短孔注水（分段注水）知识点
1、煤层注水力学特性
（1）水力学特性分析
对煤层的注水效应主要取决于煤体对水的渗透特性，煤体对水所遵循的渗透系数规律为：
K=a exp（-bΘ+cp）
式中：K——渗透系数，m/d；
Θ——体积应力，Θ=σx+σy+σz，Mpa；
P——孔隙压，Mpa；
a、b、c——拟合常数。
由上式可以看出，煤体的渗透系数受孔隙压与体积应力影响十分显著，说明煤层注水对煤体的渗透性影响及改性主要取决于注水压力与煤的实际赋存深度。
（2）水对煤层力学特性的影响
煤样在饱和含水以后，其强度和弹性模量均有不同程度的降低，下降幅度基本符合以下关系式：
σc=a-bW c E=a/W c-b E=a-bp
式中：σc——单轴抗压强度，Mpa；
W c——煤体饱和含水率，%；
E——弹性模量，Mpa；
P——孔隙水压，Mpa；
a、b——拟合常数。
由上式可以看出，煤层注水可以软化煤体、增加煤体塑性，有效降低由于应变能突然释放导致的各类煤矿事故。
2、煤层注水防治煤尘
煤是孔隙裂隙双重介质，当水通过裂隙进入孔隙并吸附在孔隙表面时，表现为三方面的降尘作用：（1）湿润了煤体内的原生煤尘。煤体内各类裂隙中都存在着原生煤尘，随煤体的破碎而飞扬于矿井空气中。水进入裂隙后，可使其中的原生煤尘在煤体破碎前预先湿润，使其失去飞扬的能力，从而有效地消除了这一尘源。（2）有效地包裹了煤体的每一个部分。水进入煤体各类裂隙、孔隙之中，不
仅在较大的构造裂隙、层理、节理中有水存在，而且在极细微的孔隙中都有水注入，甚至在1μm以下的微孔隙中充满了毛细水，使整个煤体有效地被水所包裹起来。当煤体在开采中受到破碎时，因为水的存在消除了细粒煤尘的飞扬，即使煤体破碎得极细，渗入细微孔隙的水也能使之都预先湿润，达到预防浮游煤尘产生的目的。（3）改变了煤体的物理力学性质。水进入煤体后，湿润的煤炭塑性增强，脆性减弱。当煤炭受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤炭破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。
3、尘流中尘粒间的作用力分析
尘粒有黏附于其他粒子或其他物质表面的特性，附着力有3 种：范德华力、静电力和液体桥联力。
（1）范德华力F M
范德华力由原子核周围的电子云涨落引起，是一种短程力，但其作用范围大于化学键，根据伦敦—范德华微观理论，在两颗球粒之间，范德华力F M 表达式为：
F M = - [ AR1R2/ 6h2( R1+ R2) ]
式中，h——为两尘粒间距；
R1，R 2——为尘粒半径；
A——为哈马克常数( Hamaker)。
（2）静电力Fe
①电位差引起的静电力Fe1
由于离子或电子吸附，煤尘之间或尘粒与物体之间的摩擦，使尘粒带有电荷。其带电量和电荷极性与工艺过程环境条件及其接触物的电介常数有关。两导电尘粒相接近时，由于彼此的功函不同而导致电子转移，平衡后产生接触电位差( U)，其大小随煤尘的成分、粒度、表面状况变化，半径为r的导电球颗粒相互接近时因电位差而相互吸引，其作用力Fe1为：
Fe1= ε0π( U2R) / a2
式中，ε0——为气体的介电常数；
a ——为两球形离子表面间距离；
R——为球形尘粒半径；
U ——为尘粒间接触电位差。
②尘粒间库仑力Fe2
当两尘粒带电量分别为q1 和q2 时，其库仑力为：
Fe2= [ q1q2/ 4πε0 ( R1+ R2+ a) 2]
（3）液体桥联力F L
液体桥联力主要由液桥曲面产生的毛细压力和表面张力引起的附着力组成，其表达式为：
F L= 2πRσ{ sin(α+θ) sinα+ R / 2[ ( 1/ r 1) -( 1/ r 2) ] sin2α}
式中，α——为气体界面张力；其余符号如图1 所示。
尘粒间的上述 3 种附着力都有促进尘粒相互吸引、吸附并凝聚成大颗粒的作用，且这 3 种力都随尘粒半径的增大呈线形增大的关系，但在干燥尘流和湿润尘流中起主导作用的作用力不同，干燥情况下，尘粒间不存在液桥力，起主导作用的是范德华力，而在湿润情况下，液桥力起主导作用，并且液桥力比其他作用力大得多。表1为一定条件下，尘粒间作用力与自身质量的分析结果。
因此，在一定条件下，可以加速尘粒间的相互凝聚，形成较大颗粒的尘粒，
随着尘粒颗粒的增大，其沉降速度加快，有利于煤尘灾害的治理。
4、煤体湿润特性分析
（1）煤尘湿润特性
煤层注水过程中，水不断改变煤体自身的物理力学结构和性质，从大裂隙通道中不断压裂贯通封闭状态的孔隙进入煤体，直至渗入细微孔隙中，这一过程大致分为进水过程、贮水过程和吸附水过程3 个阶段。
根据Young 方程γsg=γsl+γlg cosθ
式中，γsg——为气固界面能；
γlg——为液体表面自由能；
γsl——为固液界面自由能。
θ为液体对固体的接触角，是气、固、液3 相交界点沿液滴表面引出的切线与固体表面的夹角，在水煤体系中常称为湿润边角，如图2 所示。
范德华力使煤尘表面有吸附气体、蒸汽和液体的能力。尘粒颗粒越细，比表面积越大，单位质量煤尘表面吸附的气体和蒸气的量越多。单位质量煤尘粒子表面吸附水蒸汽量可衡量煤尘的吸湿性。当液滴与尘粒表面接触，除存在液滴与尘粒表面吸附力外，液滴尚存在自身的凝聚力，两种力量平衡时，液滴表面与煤尘表面间形成湿润角，表征煤尘的湿润能力。如图3 所示。
水对煤的湿润边角是反映水分子与煤分子之间吸引力的大小。根据湿润边角可以确定煤体表面湿润的难易和毛细作用的大小。煤层的湿润能力表现在煤体孔隙对水的毛细作用大小和水对细粒煤尘的粘合能力强弱，其决定于水对煤的湿润边角和水的表面张力系数。在相同的表面张力系数条件下，湿润边角θ< 900时，水容易在煤体表面铺展，煤体易于湿润，属易湿润煤体，θ越小，毛细作用力则越大，增强了注水动力，煤体的湿润能力越强；反之，θ≥900时，水难于在煤体表面铺展，煤体不易湿润，θ越大，煤体的湿润能力越差。当水进入煤体裂隙后，在湿润边角较小的煤层中，水易于湿润裂隙中的原生煤尘；反之，则难于湿润。
5、煤层注水降尘机理
通过对尘流中单个尘粒的运动特性和尘粒间作用力的分析，煤层注水治理煤尘灾害体现在3 个方面：
( 1) 湿润煤尘间主作用力是液体桥联力，而液体桥联力促使湿润尘流中的尘粒凝聚变大，沉降速度加快，并使开采过程中大量减少或基本消除浮游煤尘的产生，且经过注水预先湿润的煤炭，在整个矿井生产流程中具有连续防尘作用。
( 2) 煤体内部各类裂隙中存在原生煤尘，它们随煤体破碎而飞扬于空气中。水进入煤体各类裂隙、空隙和层理之中，一方面可将其中的原生煤尘在煤体未破碎前预先湿润,使其失去飞扬能力，从而有效消除尘源。另外，在极其微小的孔隙内部也有水注入，甚至在1μm 以下的微孔隙中也充满了毛细水，这样就使整个煤体有效地被水包裹起来。当煤体破碎时，因绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细微煤尘的飞扬，渗入细微孔隙的水能够预防浮游煤尘的产生。
( 3) 改变了煤体的物理力学性质。水进入煤体后，能使煤体塑性增强，脆性减弱，降低了煤体的内聚力和内摩擦角，减小了煤体的应力集中。当煤体受到外力作用时，许多脆性破碎变为塑性变形，大量减少了煤体破碎为尘粒的可能性。
6、毛细管力
毛细管力：在很窄的孔隙中或毛细管中，气体很容易凝集，此称毛细管现象。对于两个很靠近的表面，气体也会在其中凝聚，如果凝聚的液体与表面有较好的润湿性(接触角＜900)，两表面相距为某一临界距离时，会产生液相桥而将两表面沾在一起。毛细管力是一种比较大的表面力，一些很细的粉体，在干燥环境中
能自由地相对滑动，表现出很好的流动性，一旦环境湿度较大，粉体表面吸附水气并产生毛细力，它们立即粘结成块。
7、水在媒体中的运动过程
（1）液态水在煤体中的运动过程
液态水在外力作用下注入煤孔隙时，水在煤层裂隙、孔隙中运动的动力主要有两种，一是孔口的注水压力，是外在动力；另一种是煤层中裂隙、孔隙对水的毛细作用力，是内在动力。两种动力矢量和即为注水的动力。煤层孔隙的毛细作用力则取决于孔隙的直径、水的表面张力、水对煤的润湿边角。
