炭的可采回收率,煤层注水成为一项被广泛应用的技术。
本文将介绍煤层注水的意义,原理以及具体方案。
煤层注水的意义煤层注水是通过将水注入煤层中,改变煤层内部力学性质和渗透性,增加煤层透水性,使得采煤过程中的瓦斯抽放更加安全高效,减少矿井事故的发生。
此外,煤层注水还可以改善煤层的稳定性,提高采煤效率,延长煤炭资源的利用寿命。
煤层注水方案1. 注水井布设在注水过程中,注水井的布设合理与否对注水效果有着决定性的影响。
在布设注水井时,应结合煤层的地质结构、透水能力和采煤工艺等因素进行综合考虑。
通常情况下,注水井应均匀分布在煤层采区的周边,以最大限度地覆盖煤层的整个区域。
2. 注水井参数设计注水井的参数设计对注水的效果也有很大的影响。
注水井的孔径、孔距、注水量等参数需要根据煤层的围压、水力性质以及煤层厚度等因素来确定。
根据经验,通常情况下,注水井的孔径在75mm~150mm之间,孔距在3m~6m之间,注水量在30~60L/min之间。
3. 注水压力控制注水压力对注水的效果有重要影响。
注水压力应根据煤层的透水性进行调整,一般情况下,注水压力应控制在10MPa~20MPa之间。
过高的注水压力可能导致煤层崩塌和注水井堵塞等问题,而过低的注水压力则会降低注水效果。
4. 注水液体的选择注水液体的选择应根据煤层的地质特征和工艺要求进行综合考虑。
常用的注水液体包括清水、泡沫体、聚合物溶液等。
注水液体应具有一定的黏度,以提高注水效果。
此外,注水液体还应具有良好的稳定性和环境友好性,以确保注水过程的安全性和可持续性。
5. 注水方案的监测和评估在进行煤层注水之后,需要对注水效果进行监测和评估。
监测主要包括注水井水位、注水压力以及注水液体的化学成分等指标的监测。
评估则包括注水效果的评估、煤层变形情况的评估和采煤效果的评估等。
通过监测和评估,可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整,以确保煤层注水的最佳效果。
综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施一、设计方案1. 注水方式(1)直接注水法:将水通过管道直接注入工作面煤层,该方法操作简单,但可能存在水流不均匀、流量不可控等问题。
(2)喷淋注水法:将水通过喷淋器均匀地喷淋在煤层上方,以形成水帘,减轻煤尘污染和黄色煤瓦斯的危害。
(3)井下注水法:将水通过注水井从井底注入煤层,有效地提高了注水效率。
本设计方案采用井下注水法。
在工作面煤层下方钻探注水井,然后通过注水泵将水从井底注入煤层。
2. 注水量计算(1)水质量:按每天要注水5吨计算,这些水将来自靠近工作面的地下水或开采井中回收的水。
(2)注水量:按照每日8小时的运转时间计算,每小时注入625公斤的水。
(3)注水频率:根据煤层水含量进行评估,并根据需调整时间间隔,确保始终不超过最大允许水含量。
3. 注水设备(1)注水管道:使用内直径为200mm的新型聚乙烯管道,保证管道强度和耐腐蚀性。
(2)注水井:建设一口直径2m,深度150m的注水井,使用钻孔和爆破技术进行施工。
(3)注水泵:选用质量可靠的潜水泵进行注水。
二、安全措施1. 工作面煤层注水是一个涉及到煤矿生产、地质勘探、环境保护等多个因素的综合性任务。
因此,在设计过程中要充分考虑安全问题,制定相应的安全技术规范,并安排专业人员对施工工艺进行现场控制。
2. 注水操作过程中,应严格按照设计方案进行,确保工作面地质按照设计要求进行补水,并及时反馈水文地质部门进行实时监测。
3. 在注水过程中,要密切关注煤层的水含量和工作面顶板状况,如出现工作面顶板、底板出现不稳定、全顶板冒落、地面等级变化等现象,应立即停止注水工作。