注水实验，水从大孔裂隙通道中进入煤体，直至渗入细微孔隙中，大致分为三个过程。
1）进水过程
压力水初始沿煤体原生连通裂隙通道进入煤体，是一个克服煤体内部阻力的过程。处于原始状态的煤层，原生裂隙通道只占全部裂隙的极少部分，连通的通道更少。因此初始注水时，煤层出现明显的不进水现象，注水存在一临界压力值P。
2）贮水过程
进水的煤体随注水压力的增高，煤体裂隙系统通道网在水的压力作用下，逐渐扩大丰富。压力水不断进入煤体，并在通道孔裂隙中滞留，这是注水渗流润湿的主要过程，煤体最终达到均匀润湿所吸收的就是这部分水。可以认为，煤体大孔隙通道中的贮水即为煤体最终润湿所需水分的主要部分。随进水程度增大，煤层水分趋于饱和，进水程度大大减弱。
据此，煤层的贮水过程包括两个阶段，即为非弹性贮水和弹性贮水阶段。
3）吸附水过程
在水沿渗流系统通道流动的同时，各类细微孔裂隙（孔隙直径小于10 nm）内表面被润湿或经扩散吸附渗流通道的水，形成润湿吸附水过程，润湿过程主要受控于毛细作用力，吸附过程与分子间作用力有关。在细微孔隙中，注水压力传递到这些孔道时已基本消耗尽，而毛细作用力相对增大。
（2）煤体润湿过程
煤体润湿包括沾湿、浸湿和铺展过程。
煤体沾湿是指液体与煤体从不接触到接触，变液-气界面和固-气界面为固-液界面的过程，见图3-3。假设形成的接触面积为单位值，此过程中体系自由能降低值（?ΔG）应为：
?ΔG =γsg+γlg?γsl=W a
式中：γsg——为气-固界面自由能；
γlg——为液体表面自由能；
γsl——为固-液界面自由能。
W a称为粘附功，是沾湿过程体系对外所能做的最大功，也是将接触的固体和液体自交界处拉开，外界所需做的最小功。W a越大，固-液结合越牢，越易润湿。这一过程主要发生在注水的进水过程中。
浸湿是指固体浸入液体的过程。此过程的实质是固-气界面为固-液界面所代替，而液体表面在此过程中并无变化，见图3-4。在浸湿面积为单位值时，此过程的自由能降低值为：
?ΔG =γsg?γsl=W i
式中：W i为浸润功，它反映液体在固体表面上取代气体的能力；W i是浸润过程能否自动进行的判断依据。浸湿过程主要发生在贮水过程阶段。
铺展过程的实质是以固-液界面代替气-固界面的同时还扩展了气-液界面，见图3-5。当铺展面积为单位值时体系自由能降低为：
?ΔG =γsg?γsl?γlg =S
式中：S——为铺展系数。
在恒温恒压下，S>0时液体可以在固体表面自动展开。连续地从固体表面上取代气体，只要用量足够，液体将会自行铺满固体表面。由式?ΔG =γsg?γsl=W i 和?ΔG =γsg?γsl?γlg=S可得S=Wi?γlg，说明若要铺展系数S大于0，则Wi 必须大于γlg。Wi体现了固体与液体间粘附的能力，又称粘附张力，用 A 表示：
A =γsg?γsl
因上述各式中的
γsg和γsl尚难直接测算。所以根据液体润湿固体时力的平衡关系（见图3-6），得到下式：
γsg=γsl+γlg?cosθ
此式即为著名的Young 方程。式中θ称作液体对固体的接触角，是气、固、液三相交界点沿液滴表面引出的切线与固体表面的夹角。
根据上述各式可以得出：
W a=γlg?(cosθ+1)
A= W i =γlg?cosθ
S=γlg?(cosθ?1)
水对煤的润湿边角反映水分子与煤大分子之间吸引力大小。水对煤的润湿边角如图3-7所示。润湿边角θ<90°时，水容易在煤体表面铺展，煤体易于润湿，属易润湿煤体，在相同的水表面张力系数条件下，θ角愈小，毛细作用力则较大，增强了注水动力，润湿能力愈大；反之，润湿边角θ≥90°时，水难以在煤体表面铺展，煤体不易润湿，属于不易润湿煤体，θ角愈大，润湿能力愈小。
根据以上讨论，自发进行的润湿过程的润湿功必须为正，因此判别各种润湿过程的判据为：
沾湿润湿Wa≥0，即90°＜θ≤180°；
浸湿润湿A≥0，即θ≤90°；
铺展润湿S≥0，即θ=0°。
综上所述，液体对固体润湿效果的好坏，可通过其润湿类型确定，而润湿类型又可通过接触角θ的大小直接测定。水对煤体的润湿过程是这三种润湿过程综合作用的结果。
8、煤层次生裂隙注水
煤体的次生裂隙就是煤体在采落之前，受本层或上邻近层开采的超前支承压力的作用，或受邻近分层爆破作业的影响所形成的裂隙称为次生裂隙。由于煤层赋存条件复杂，一般在自然条件下难以渗透，故注水应施加一定压力，才能将水有效的渗透到煤体中。煤层裂隙、孔隙的发育程度是影响煤层注水难易程度的首要因素。
9、注水可行性分析
煤层注水的能力决定于煤层微观孔隙特征、煤阶特性和宏观渗流能力，其中
微观孔隙特征决定了煤层的毛细吸渗能力，而煤阶特性决定了煤对水的吸附能力，煤中大裂隙分布和外部温压条件决定了煤层注水的宏观渗流能力。
10、注水工艺过程
(1) 工作面打钻孔，钻孔深多少，直径多少。
(2) 将中间巷的注水管路和工作面的液压管路连接，并检查管路和封口器的连接情况。
(3) 将液压泵的吸水口与液压水箱联通，并将水箱注满水，确保水箱的水量满足注水量；对注水设备进行调试，开启液压泵，打开出水阀，调节封口器前端的调压装置，使液压泵的压力表达到规定压力。
(4) 将封孔器放入钻孔内，距眼底0. 5m 为宜；关上卸压阀，开启截止阀，向孔内注水，至相邻孔内有水渗出。
(5) 关闭截止阀，打开卸压阀，卸压后取出封口器，再放入下一个注水孔中进行注水，如此依次进行注水，直至完成整个面炮眼的注水工作。
(6) 整个面注水完毕后，关掉液压泵，把封口器从高压水管接头上取下，冲刷干净防止因锈蚀影响下次使用，将单体液压管路恢复。
11、注水效果
注水效果主要表现为注水煤层的水分增量和降尘率。XX工作面注水试验成功后，在工作面范围内每隔XXm一个采样点，在距注水孔不同距离的放煤口取煤样进行全水分测定，并与注水前煤的全水分进行对比。结果表明，煤层水分从注水孔处开始在注水半径内递减，最高含水量比原水分增加6. 2% ，最低比原水分增加0. 8% 。为了考察煤层注水的降尘率，在不采取任何降尘措施的情况下分别测定注水前后综放工作面3 个主要工序作业时的产尘量。测定结果如表1。
注水水分增量还可以通过一个圆形图来表示，在一周内，哪些位置水分增量多少，全部用数字表示出来。形成一个直观的圆形或者拱形图。
12、水力压裂机理分析
水力压裂的基本原理是将高压水( 压裂液) 注入煤体中的裂缝内( 原有裂隙和压裂后出现的裂隙) ，克服最小主应力和煤体的抗裂压力，扩宽伸展并沟通这些裂缝，增加煤层相互贯通裂隙的数量和增大单一裂隙面的张开程度，进而在煤体中产生更多的人造裂缝与裂隙，从而增加煤层的透气性。
煤层水力压裂可使煤体的力学性质发生明显变化、煤体的弹性和强度减小、塑性增大，从而使工作面前方的应力分布发生变化，而且能使工作面的应力集中带向煤体深部推移，因而能缓解由地应力参与作用的煤与瓦斯突出，可以消除或降低煤层和工作面的突出危险。当压裂停止后，由于大量瓦斯被高压水挤排出去，煤体瓦斯含量降低，瓦斯涌出量减少，以至减少了工作面和上隅角瓦斯超限次数。同时水力压裂使煤体润湿，减少了采煤过程和煤炭运输过程中产生的煤尘。13、水力压裂过程分析
煤层水力压裂是一个逐渐湿润煤体、压裂破碎煤体和挤排煤体中瓦斯的注水过程。在注水的前期，注水压力和注水流量随注水时间呈线性升高；随后，注水压力与流量反向变化，并呈波浪状。这直观反映出了在注水初期，具有一定压力和流速的压力水通过钻孔进入煤体裂隙，克服裂隙阻力运动。当注入的水充满现有裂隙后，水流动受到阻碍，由于煤体渗透性较低，导致水流量降低，压力增高而积蓄势能；当积蓄的势能足以破裂煤体形成新的裂隙时，压力水进入煤体新的裂隙，势能转化为动能，导致压力降低，水流速增加；当注入的水( 压裂液) 携带煤泥堵塞裂隙时，煤体渗透性降低，水难以流动使流量下降，压力上升。14、水力压裂合理注水参数分析
煤层水力压裂包括煤体裂缝起裂和煤体裂缝延伸 2 个方面，煤体的裂缝起裂受许多因素的控制，一般通过试验加以确定。研究表明：煤体的裂缝起裂和延伸取决于注水速度( 时间效应) 、注水压力、煤体的非均质性( 规模效应) 和煤层的应力状态等，影响煤层水力压裂效果的压裂参数很多，主要可分为外部工艺因素和煤体内在本质因素2 类。
（1）外部工艺因素
外部工艺因素主要包括注水压力、注水孔间距、注水流、注水速度、钻孔长度、封孔方法与封孔长度、注水时间等参数，它们互有联系和影响；同时还与地质和采矿技术因素以及压裂设备的性能有关。
①注水压力
在一般开采条件下，煤体难以形成孔隙裂隙网，以致煤层难以得到充分的卸压增透，故在压裂时应施加一定的压力，才能将水有效地压裂到煤体中并使煤体产生裂隙起裂和延伸，形成孔隙裂隙网。
试验结果表明，在围压不变的条件下，随着注水压力的增加，导水系数呈非线性增大，当注水压力达到某一极限值时，导水系数骤然增大，此时煤体完全被压裂，内部形成大的贯通裂缝网，通常煤体裂隙起裂和延伸随注水压力的增加而增大。
因此，注水压力是衡量压裂效果的一个重要参数，如果注水压力过大且封孔深度与注水压力不匹配时，容易造成封孔段泄漏，影响压裂效果，甚至煤体在高压水的作用下发生位移并诱发突出；如果注水压力过小，将起不到压裂效果，这就相当于中高压煤层注水润湿。
②注水孔间距
回采工作面注水孔间距根据压裂钻孔的压裂半径而定。如果孔间距过小，则增加了钻孔和注水工作的施工量，同时在瓦斯抽放时容易抽出大量的水；如果孔间距过大，则可能存在注水空白带，即压裂孔的高压水不能有效地把瓦斯挤排到抽放孔，影响压裂效果和瓦斯抽放效果。
③注水量
煤体润湿需要一定的水，如果单孔注水量过大，虽然容易把游离瓦斯挤排出去，但增加了压裂工作的施工量和成本；如果注水量过小，可能影响压裂效果。如果单位时间单孔注水量增大，则要求注水压力迅速增大，容易带来突出危险；如果单位时间单孔注水量减小，则要求注水压力降低，影响压裂效果。
④注水速度
注水速度是压裂工艺的一个重要参数，如果注水速度太快，新裂隙还没有生成，原有裂隙还没有扩宽并伸展，新老裂隙还没有沟通形成一个有效排泄瓦斯的孔隙裂隙网，则影响挤排瓦斯效果；同时，注水速度过快，要求注水压力等相应地增大。如果注水速度过低，要达到一定的注水量，则注水时间增长，这将影响注水作业的进度，同时要求注水压力等相应地降低，可能起不到预期压裂效果。
⑤钻孔长度
钻孔长度取决于工作面长度、煤层透水性、钻孔方向以及钻孔施工技术与设备等。钻孔长度应使工作面沿倾斜全长均得到压裂，没有注水空白带。
⑥封孔深度与封孔方法
封孔是实现孔口密封、保证压力水不从孔口及附近煤壁泄漏的重要环节，是
决定煤层水力压裂效果好坏的关键。封孔深度也是水力压裂工艺的一个重要参数，决定封孔深度的因素是注水压力、煤层裂隙、沿巷道边缘煤体的破碎带深度、煤的透水性及钻孔方向等，一般封孔深度与注水压力成正比。封孔深度应保证煤层在未达到要求的注水压力和注水量前，水不能由煤壁或钻孔向巷道渗漏。如果封孔深度过小，封孔段的煤壁可能承受不了高压水的压力，造成壁面外移，可能造成冒顶、片帮等，增加了支护的难度，甚至可能引发事故; 如果封孔深度过大，则增加了封孔难度和封孔工作量，同时压裂钻孔的长度也相应地增加，这就增加了钻孔的施工量和施工时间，钻孔长度过长，容易造成塌孔等现象，影响钻孔的施工成功率。
⑦注水时间
注水时间是影响压裂施工量和施工进度的一个参数，煤体的润湿效果和裂缝的扩宽伸展沟通特性是影响注水时间的重要因素。如果在相同注水压力情况下，需要很长的注水时间才能达到效果，则说明煤体的润湿效果和裂缝的扩宽伸展沟通能力较差，需要增加润湿剂和压裂剂等。如果在相同注水压力情况下，需要很短的注水时间就能达到效果，则说明煤体的润湿效果和裂缝的扩宽伸展沟通能力较好，压裂半径可以增大，钻孔间距也可以相应地增大。
（2）煤体内在因素
煤体内在因素主要包括：煤体内部的孔隙裂隙特征( 煤层孔隙裂隙的发育程度) ，煤层的埋藏深度(地压的集中程度) ，煤的化学组份( 水与煤的湿润边角和水的表面张力系数) ，瓦斯压力，煤层的顶底板状况。
①煤体内部的孔隙裂隙特征( 煤层孔隙裂隙的发育程度) 。
煤体是一种孔隙和裂隙都十分发育的双重介质。二者共同构成了煤层水力压裂时的渗透通道和瓦斯挤排通道。在煤层注水压裂的过程中，煤层孔隙裂隙发育程度对煤体的均匀湿润、物理力学特性的改变有重要影响。压裂时，水在压力作用下以相当大的流速运动，包围被裂切割的煤块，同时缓慢地通过微小孔隙，向煤块内部渗透。因此，煤体压裂效果不仅与煤的孔隙有关，还直接受裂隙的影响，裂隙不发育的煤体很难注水，此时就需要较高的压力迫使煤体产生新的裂隙和孔隙。
②瓦斯压力。
煤层内的瓦斯压力是水力压裂时的附加阻力。压裂时，水压克服煤体瓦斯压力后所剩余的压力才是压裂时的有效压力，因此，煤层内的瓦斯压力越大，需要的注水压力也越高，所以瓦斯压力的大小也影响煤体的渗透性能和注水压力。
③煤的化学组份。
煤的化学组份对煤层压裂效果的影响主要表现在：不同化学组份的煤体被水湿润的性质不同，以致瓦斯被挤排的程度不同。煤体的湿润能力取决于水与煤的湿润边角和水的表面张力系数。水与煤体的湿润边角大小反映了水分子与煤分子的吸引力大小，吸引力越大湿润边角越小，越易于注水，相反则难于注水。因此，降低水的表面张力可以提高煤体的湿润能力，提高注水速度。如果在注水流程中添加活性湿润剂( 压裂剂) ，降低水的表面张力，能增强水在煤层中的渗透能力，能解决水不能渗入煤体微裂隙等问题。
④煤层的埋藏深度。
随着埋藏深度的增加，煤层承受地层压力也随之增加。受压力影响，裂隙被压紧，裂隙容积降低，渗透系数也会随之降低。通常地应力大，注水压力必须克服地应力，才能有效地使煤体扩宽伸展裂隙，形成有效的孔隙裂隙网。所以，煤层压裂时注水压力必须大于地应力。
⑤煤层的顶底板状况。顶底板性质与水力压裂关系密切，因此在水力压裂时，还要考虑煤层顶底板是否允许注水及煤层能否注入水。通常，顶底板岩石遇水若严重膨胀、软化或脱层，危及工作面支架稳定及安全，就不能进行水力压裂，甚至不能采取水力化措施。
15、煤层注水研究现状及影响因素分析
水在不同孔隙中的运动形式也不相同，渗透运动是在大的裂隙和孔隙中发生，毛细运动是在较小的孔隙中发生，而分子扩散运动则是在煤的超微结构的孔隙中发生。其中每一种形式在空间和时间上都不是共存的。其搬运水分的速度也有很大的差别。当向煤体注水时，水首先是在裂隙和大孔中运动，之后才在毛细力的作用下进入较小的空隙中，而在扩散作用下，水才可能更深地进入煤的微孔中。因此，煤层注水开始主要是在大的裂隙和孔隙中渗透，而毛细运动和扩散运动往往要在注水完毕后才继续完成，并且是在渗透运动已经波及的容积中进行，所以毛细运动和扩散运动不会扩大润湿区的范围，而是水分的均匀分布。只有当
能经常渗透裂隙和孔隙补给液体时，则可进一步增加煤的水分。
16、静压和动压注水的区别
由于煤物质具有可缩性和孔隙中气囊的可缩性的特性，因此，采用不同的注水方式和参数，会导致不同的作用效果。高压注水时，可能使煤中裂隙和孔隙的容积以及煤的结构发生变化，甚至造成煤的破裂和松动，起到水力疏散煤体的作用，使煤层近工作面部分的卸压和排放瓦斯。低压注水时，煤的结构不会发生明显的变化，而煤体得到相当均匀的湿润。
17、煤层润湿过程的实质
煤层的润湿过程实质上是水在煤层裂隙和孔隙中的运动过程，是一个复杂的水动力学和物理化学过程的综合。水在煤层中的运动可以分为压差所造成的运动和它的自运动。压差所造成的运动是水在煤层中沿裂隙和大的孔隙按渗透规律流动；自运动与注水压力无关，它取决于水的重力和水与煤的化学的、物理化学的作用。自重使水在裂隙与孔隙内向下运动；化学作用是水作用于煤层内的无机的和有机的组分，使之氧化或溶解；物理化学作用包括毛细管凝聚、表面吸着和湿润等。压差和重力造成的水渗透流动，时间不长，范围不大，湿润效果不高，一般只能达到10%～40%。物理化学作用是煤层湿润的主导作用，可以持续很长时间，并能使煤体均匀、充分地湿润，将湿润效果提高到70%～80%。此外，煤层注水破坏了煤体内原有的煤-瓦斯体系的平衡，形成了煤-瓦斯-水三相体系，这个体系内各个介质间发生着相互作用。