4. 为降低煤层水含量,还需要采取相应措施,如正确使用钻探水、地面回收后的废水以及其他可用的洁净水源等。
5. 为确保操作人员安全,在现场设置物理障碍。
对于注水井口,应设置可抬升式金属安全栏杆,并在沿井室墙上吊挂10kg 女式救生绳,方便操作人员紧急回收。
煤层注水设计第一节设计基础资料和主要内容一、设计基础资料1.煤的物理机械特征(煤的透水性、原始水分、孔隙率、湿润边角、硬度、裂隙发育情况、煤的饱和含水率)、顶底板的物理力学性质(透水性、孔隙率、硬度、自然含水率、饱和含水率)、煤尘爆炸指数。
2.煤的赋存条件,包括倾角、厚度、构造及稳定性等。
3.矿井开拓系统、采区巷道布置及采煤方法。
4.工作面产量、推进度、通风方式,进、回风巷几何尺寸和支护形式。
5.水源及供水系统。
二、煤层注水设计主要内容1.煤层注水方式选择。
2.煤层注水工艺及参数计算。
3.煤层注水设备及供水管径的选择。
4.绘制煤层注水系统图。
5.编写煤层注水设计说明书。
三、煤层注水设计应注意的问题1.煤层厚度小于0.6m时,不宜注水。
2.煤层孔隙率小于4%时,其透水性接近于零,此时不宜注水。
3.煤层孔隙率大于或等于40%时,煤层成为多孔均质体,天然含水率已达1,此时已无需注水。
4.煤层湿润边角θ≥90°时,为不可湿润煤体,注水防尘效果不好。
5.长孔注水,孔长不能小于待注水煤层工作面倾斜长的2/3。
6.应有比较充裕的注水时间。
第二节煤层注水方式及其选择一、煤层注水方式煤层注水方式是指钻孔的位置、长度和方向。
我国目前使用的注水方式有长孔注水、短孔注水(浅孔注水),深孔注水和巷道钻孔注水四种方式。
1.长孔注水在采煤工作面前方的进风巷,或回风巷沿煤层倾斜方向平行于煤层工作面打钻。
长孔注水分为单向和双向长孔注水两种形式,如图3―1所示。
2.短孔注水(浅孔注水)沿采煤工作面与煤壁垂直或或斜交打钻孔孔注水,孔长一般为2m ~3.5m ,如图3―2a 所示。
3.深孔注水沿采煤工作面、垂直工作面煤壁打孔,孔长一般为5~25m ,如图3―2b 所示。
4.巷道钻孔注水由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻注水或由底板巷道向煤层注水,在一个钻场可打多几个垂直于煤层或扇形布置方式的钻孔,通过钻孔进行注水,如图3―3所示。
2024年综采工作面煤层注水管理办法____年综采工作面煤层注水管理办法第一章总则第一条为了规范综采工作面煤层注水管理,提高矿井产能和安全生产水平,保护矿井地下水资源,制定本管理办法。
第二条本管理办法适用于所有进行综采作业的矿井。
第三条矿井应依照国家有关法律法规、标准以及本管理办法的要求,对综采工作面煤层进行注水操作。
第四条注水管理应严格按照科学规划、安全、经济、高效的原则进行组织。
第五条矿井应加强注水设备的维护和管理,确保注水设备的正常运行,提高注水效率。
第六条地下水管理应与矿井安全管理相结合,通过科学合理的方案,保障综采工作面的正常生产。
第七条矿井应建立健全注水管理制度,明确责任,加强监督检查,及时发现问题并采取措施解决。
第二章注水管理组织与责任第八条矿井应设立注水管理部门,负责煤层注水的组织、实施和管理工作。
第九条注水管理部门应当配备专职注水管理员,负责对注水进行日常巡查、维护和管理,并做好注水操作记录。
第十条注水管理部门应制定注水管理制度,明确煤层注水的工作流程和操作规范。
第十一条注水管理部门应加强对综采工作面煤层注水操作人员的培训,提高其注水操作技能。
第十二条矿井领导应重视煤层注水工作,确保注水工作的顺利进行,为矿井的安全生产提供保障。
第十三条注水管理部门应对注水操作中存在的问题及时进行整改,并提出改进建议。
第三章注水方案第十四条矿井应根据煤层特点和综采工作面的实际情况,制定注水方案。