水在煤层中的运动，主要是注水压力、毛细管力、和重力3种力综合作用克服煤层裂隙面的阻力、孔隙通路阻力和煤层的瓦斯压力。
注水后的煤层，在回采及整个生产流程中都具有连续的防尘作用，而其它防尘措施则多为局部的。
煤体注水湿润，可使煤的力学性质发生明显变化，煤的弹性和强度减少，塑性增大，从而使巷道前方的应力分布发生根本变化，即高应力区向煤体深部转移，应力集中系数减小。
18、煤层注水的影响因素
煤层注水技术是指用水预先润湿煤体减尘的方法，即在煤层开采之前，打若干钻孔，通过钻孔向煤体注入水压，使其渗入煤体内部，增加煤尘水分，减少开
采时的产尘量；或者将水灌入空采区及巷道内，使水依靠自重及毛细管作用，渗入煤体减尘的方法。
影响煤层注水的主要因素有以下几个方面：
（1）煤层裂隙、孔隙的发育程度。
煤层裂隙、孔隙的发育程度是影响煤层注水难易的首要因素。在一般情况下，裂隙发育、孔隙率高的煤层透水性强，水易于注入，注水压力较低。实践证明，裂隙发育而质地疏松的煤层多采用低压注水就能取得良好的湿润效果。
（2）上覆岩层压力及支撑压力。
地压的集中程度与煤层的埋藏深度有关，煤层埋藏越深则地层压力越大，而裂隙和孔隙变得更小，导致透水性能降低。因而随着矿井开采深度的增加，要取得良好的煤体湿润效果，需要提高注水压力。
（3）煤的坚固性。
煤的坚固性系数f 较大，煤的透气性好，易于注水；反之，则难以注水。但对于那些有夹矸、极松软且遇水易膨胀的煤层，虽然f 很大，却反而不易注水。
（4）煤的湿润性。
煤层的湿润能力是指煤体与水接触时是否容易被水所湿润。它表现在煤体孔隙对水的毛细作用力大小和水对细粒煤尘的粘合能力强弱，这都决定于水与煤的湿润边角和水的表面张力系数。水与煤的湿润边角大小反映了水分子和煤炭分子间的吸引力大小，吸引力愈大则湿润边角愈小，愈易于湿润。相反，如水分子之间的吸引力增大，即水分子和煤炭分子间的吸引力减小，水的表面张力系数增大，则湿润边角变大，使煤尘难于湿润。
（5）煤层内的瓦斯压力。
煤层内的瓦斯压力是注水的附加阻力，水克服了瓦斯压力的阻力后所剩余的压力才是注水的有效压力。显然，在瓦斯压力较大的煤层，为了取得相同的注水流量，需要提高注水压力，从而增加了注水的困难。在低瓦斯矿井，瓦斯含量和瓦斯压力都很小，瓦斯压力的影响可以不予考虑；而在高瓦斯矿井，瓦斯压力往往高达数十个大气压，这就成为注水的主要影响因素之一。在我国许多矿井中,煤层透气性差，瓦斯压力大，在这些难以抽放瓦斯的煤层中进行注水时，通常都采用中、高压注水。
19、高压预裂波动式注水
高压预裂波动式注水就是在不压裂煤层的条件下，通过高压水在煤层内部形成“水击”现象，迫使煤层内部原有的封闭裂隙相互沟通或直接在煤层内形成新的裂隙网，即在煤层内部形成可使水渗透到煤体内部相互关联的孔隙－裂隙网。当注水压力有明显降低时，可认为波动高压水己在相当程度上强制沟通了煤层原有裂隙网或在一定范围的煤层内部形成新的裂隙网，此时，逐步降低注水压力，直至静压注水压力；当静压注水量明显降低或煤层注不进水时，再将注水压力逐步上调，注入煤层内部，在煤层内部形成新的“水击”现象，尔后再次逐步形成静压水润湿煤体。如此反复，直至煤层注水工作结束。
20、煤层注水润湿煤体的微观分析
煤层可以被认为是孔隙介质组成的煤块群和裂隙系统组成的孔隙－裂隙结构。从微观上看，水注入煤体后，在裂隙中，水为渗透层流运动，而在小煤块的微孔隙中，是毛细和扩散运动，并且两者之间有强烈的能量传递。
（1）水在互通裂隙中的渗透运动。
从微观上讲，水在互通裂隙中的渗透可用单维渗透来描述，根据质量守恒定律和达西定律得：
（2）水在孔隙和微孔隙中的毛细运动。水的毛细运动是在孔隙直径从10－7～10－6 m 到较小一些的孔隙中发生，在这些孔隙中，重力和水的性质( 表面张力和湿润角) 对在毛细管中的运动起很大作用。水在孔隙中的毛细运动，由能
量方程得：
πr2ρw ( dx/dt) 2 + πr2ρw x( d2x/dt2 )+ 8 μπx dx/dt =
2ηπr cosθ－πr2 ρw x g sinθ
式中：x 为水沿毛细管运动的距离，m；μ为液体的动力黏度，Pa·s；ρ
为液体的密度，kg /m3；g为重力加速度，m/s2；θ为煤体湿润角，( °)；r w
为毛细管半径，m；η为水的表面张力系数。
（3）水在微孔隙中的扩散运动。当水由湿润性强的区域向湿润性较差而曲率又较小的区域作扩散运动时，扩散运动是单维的，用下式描述：
其中：Δm k为扩散后煤中水分的增量，kg; K为扩散系数。因此，煤层注水湿润煤体，使水分增加，就由裂隙中渗透、压差、毛细和分子扩散运动几部分的水分增量组成。
21、煤层注水防尘理论技术研究的发展趋势
煤层注水理论和技术在矿井防尘中得到了广泛的应用，对井下粉尘浓度的控制起到了重要作用，但还是存在一些问题，今后应在以下4 个方面加强研究。
1) 先进技术手段在煤层注水研究中的应用，特别是超声测量技术、岩体CT、地震波测定方法等先进手段应用到注水防尘研究和效果考察方面。
2) 对煤体中裂隙性质研究尚未充分分析地质构造、煤体应力状态、煤体损伤破坏机制等因素的影响。
3) 进一步完善煤层注水双重孔隙介质理论及模型研究，特别是对裂隙中的流体渗流进行了深入研究。
4) 加强理论研究与工程实践的结合。煤层注水时的工艺参数选择依然是依靠经验，通过工程类比进行选择确定，存在很大的随意性和盲目性，不能确保煤层均匀湿润，影响注水效果，需要研究出便于工程人员使用的注水工艺参数确定方法。
22、双重孔隙介质理论
双重孔隙介质理论认为，裂缝性多孔介质的每一代表性体积单元中，同时存在裂缝孔隙和基质孔隙，并且认为裂缝是流体的主要流动通道，其孔隙度小而渗透性高；基质孔隙是流体的主要储存空间，孔隙度高而渗透性低。一般来说，裂缝与基质孔隙之间存在流体交换。
在煤层注水实际工程应用中，煤体可认为是由裂隙系统和孔隙系统组成的双重孔隙介质，在正压差作用下，外来加压水通过煤层钻孔侵入煤体，水首先进入裂缝通道，当裂隙压力增大时，裂隙宽和裂缝渗透率都会变大。而在煤体孔隙中，其渗透率是个常数，水在孔隙中的运动属于自然渗流，运动形式主要表现为表面吸附和毛细作用，吸附过程是时间的函数，时间越长，吸附水量越大。随着吸水量的增多，孔隙压力逐渐上升，当孔隙压力增大至与裂隙压力相等时，窜流过程结束。
23、煤层注水动力学研究
水在煤层裂隙、孔隙中的运动动力有3种，即：孔口的注水压力、煤层中裂隙和孔隙对水的毛细作用力、瓦斯压力。对于某一煤层孔隙而言，作用于孔隙两端的总压力差为 3 种力之和。研究认为，水进入煤体后的运动可分为压力渗流和自然渗流 2 部分。首先，压力水沿大裂隙以较快的速度流动，水在煤体中的这一运动过程称为压力渗流；当水由大的裂隙进入微小孔隙时，外部的注水压力基本消失，此时毛细力及润湿等将起主导作用，故称自然渗流。
压力渗流，主要是引进了渗流力学方法。向煤层注水时，水在裂隙中的压力渗流运动要满足质量能量守恒定律和符合达西定律。关于自然渗流，根据双重孔隙介质模型假设，水在煤体孔隙中，其渗透率是常数，运动形式主要表现为表面吸附和毛细作用，吸附过程是时间的函数，时间越长，吸附水量越大，随着吸水量的增多，孔隙压力增大。
24、钻屑量指标理论分析
在理论上，钻屑量指标的大小决定于4个方面的因素：打钻地点的瓦斯含量、地应力状况、煤的结构破坏程度、钻头直径。对于某一固定钻头直径来说，钻屑量指标是一个常量，因而其3个因素是影响煤与瓦斯突出的主要因素。钻屑量指标的大小综合地反映了这3个因素，单位孔长的钻屑量愈大，则发生突出的危险
性愈大。研究表明, 钻屑量由以下4部分组成。
（1）钻孔实体煤芯量S0。S0 为钻孔周围出现破碎圈前的原始煤屑，若按单位长度计算，则有：
S0 =πr20 p0
式中：S0——为钻孔实体煤芯量；
r0——为钻孔半径；
p0——为原始煤体容重。
（2）钻孔成形后，钻孔弹性变形所形成的附加煤屑量S e。按等效应力作用原理，使多孔介质破坏的是有效应力，有效应力σ= W –λP，则有：
Se=2πr20 p0（W –λP）（1+v）/E
式中：W——为总应力；
K——与煤内摩擦角和内聚力有关的系数；
P——瓦斯压力；
V——煤的泊松比；
E——煤的弹性模量。
（3）钻孔成形后，孔壁周围破碎带内煤体扩容所形成的附加煤屑量S p。
（4）破碎带形成后，弹性区与破碎带交界处因弹性卸载而产生的附加煤屑Se2。
25、综掘面分段注水
参考《掘进面分段式封孔注水降尘机理研究》
《煤巷综掘工作面煤层注水防尘技术》
《掘进面_三压带_分段注水机理及应用研究》
《分段式注水对湿润半径影响的试验研究》
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施(新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
综采工作面煤层注水设计设计方案及安全 措施(新版) 一、工作面概述： 120301综采工作面走向长660米，倾向长180米，可采长为610米，煤层倾角为3°-5°，煤层厚度0.9-1.2m，平均厚度为1.05米，工作面煤层赋存平稳，节理发育，该煤层具有爆炸性，为了抑制煤层飞扬，避免煤层爆炸的发生，准备采用煤体注水。 二、煤层注水方法及注水工艺的确定： 1、注水方法： 根据我盘区实际情况，本工作面煤层属于赋存平稳、节理、孔隙、裂隙比较发育的薄煤层，故选取从回采工作面进、回风顺槽平行于工作面对煤体进行双向钻孔，采用静压注水的方法。 2、注水设备选型：
我盘区钻机采用ZLJ-650型钻机，Φ42钻杆，钻径Φ74。 3、钻孔深度： L=L1-M=180-1/3×180≈120m 式中：L-钻孔长度； L1-工作面长度； M-与煤层透水性和钻孔方向有关的参数（我盘区取下向孔且煤层透水性强，取1/3L1） 4、钻孔角度和开口位置： 钻孔开口位置取在距底板0.8米处，钻孔角度根据公式： γ=α-Q 式中：α-煤层倾角； Q-钻孔最大下沿角，一般取0.2°-0.5°，本式取0.3°。 则：γ=5°-0.3°=4.7° 钻孔角度为4.7°。 5、钻孔间距： B=5h=5×2.3=11.5m
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木、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 I作面概述： 1、11010 I作面位置： 11010 1作面位于一采区上山南侧上部，东临尚未开采的11030 工作而，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,工作而标高+3030m—+3058m, 平均+3044m,工作面平均采深185m。 2、煤层赋存特征 工作而设计开采下煤层，煤层厚度2-10m,平均8. 39m,煤层内含多层夹砰，夹砰分布不稳定，切眼掘进时见2.0m厚夹肝，夹肝岩性为油页岩、泥岩、炭质泥岩，木煤层为长焰煤，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. 4一1. 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。 工作而煤质指标为: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 工作而采用走向长壁式布置，工作而切眼长71m,工作面走向长267.3 m,煤层倾角17.5°。 4、采煤方法 根据工作而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。 三、施工注水孔的设计 （一）、注水方式选择 根据木工作而煤层赋存情况及煤岩层特性，工作面巷道布置方式，采煤方法，结合临近工作而的实际经验，决定采用在工作而回风顺槽中平行于工作而向煤体打长钻孔注水方式，采用MK-4型钻机钻进施匸，配①50mm钻杆，钻孔孔径为①65mm,由于本矿静压水压力较小，故采
煤层注水操作规程 一、钻孔 1、钻机安装地点的顶板及周围支护要良好，固定钻机要安全可靠，钻孔角度及钻眼位置必须符合设计要求。 2、开钻前要详细检查机电设备和供水系统，发现问题先处理完好后再试钻，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，钻杆推进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、钻孔作业要求四人一套，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、钻孔过程突然遇到地质构造，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，拔出钻杆并汇报通风科。 9、钻水过程出现夹钻、顶钻，断杆等情况时，必须停钻采取措施处理。
10、当班钻孔施工完毕，必须将钻杆全部拔出，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，汇报通风科。 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，当以上检查全部合格后方可进行运行操作。 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，在搅拌机处于正常运转状态下，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，保证水泥稠浆达到设计的水灰比。 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。 5、用棉纱或水泥的袋子缠绕在注水管上，用麻绳或麻线等，将注水管、封孔管及水泥袋捆紧送入钻孔内封住孔口。
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 1032回风巷掘进工作面煤层注水安全技术措施(通用版)
1032回风巷掘进工作面煤层注水安全技术措 施(通用版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 因我矿的煤尘具有爆炸性，并且掘进期间煤体干燥，煤尘较大，为预防煤尘爆炸，防止煤尘堆积，减少掘进期间的产尘量特编订此措施。 一、巷道煤层情况 1032回风巷掘进工作面巷道为炮掘工作面，巷道净断面5.3㎡，煤层倾角24-28°，煤尘平均厚度为2.1m,煤质为低灰、低硫、高发热量的优质无烟煤。煤层硬度f=0.9-1.0，掘进时适用于煤层注水减少粉尘的要求。通过煤体动压注水的方式，可充分湿润煤体。深部煤体受压裂，瓦斯将会均匀释放，还可有效预防瓦斯事故。 二、注水技术参数及工艺 1、钻孔布置及施工 ①采用手持式气动钻机，人工进行打眼，孔径42mm，孔深9m，在巷道迎头并排布置2个注水孔，钻孔方位与巷道施工方位一致（注水
孔具体位置见附图），钻孔湿润半径为2-4m，水压8-10MPa。 ②钻孔布置及施工：钻孔布置在煤厚度的中部距顶板约0.8m，为方便排屑钻孔应有1-2°仰角。 2、煤层注水钻孔施工及注水工作必须在掘进前进行，注水期间施工单位必须指派一名跟班队长专门负责注水工作。 3、封孔参数及封孔工艺：封孔采用橡胶快速封孔器封孔，封孔器长1m，封孔深度不小于1m。 4、注水参数 ①注水压力：采用动压注水，清水泵的泵压控制在8-10MPa之内，10MPa为掘进期间最适宜压力，最小注水压力不得小于6MPa。 ②单孔注水时间：一般为间歇性注水5分钟一次，注水量以每次5分钟1.6m3为宜。实际单孔注水时间以煤壁出水时为准。 三、注水系统 注水系统由清水泵（含压力泵、水箱、压力表、安全阀、溢流阀等），高压钢丝胶管，双功能高压水表，高压橡胶自动封孔器组成。 注水系统主要设备主要参数数量及规格如下： 1、PB320-6.3清水泵2台，额定流量19.2m3/h。额定压力6.3MPa，最大可达16MPa。2台均布置在1031运输石门处。