第十五条注水方案应包括注水的数量、注水的方式、注水的位置和注水设备的选择等内容。
第十六条注水方案应根据地下水位、煤层变化等因素进行调整和优化。
第十七条矿井在制定注水方案时,应充分考虑地质条件和水文地质特征,确保注水稳定、安全、高效。
第十八条注水方案应报请矿井领导审批,经批准后方可实施。
第四章注水设备和管网第十九条矿井应根据注水方案的要求,配备相应的注水设备和管网。
第二十条注水设备应保证操作简便、安全可靠,具备自动化控制功能,能够及时准确的控制注水流量。
第三章煤层注水设计第一节设计基础资料和主要内容一、设计基础资料1.煤的物理机械特征(煤的透水性、原始水分、孔隙率、湿润边角、硬度、裂隙发育情况、煤的饱和含水率)、顶底板的物理力学性质(透水性、孔隙率、硬度、自然含水率、饱和含水率)、煤尘爆炸指数。
2.煤的赋存条件,包括倾角、厚度、构造及稳定性等。
3.矿井开拓系统、采区巷道布置及采煤方法。
4.工作面产量、推进度、通风方式,进、回风巷几何尺寸和支护形式。
5.水源及供水系统。
二、煤层注水设计主要内容1.煤层注水方式选择。
2.煤层注水工艺及参数计算。
3.煤层注水设备及供水管径的选择。
4.绘制煤层注水系统图。
5.编写煤层注水设计说明书。
三、煤层注水设计应注意的问题1.煤层厚度小于0.6m时,不宜注水。
2.煤层孔隙率小于4%时,其透水性接近于零,此时不宜注水。
3.煤层孔隙率大于或等于40%时,煤层成为多孔均质体,天然含水率已达1,此时已无需注水。
4.煤层湿润边角θ≥90°时,为不可湿润煤体,注水防尘效果不好。
5.长孔注水,孔长不能小于待注水煤层工作面倾斜长的2/3。
6.应有比较充裕的注水时间。
第二节煤层注水方式及其选择一、煤层注水方式煤层注水方式是指钻孔的位置、长度和方向。
我国目前使用的注水方式有长孔注水、短孔注水(浅孔注水),深孔注水和巷道钻孔注水四种方式。
1.长孔注水在采煤工作面前方的进风巷,或回风巷沿煤层倾斜方向平行于煤层工作面打钻。
长孔注水分为单向和双向长孔注水两种形式,如图3―1所示。
2.短孔注水(浅孔注水)沿采煤工作面与煤壁垂直或或斜交打钻孔孔注水,孔长一般为2m ~3.5m ,如图3―2a 所示。
3.深孔注水沿采煤工作面、垂直工作面煤壁打孔,孔长一般为5~25m ,如图3―2b 所示。
4.巷道钻孔注水由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻注水或由底板巷道向煤层注水,在一个钻场可打多几个垂直于煤层或扇形布置方式的钻孔,通过钻孔进行注水,如图3―3所示。
二、注水方式的选择长孔注水是一种先进的注水方式,钻孔能湿润较大区域的煤体,获得较长的注水时间,煤体湿润均匀,采、注无干扰,所以为各国广泛采用。
缺点是打长钻孔的难度大,定向打钻困难,对地质条件的适应性差。
短钻孔注水适用于煤层赋存不稳定、地质结构复杂、煤层薄、产量较低的采煤工作面,或者工作面顶、底板为易吸水膨胀岩性时。
由于短孔注水压力低,所以其工艺装备简单,具有较大的适应性和灵活性。
缺点是钻孔数量多,湿润范围小,钻孔长度短,易跑水;由于注图3―1 长孔注水示意图(a ) 上向孔; (b )下向孔 ;(c )双向长钻孔注水方式示意图1-回风巷;2-开切眼;3-运输巷图3-3巷道钻孔注水示意图1-巷道;2、3-钻孔;4-上煤层;5-下煤层3-2 短孔、深孔注水方式示意图a -短孔b -深孔1-回风巷;2-运输巷水必须在准备班进行,容易与回采作业发生矛盾,对生产能力高的工作面不适用,加上降尘效率不如深孔和长孔注水,所以正规工作面已较少采用。
深孔注水钻孔较长,要求煤层赋存稳定。
它可适用于各种工作面顶、底板状态。
与短孔注水比较,其钻孔数量少,湿润范围大且均匀,降尘效果较好。
但它对注水压力要求较高,注水工艺装备较复杂,而且采用这种方式的前提是作业循环中要有准备班。
巷道钻孔注水费用高,尽管可以小流量长时间注水,注水效果好,但采用较少。
第三节注水工艺及参数确定一、长孔注水工艺及参数确定1. 钻孔直径钻孔直径主要由钻机、钻杆直径所决定。
我国采用岩石电钻打孔时,孔径一般为45mm 左右,用钻机打钻时,孔径为53~60mm,少数大于70mm。
在孔径选择时,要考虑煤的硬度、破碎情况、封孔技术及注水量等因素。
通常,如果煤的硬度大、注水量大、封孔技术好孔径可取较大一些,反之宜取较小的钻孔直径。
根据我国目前统配煤矿注水实情,钻孔直径均在45~75mm之间。
2.钻孔长度单向钻孔注水时孔长的计算。
L=L l—M (3-1) 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,透水性弱的煤层上、下向孔,M均取20m;对透水性强的煤层,上向孔取M≥20m,下向孔M=(1/3~2/3)L1。
根据我国的注水经验,钻孔长度为30~100m,即工作面长度的1/3~9/10的范围。
3.钻孔间距在实际注水中,合理的钻孔间距一般通过实践来确定。
我国矿井注水采用的钻孔间距大多为10~25m,设计时可按15~20m考虑。
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,以免穿透顶底板;考虑到钻杆的下沉,开口位置宜靠近煤层上部;煤层有夹矸时,应使钻孔穿透夹石,以使各自然分层均被湿润。
5.封孔深度封孔深度一般通过试验和生产实践确定,我国煤矿封孔深度一般为2.5~10m。
6.封孔方式煤层注水是通过密封在钻孔内的注水管将水注入钻孔并渗入煤体。
封孔即把注水管封在钻孔内。
封孔方法有两种,即水泥砂浆封孔和封孔器封孔。
(1)水泥砂浆封孔这种封孔方式的具体操作及注意事项如下:a.注水管机采工作面注水应采用外径为25 mm、壁厚为2.5mm,或外径为20mm、壁厚为2mm的聚氯乙烯硬管作为注水管。
管长2m,管与管之间通过用同类材料制成的接头连接起来。
最后一根注水管,应采用相同直径、长为0.8m的钢管。
当注水压力较高并采用SLB--1型水泥砂浆封孔泵向钻孔注入水泥砂浆时,为确保塑料注水管能被水泥砂浆均匀地包裹起来,使其具有可靠的耐压强度,可在管的一端,距端头200mm处圆周上焊上塑料板条或黏上木条以扶正注水管。
塑料板条或木条长80mm 、宽10mm ,与管接触的一面呈凹弧形,曲率半径与管的曲率半径相同。
3条板条或木条在管的圆周上互成120°,在轴线方向上,各板条或木条首尾相距30mrn 。
黏木条后的分布圆直径应比钻孔直径小3mm ~4mm 。
水泥砂浆层厚不得小于13mm 。
炮采工作面注水既可采用聚氯乙烯硬管,亦可采用外径为17mm 或21mm 的钢管作为注水管。
采用钢管时可不焊接板条。
b. 泥浆堵头常用方法是在注水管上距前端管口150mm 处横插一个比封孔直径短的棒,将布条或棉纱均匀分布在管的圆周上,在棒的前头用钢丝捆紧。
捆有布条处的直径要比封孔直径小一些,以保证能顺利送进孔内。
c. 封孔施工将捆有布条的注水管先送进钻孔,随后逐根送入孔内。
管接头的螺丝扣要缠上密封胶带或涂上白铅油并加麻绳,严密连接。
送完注水管后,将注水管轻轻向后拉一下,使布条在孔内固紧。
向封孔段送水泥砂浆的方法基本上有以下四种:水泥砂浆封孔泵注浆。
向孔内注浆前1d ~2d ,先在孔口用水泥固定一个木塞。
木塞上有两个通孔,一个孔穿过注水管,一个孔安装注浆接头。
注浆时,用夹布胶管将注浆接头与专门用于封孔的SLB —1型水泥砂浆封孔泵连接起来。
封孔后的状况如图3—4所示。
水泥砂浆的水、灰、砂比为0.5:1:1。