xxxxx焦煤 xxx回采工作面煤层注水设计 二〇一x年
xxxx 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
2、煤层特征情况： 煤层情况表 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、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
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。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
煤层注水安全技术措施 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX
煤层注水安全技术措施 由于采煤时，煤层赋存变化较大，且煤尘具有爆炸性。为了采煤安全，特制定如下煤层注水施工安全技术措施： 一、注水目的： 1、通过煤体浅孔动压注水方式，充分湿润煤体，注水降尘，减少采煤产尘量，防止煤尘堆积，预防煤尘爆炸。 2、煤层进行浅孔动压注水后，深部煤体受压裂，瓦斯将会均匀释放，可有效预防瓦斯超限事故。 二、技术要求： 1、煤层注水的技术参数 钻孔湿润半径：2?4m水压：2?6MPa设计施工2个钻孔。注水孔布置：在煤墙上并排布置注水孔，钻孔方位与煤墙方位成10 角（注水孔具体位置见附图1）；钻孔采用手持式风动钻机（ZQS-65/2.5 ）配合42麻花钻杆（1.5m/节）进行施工；钻孔孔深：6m钻孔孔径：42mm 2、过断层、顶板破碎、留煤顶施工时，不进行注水，以防片帮、漏顶。 3、注水流程（动压注水） 液压泵截止阀封孔器钻孔注水结束（注水时间一般20?30min 或煤壁渗水为准）。 4、封孔 1）封孔长度：不小于2.0m; 封孔要严，不能跑水。 2）封孔方法：采用FZM-20型封孔器进行封孔，封孔器外端应进入 孔内500mn以上。
液压泵型号：BRW8O/20最大压力20Mpa流量40L/min。 3）注水时间：每孔注水时间一般20?30min或煤壁向外渗水为止。每孔注水时间（t ）按下式计算： T=Q/V 式中t-注水时间V-注水流量：4?60L/minQ-注水量：120?180L 5、注水有效后，每循环进尺保留不少于1m的前探钻孔超前距。 6、两个注水钻孔施工完成后，同时进行注水。 三、安全技术措施： 1、打钻、注水期间，迎头必须悬挂便携仪。 2、注水前，迎头煤壁应及时挂上防片网，以防注水时冒顶、片帮伤人或造成瓦斯超限。 3、在迎头打注水孔前，应加强迎头顶板管理，首先严格执行敲帮问顶制度，除掉净顶、帮部活矸危岩，对于除不掉的，必须采用戴帽点柱和防片网进行加强支护；迎头高度控制在2.0?2.5m，浮煤应摊平，后路要畅通。 4、打钻时，应安排专人位于安全地点观察顶板、煤壁情况，发现异常立即停止作业，撤出人员。 5、打钻人员，注意力集中，衣服裹在腰带里，袖口、毛巾扎好。 6、每循环进尺前，先施工一个注水孔，若无异常情况，再施工另一个注水孔。 7、打钻人员要持钻有力，一是防止钻杆晃动过大，形成扁型孔， 封空时不能封实；二是保证成孔质量，防止扩孔过大，封孔器不起作用。 8、封孔时，一人操作，一人负责开关水管及观察顶板和煤壁，若发现异常，应立即停止注水。
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
编号：AQ-JS-09415 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 综采工作面煤层注水设计设计 方案及安全措施 Design scheme and safety measures of coal seam water injection in fully mechanized mining face
综采工作面煤层注水设计设计方案 及安全措施 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 一、工作面概述： 120301综采工作面走向长660米，倾向长180米，可采长为610米，煤层倾角为3°-5°，煤层厚度0.9-1.2m，平均厚度为1.05米，工作面煤层赋存平稳，节理发育，该煤层具有爆炸性，为了抑制煤层飞扬，避免煤层爆炸的发生，准备采用煤体注水。 二、煤层注水方法及注水工艺的确定： 1、注水方法： 根据我盘区实际情况，本工作面煤层属于赋存平稳、节理、孔隙、裂隙比较发育的薄煤层，故选取从回采工作面进、回风顺槽平行于工作面对煤体进行双向钻孔，采用静压注水的方法。 2、注水设备选型：
我盘区钻机采用ZLJ-650型钻机，Φ42钻杆，钻径Φ74。 3、钻孔深度： L=L1-M=180-1/3×180≈120m 式中：L-钻孔长度； L1-工作面长度； M-与煤层透水性和钻孔方向有关的参数（我盘区取下向孔且煤层透水性强，取1/3L1） 4、钻孔角度和开口位置： 钻孔开口位置取在距底板0.8米处，钻孔角度根据公式： γ=α-Q 式中：α-煤层倾角； Q-钻孔最大下沿角，一般取0.2°-0.5°，本式取0.3°。 则：γ=5°-0.3°=4.7° 钻孔角度为4.7°。 5、钻孔间距： B=5h=5×2.3=11.5m
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 综采工作面煤层注水设计设计方案及安全措施(正 式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-1279-37 综采工作面煤层注水设计设计方案 及安全措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、工作面概述： 120301综采工作面走向长660米，倾向长180米，可采长为610米，煤层倾角为3°-5°，煤层厚度0.9-1.2m，平均厚度为1.05米，工作面煤层赋存平稳，节理发育，该煤层具有爆炸性，为了抑制煤层飞扬，避免煤层爆炸的发生，准备采用煤体注水。 二、煤层注水方法及注水工艺的确定： 1、注水方法： 根据我盘区实际情况，本工作面煤层属于赋存平稳、节理、孔隙、裂隙比较发育的薄煤层，故选取从回采工作面进、回风顺槽平行于工作面对煤体进行双向钻孔，采用静压注水的方法。 2、注水设备选型：
我盘区钻机采用ZLJ-650型钻机，Φ42钻杆，钻径Φ74。 3、钻孔深度： L=L1-M=180-1/3×180≈120m 式中：L-钻孔长度； L1-工作面长度； M-与煤层透水性和钻孔方向有关的参数（我盘区取下向孔且煤层透水性强，取1/3L1） 4、钻孔角度和开口位置： 钻孔开口位置取在距底板0.8米处，钻孔角度根据公式： γ=α-Q 式中：α-煤层倾角； Q-钻孔最大下沿角，一般取0.2°-0.5°，本式取0.3°。 则：γ=5°-0.3°=4.7° 钻孔角度为4.7°。 5、钻孔间距：
80105综采工作面煤层注水 设计方案 山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司 2013年1月23日
会审表 会审内容5203煤层注水设计 职务签字会审意见矿长 技术矿长 生产矿长 安全矿长 机电矿长 矿长助理 调度主任 通风科长 地测科长 通风队长 探水队长