为使水泥砂浆固化后的收缩量尽可能小一些,水的用量应以水泥砂浆呈稠状为准。
当封近水平钻孔时,为确保封孔质量,最好采用硅酸盐膨胀水泥。
砂子要过筛,控制粒径在2mm 以下。
采用水泥砂浆封孔泵注浆,只要能满足水泥砂浆层厚不小于13mm ,就可不再扩孔。
灌注水泥砂浆。
该方法主要用于钻孔倾角大、封孔深度浅的下向孔。
将灰砂比为1:2的稀水泥砂浆倒入注水管与钻孔之间的环形空间即可完成封孔。
灌浆时,封孔段不得有积水。
送泥器送泥封孔。
将灰砂比为1:2的灰砂掺合均匀,用水拌成炮泥状,然后填入如图3—5所示的送泥器中。
把送泥器送进钻孔,将接头2与钻杆连接起来,一直接到扩孔段的孔底,再通过高压软管将钻杆与注水泵连接起来。
开动水泵即可将灰砂泥送进钻孔预定位置。
送泥时需用力抵住钻杆后退。
如此反复进行,直至填满钻孔。
每送进两次,需沿钻孔拨动一下注水管,以改变具位置。
采用的注水管以Dg15的普通钢管为宜。
人工送泥。
当钻孔倾角较小和封孔深度较浅时,可采用此法。
即用水将水泥和砂拌成炮图3—4 水泥砂浆封孔后的状况示意图1一钢丝;2一棉纱;3--水泥砂浆;4一塑料管;5-支撑板;6-—管接头;7---钢管;8一堵孔木塞;9—注浆管接头;10——连接螺母;11一注浆夹布胶管图3一5送泥器示意图1—拉杆;2--接头;3—套筒;4一垫圈;5--活塞;6--密封圈;7一螺栓泥状,用月牙形铁铲送进孔内并捣实即可。
(2)封孔器封孔主要介绍以下两种方式:a. YPA 型水力膨胀式封孔器封孔。
将这种封孔器(见图3—6)与注水管连接起来,送至预定的封孔位置,通过高压软管与水泵连通。
开泵后,封孔器胶管在水压作用下膨胀,封住钻孔,水从喷嘴经挡水罩流出,进入钻孔。
注水结束后,封孔器胶管将随压力下降和消失而逐渐恢复原状,然后取出再用。
使用时,有时会因地压大造成钻孔缩小或塌孔,使封孔器难以取出。
机采工作面使用时应注意,一旦取不出封孔器,要保证不造成采煤障碍。
b. MF 型摩擦式封孔器封孔将这种封孔器(见图3—7)与注水管(钢管)连接起来,送至钻孔的封孔位置,顺时针旋动注水管使其向前移动,橡胶密封筒被压缩膨胀,封住钻孔,然后注水。
注水结束后,逆时针旋转注水管,密封胶筒卸压并恢复原形,然后取出再用。
7.注水压力我国注水经验,一般静压注水水压不超过2450kPa ,动压注水水压一般可达到4900~19600kPa 左右。
8.注水流量静压注水流量一般为:0.001~0.027m 3/h ·m ;动压注水量一般为:0.02~0.24 m 3/h ·m 。
9.注水量一般地煤层注水每个钻孔的注水量为:Q=L 1BMrq (3―2)式中:Q — 每孔的注水量, m 3;r —煤的密度,t/ m 3;L 1— 工作面长度,m ;B —钻孔间距,m ;M —煤层厚度, m ;q —吨煤注水量。
一般为0.03m 3/t 。
在实际工作中,要根据实际情况来来确定钻孔间距和注水量,而且还可以在水中加入湿润剂,以提高湿润速度和范围,从而达到好的防尘效果。
如阳泉一煤矿,在水中加入0.5%浓度的洗衣粉,注水速度会提高25%,前苏联广泛用专用湿润剂,湿润范围扩大50%。
10.注水时间图3—6 YPA 型水力膨胀式封孔器1一挡水罩;2—喷嘴;3—O 型封圈;4—外套;5—芯子;6—胶图3—7 MY 型摩擦式封孔器1一注水管;2—连接器;3—推压器;4一垫圈;5—橡胶密封;6—中间隔垫;7一短管螺母;8实践工作中应避免出现等待注水的现象。
一般来讲,采煤工作面深孔注水,应有半个月左右的提前量。
过早注水,采煤时煤体会失水干燥;过晚注水,煤体不能充分湿润,会影响防尘效果。
单孔注水实践中以煤壁渗水为参照,经验公式如下:单孔注水时间为:QTV(3―3)式中: T —注水时间,h;Q—钻孔注水量,m3;V—注水速度,m3/h。