80105综采工作面煤层注水设计方案 依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》第154条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施，我矿决定对回采工作面采取煤层注水。煤层注水是采煤工作面最有效的防尘措施之一，实践证明，实施煤层注水不但能有效减少采煤工作面煤尘的产生，而且能够改变煤体的多种物理力学性质，减少冲击地压、煤层自燃发火，对采煤工作面的安全生产具有重大的意义。为有效改善我矿80105综采工作面的作业环境，提高生产效率，遏制煤尘事故发生，决定对80105综采工作面实施煤层注水，特编写《80105综采工作面煤层注水设计方案》如下： 一、工作面概况 第一节工作面位置及井上下关系 表1－1 工作面位置及井上下关系 概况 煤层名称8#煤水平名称一水平采区名称801采区 工作面名称80105 地面标高(m) +751——+791 工作面标高(m) +998--+1082 地面位置 位于田家坡村西南方向，葛家垣村以东，地面工业广场以北，地面沟谷纵横， 地表切割强烈。 井下位置 及四邻 采掘情况 本工作面位于8#煤层首采工作面以东。四邻边界为：南以轨道大巷保安煤柱为界，北以矿界煤柱为界，西部为80103回采工作面采空区，东为80107回 风顺槽，上覆5#煤采空区。 回采对地 面设施影响 本工作面地表均为沟坡农田，工作面以北有田家坡煤矿废弃井筒，回采后会造成地表裂缝、塌陷，但经复耕后可以耕种，影响不大。 走向长 (m) 1328 倾斜长 （ m ） 160 面积 (m2) 212480 第二节煤层 表1-2 煤层情况 煤煤层 总厚2.8～4.1 夹石层数 煤层 倾角 2°～7°
仅供参考[整理] 安全管理文书 煤层注水安全操作规程 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共6 页
煤层注水安全操作规程 第1条本规程适用于各类煤矿的煤层注水工作人员。 第2条煤层注水工应完成下列工作： 1.注水钻孔的封孔和压力表、流量计的安装。 2.煤层注水。 上岗条件 第3条煤层注水工作人员必须经过培训，考试合格后，方可上岗。 第4条煤层注水工作人员需要掌握以下知识： 1.熟悉入井人员的有关安全规定。 2.熟悉煤层注水的工作原理。 3.掌握《煤矿安全规程》对煤层注水的有关规定。 4.熟悉煤矿综合防尘的有关规定。 5.了解有关煤尘爆炸的知识。 安全规定 第5条安装注水泵和接水管前，首先检查安置地点的安全情况，应在隐患处理好后再进行。 第6条注水孔超前回采工作面的距离一般为40---100米。 第7条必须按照注水设计施工，不得擅自改变。 操作准备 第8条下井前应带齐所用的各种设备、材料、配件，并保证完好。装车时，要捆绑牢固，防止运输过程中发生事故或损坏设备、材料和配件等。 操作顺序 第9条本工种操作应遵照下列顺序进行： 第 2 页共 6 页
检查---安装注水泵（接管路、表）---注水---封孔---检查。 正常操作 第10条检查注水钻孔（见本规程钻工的钻孔部分）。 第11条安装压力表、流量计等仪表，接通水管。 第12条封孔（见本规程钻工的封孔部分）。 第13条封孔用的水泥砂浆凝固后或封孔器安置好后注水。 第14条在回采工作面输送机巷或回风巷采用长孔注水时，应根据设计规定确定钻孔的位置，并在现场做出标志。 第15条注水有动压和静压两种方式，应按选定的注水参数（即注水压力和注水量）施工。注水量一般以另一侧巷道上煤壁湿润为宜，或使煤层的全水分含量达到规定的要求。 第16条采用并联多孔注水时，一次注水2---3个孔。为使各孔注水量平衡，应尽量采用分水器连接各注水孔；如果无分水器，应将注水泵安设在几个注水孔中间，尽可能缩小各注水孔之间的压力差。如发现某一孔泄水，即该孔流量急剧增大时，要及时停止这一钻孔的注水。 第17条在注水过程中，每班要做好记录，记录当班的注水压力、流量、注水的孔数、当班注水量等。 第18条在注水过程中，认真观察分析排水量、压力与煤体吸水量等参数间的变化关系，适当地运用低流量进水，缓慢湿润煤体，掌握煤体注水的湿润规律。 第19条在注水过程中，要掌握好压力与水量的变化关系，采用高压脉冲注水、中压湿润煤体，不允许采用长期高压急进注水。 第20条观察压力时，稍微旋转安全阀下部的水轮，将高压针形阀打开即可，但不要打的过大，以免造成压力表的指针剧烈震动甚至损坏。 第 3 页共 6 页
操作规程编号：LX-FS-A86145 煤层注水安全操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
煤层注水安全操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 适用范围 第1条本规程适用于各类煤矿的煤层注水工作人员。 第2条煤层注水工应完成下列工作： 1. 注水钻孔的封孔和压力表、流量计的安装。 2. 煤层注水。 上岗条件 第3条煤层注水工作人员必须经过培训，考试合格后，方可上岗。 第4条煤层注水工作人员需要掌握以下知识：
1. 熟悉入井人员的有关安全规定。 2. 熟悉煤层注水的工作原理。 3. 掌握《煤矿安全规程》对煤层注水的有关规定。 4. 熟悉煤矿综合防尘的有关规定。 5. 了解有关煤尘爆炸的知识。 安全规定 第5条安装注水泵和接水管前，首先检查安置地点的安全情况，应在隐患处理好后再进行。 第6条注水孔超前回采工作面的距离一般为40---100米。 第7条必须按照注水设计施工，不得擅自改变。 操作准备 第8条下井前应带齐所用的各种设备、材
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
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan. 1032运输巷掘进工作面煤层注水安全技术措施正 式版
1032运输巷掘进工作面煤层注水安全 技术措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成 的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度 与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 因我矿的煤尘具有爆炸性，并且掘进期间煤体干燥，煤尘较大，为预防煤尘爆炸，防止煤尘堆积，减少掘进期间的产尘量特编订此措施。 一、巷道煤层情况 1032运输巷掘进工作面巷道为炮掘工作面，巷道净断面5.3㎡，煤层倾角24-28°，煤尘平均厚度为2.1m,煤质为低灰、低硫、高发热量的优质无烟煤。煤层硬度f=0.9-1.0，掘进时适用于煤层注水减少粉尘的要求。通过煤体动压注水的方式，可充分湿润煤体。深部煤体受压裂，瓦斯将
会均匀释放，还可有效预防瓦斯事故。 二、注水技术参数及工艺 1、钻孔布置及施工 ①采用手持式气动钻机，人工进行打眼，孔径42mm，孔深9m，在巷道迎头并排布置2个注水孔，钻孔方位与巷道施工方位一致（注水孔具体位置见附图），钻孔湿润半径为2-4m，水压8-10MPa。 ②钻孔布置及施工：钻孔布置在煤厚度的中部距顶板约0.8m，为方便排屑钻孔应有1-2°仰角。 2、煤层注水钻孔施工及注水工作必须在掘进前进行，注水期间施工单位必须指派一名跟班队长专门负责注水工作。 3、封孔参数及封孔工艺：封孔采用橡
煤层注水工操作规程 一、上岗条件： 第1条煤层注水工必须经过培训，考试合格后，方可上岗。 第2条煤层注水工需要掌握以下知识： 1、熟悉煤层注水的工作原理。 2、掌握《煤矿安全规程》对煤层注水的有关规定。 3、熟悉煤矿综合防尘的有关规定。 4、了解有关煤尘爆炸的知识。 第3条遵守煤矿“三大规程”和本工种的岗位责任制，严格执行各项规章制度。 二、操作准备: 第4条下井前应带齐所用的各种设备、材料、配件，并保证完好。装车时，要捆绑牢固，防止运输过程中发生事故或损坏设备、材料和配件等。 第5条安接水管前，首先检查安置地点的安全情况，应在隐患处理好后再进行。 三、操作顺序 第6条本工种操作应遵照下列顺序进行： 检查----安装注水泵----注水----封孔----检查。 四、正常操作 供水管路静压注水及注意事项: 第7条检查注水钻孔(见本规程通防打钻工的钻孔部分)。 第8条安装压力表、流量计等仪表，接通水管。 第9条封孔，使用封孔器直接进行封孔。 第10条封封孔器安装好后方可注水。 第11条在回采工作面回风巷采用长孔注水时，应根据设计规定确定钻孔的位置，并做出标记。 第12条注水有动压和静压两种方式，应按选定的注水参数(即注水压力和注水量)施工。注水量一般以另一侧巷道上煤壁湿润为宜，或使煤层的全水分含量达到规定的要求。 第13条采用并联多孔注水时，一次注水2～3个孔。为使各孔注水量平衡，应尽量采用分水器连接备注水孔；如果无分水器，应将主水管入口安设在几个注水孔中间，尽可能缩小各注水孔之间的压力差。如发现某一孔泄水，即该孔流量急剧增大时，要及时停止这一钻孔的注水。 第l4条在注水过程中，每班要做好记录，记录当班的注水压力、流量、注水的孔数、当班注水量等。 第l5条在注水过程中，认真观察分析排水量、压力与煤层吸水量等参数间的变化关系，适当地运用低流量进水，缓慢湿润煤层，掌握煤层注水的湿润规律。 第16条在注水过程中，要掌握好压力与水量的变化关系，采用高压脉冲注水、中压湿润煤层，不允许采用长期高压急进注水。 注水泵动压注水及注意事项: 第17条注水泵的出水口处应安设三通，使出水管同注水管和回水管相连。在回水管上安装调压阀门，以调节注水管的压力和流量；调节阀前高压侧要安装压力表，以观测压力的变化，并用高压胶质软管和注水孔相接。 第l8条观察注水泵的排水量，并做好一定压力下的排水量记录和当班排水量的记录。 第l9条注水泵严禁无水运行。 第20条如果泵的排水量不足，应首先检查排气是否正常，然后检查阀孔中的密封是否严密或弹簧是否损坏，发现问题应及时调整或更换。 五、收尾工作: 第21条清理工作现场。 第22条将当班的注水压力、流量、注水的孔数、当班注水量记入台帐，并按规定上报。
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：
17278综采工作面煤层注水安全技术措施示范文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
17278综采工作面煤层注水安全技术 措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一、17278综采面概况： 17278综采面位于张集煤矿(北区)北一采区南翼,采用 倾斜长壁仰采工艺。该面长240ｍ，西以8煤工广煤柱及 南翼皮带机下山煤柱线作为停采线，可采条带长度1671 ｍ，可采储量124.35万吨。煤层倾角0~5Ｏ，平均倾角4 Ｏ。该工作面回采上限标高-500ｍ，回采下限标高-572 ｍ。 本工作面8煤顶板岩性主要以砂质泥岩、砂岩为主， 在工作面中东部临近切眼的区域直接顶板为中厚层状石英 砂岩，充水水源为8煤顶板冒落带内砂岩裂隙水。该工作 面在掘进过程中运顺局部有淋渗水现象；沿9-2煤顶板掘
进的高抽巷淋水量较大，迎头最大水量一度达到12ｍ3/ｈ，单个出水点水量最大7.44ｍ3/ｈ,各出水点基本不随巷道向前掘进移动，并且各出水点水量疏干趋势缓慢；在切眼附近的尾抽巷因揭露断层顶板有淋水现象。8煤顶板的砂岩裂隙发育存在不均一性，从工作面浅部到深部裂隙发育程度有减弱的趋势，在局部裂隙发育地段存在涌水量较大的可能性。 利用张集矿（北区）已有水文地质资料，对17278综采面涌水量进行预计。17278综采面回采期间正常涌水量5~19.2ｍ3/ｈ,最大涌水量59.8ｍ3/ｈ。出水量最有可能发生在初次来压和周期来压部位及构造异常带。 据矿相关报告预计工作面最大绝对瓦斯涌出量51.84ｍ3/ｍｉｎ。 煤层的瓦斯平均含约为10.66ｍ3/ｍｉｎ。煤层具有爆炸性，Ｖｄａｆ=38.72%。有自燃发火危险性，其自燃发
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。 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 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
附件一: 815综采工作面煤层注水设计 编制： 通风科： 通风副总： 总工程师： 年五月二十七B
815综采工作而煤层注水设计 设计概述 根据《煤矿安全规程》第154条的规左：采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。我们对815综采工 作而进行煤层注水，以预先润湿煤体，减少在回采过程中的产尘量，特做设讣如下: 二、815综采工作而基本 1、注水方式：采用静压长钻孔煤层预注水方式注水（即正常压力注水 2、钻孔布置：从回采工作而的材料道沿煤层倾斜方向打平行于工作而的下向孔，采用单向孔进行注水，实行随采随注。 3、钻孔参数确定： ①采用MK-4型钻机钻进施工，配050mm外平钻杆，钻孔孔径为中60mm,采用BW-250型泥浆泵。 ②钻孔间距：取经验值20 m； ③钻孔倾角 y =（1 — 0 式中：丫-钻孔倾角 ?-煤层倾角 0-钻孔最大下沉角：0 = arctgh/L h-钻杆下沉距离（m） L_钻孔长度（m） h / L—钻杆下沉率，一般为0.3—5%,本设计取0.4% 丫 = ci —0=13° -a r c t g0.4% = 21° -14* = 19° 46' ④根据通风管理部规立：煤层注水钻孔长度为工作面长度-20米。 ④钻孔布置情况： 本次施工在815综采工作而的材料道，从815综采工作面开切眼位巻向815综采工作而设计停采线位巻,
四、封孔 1、封孔深度：封孔深度必须超过巷道边缘煤体破碎带宽度，在地质构造(如断层带)附近，封孔深度应适当加长。 2、封孔方法：采用封孔器自动封孔。封孔器与水管连接处距钻孔外口应在2米以上，保证钻孔周围煤壁不漏水。 五、煤层注水参数确泄 1、注水系统 采用静压注水系统，用高压胶管将每个钻孔的供水管路连接起来。实行多孔同时注水，单项同时注水钻孔数不少于3个，24小时不间断注水，单孔累讣注水时间不少于1个月或直到煤帮在预定湿润范围内"出汗”为止。注水超前于回采的距离不小于月推进度，超前时间不少于1个月。 2、注水参数 ⑴注水压力：注纯水时以1.5-2.OMPa为宜；一般采用调节钻孔的注水疑来控制注水压力，注水从低压逐渐升压直至压力稳定。 ⑵注水流量：注水流量不宜过大，小流疑注水对煤层湿润效果最好。只要时间允许，应采用小流量注水，注纯水时可取15-20L/min o ⑶比注水量：比注水量是指单孔长度的钻孔的注水体积。设汁钻孔的比注水量按下式计算： Qm=KX DeXmXyXAW m'/m 式中： K 一湿润校正系数，取K=1.0 De—钻孔间距，取D e =20 m m —煤层总厚度，m=5.71m Y —煤体密度，取Y =1.37t/m' AW —煤体平均水分增量，1-2% AW=1.8% m3/t Qm=1.0X20X5.71 X 1.37X 1.8%=2.816m￥m ⑷单孔累计注水时间：注水时间取决于比注水量、钻孔长度和注水渗量，按下式计算： t=(LX Qm)/(60Xq)*1000H 式中： t 一单孔累计注水时间(小时) L —钻孔长度，L= 100 m Qm —单孔设讣比注水量，Qm=2.816m3/m q—注水流量q=20 1/min t=(100X2.816)/(60X20)X 1000=234.66H 在实际注水中，亦可把预左湿润范围内'‘出汗”现象作为煤体受到全而湿润的标志。"出汗”后即可结朿注水。注水工作制度采用全天24小时不间断注水。 3、注水超前于回采的距离和时间 为提髙煤层注水效果，煤层注水工作应在常压带内进行。为保证足够的注水量，注水工作不易过迟。 ⑴超前距离： 距工作而最近的注水孔开始注水时，超前工作而的距离可按下式计算： Lin=Lq+(Ta+tlX(tO+t2 )/(24 X tO))XVm 式中： Lm 一注水开始时超前工作而的距离m Ta 一注水钻孔倒孔转换时间，天：取Ta=0； Lq —工作而前方应力集中带宽度，取LQ=30m t0 —每次纯注水时间，取tO=24H