5102綜採工作面,工作面長度為150公尺,順槽長為1380公尺,煤層厚度為4.07公尺,屬自然煤層,煤塵具有**性。煤層厚度為3.
49-4.97公尺,平均4.06公尺,為增加煤體濕潤,減少煤塵飛揚,創造良好作業環境,確保礦井安全生產和員工的身體健康,特制定煤層注水設計。
(一)煤層注水
煤塵注水是減少採煤工作面粉塵產生的最根本、最有效的措施。通過煤塵注水一般除塵率可達60%~80%,煤塵注水實施較好的工作面,可以將總粉塵濃度減少75%~85%,呼吸性粉塵濃度減少65%以上。煤層注水是通過鑽孔將壓力水注入煤層中,使煤層得到預先濕潤,增加煤體的水分,減少採煤時粉塵產生的一種技術措施。
1.注水方式
根據採區巷道布置和採煤方法,結合煤層賦存特徵,回採工作面煤層注水採用工作面超前動壓注水工藝,選用較先進的深孔煤層採前注水方式。採用單向鑽孔布置,即在工作面回風順槽中平行於工作面向煤體打長鑽孔注水,鑽孔沿煤層均勻布置,鑽孔口布置在巷道中距底板1m左右處。
2.注水引數的確定
1)鑽孔直徑:開孔直徑115mm,終孔直徑87mm。
2)鑽孔長度:根據煤層節理裂隙發育情況、工作面長度、注水時間和注水壓力、注水鑽機能力。
3)鑽孔間距:鑽孔間距根據煤層的濕潤半徑計算,確定為20m。
4)鑽孔角度:鑽孔角度原則上與煤層角度基本一致,使鑽孔始終保持在煤層內。生產中根據煤層節理發育程度選擇採用垂直鑽孔或偽傾斜鑽孔,以使節理面盡量與鑽孔垂直。
5)封孔深度:封孔深度一般通過試驗和生產實踐確定,為2.5~10m。。
6)封孔方式:封孔方式分為水泥封孔或封孔器封孔兩種。
3.注水系統的選擇
注水系統分為靜壓注水系統和動壓注水系統,選用動壓注水系統。
煤體注水後,煤體水分應達到4%左右,注水效果和注水時間以實際注水效果衡量,通過快速水分測定儀進行測試。注水工作超前工作面回採1個月完成。
4.注水的壓力、速度、單孔注水量、時間的確定
1)注水壓力
該礦煤層注水採用動壓注水。注水引數應考慮煤層裂隙、層理、節理及透水性等因素,由注水幫浦站調整煤層注水壓力。
2)單孔注水量
a.單向鑽孔注水時孔長的計算
l=l1-m
式中:l——鑽孔長度,m;
l1——工作面長度,150m;
m——與煤層透水性和鑽孔方向有關的引數,20m。
l=l1-m=150-20=130m
b.鑽孔間距
鑽孔間距可根據煤層濕潤半徑計算,按經驗取20m。
c.鑽孔注水量按下式計算:
q=blmγ(w1-w2)k
式中:q——乙個鑽孔注水量,m3;
b——孔間距20m;
l——工作面長度150m;
m——煤層厚度,4.06m;
γ——煤容重1.40t/m3;
w1——注水後要求達到的水分取4%;
w2——煤層原有水分, 0.29%~0.74%,平均0.51%;;
k——考慮圍岩吸收水分,水的漏失和注水不均勻係數,取1.5。
q=20×150×4.06×1.40×(4%-0.51%)×1.5=892.7m3
3)礦井日註水量
礦井日註水量按下式計算:
q日=k1g(w1-w2)
式中:q日——礦井日註水量m3;
k1——注水係數,取1.5;
g——礦井計畫注水回採工作面日產量3636t/d。
q日=1.5×3636×(4%-0.51%)=190.34m3
4)注水流量(或注水速度)與注水時間
單孔注水流量按4.5m3/h考慮,注水時間為鑽孔開始注水至煤體全面濕潤為止,注水煤體全面濕潤的標誌為濕潤範圍內煤壁出現均勻的「出汗」滲水,注水時間通常為4.7d。
5)注水裝置及儀器
煤層注水鑽機:myz-150型,2臺
煤層注水幫浦: 7bg4.5/16,2臺
等量分流器:df-3型,10個
夾布壓力膠管(與幫浦配套):40m
高壓鋼絲編織膠管(與幫浦配套)200m
彈簧式壓力表:8個
高壓閘閥:j13h-160iii,10個
快速接頭:k型,40個
安全閥:2個
封孔器:ypa-120型,10個
高壓注水表:dc-4.5/200型,4個
內螺紋公升降止回閥:h41h-160 型,2個
鋼製三通:10個
葉輪濕式水表:2個
可攜式快速水分測定儀:wm-a型,2個
5.煤層注水水源
煤層注水水源取自井下消防灑水系統,從回採工作面順槽給水管網中接水管至注水幫浦站,將水注入1輛移動儲水箱內,儲水箱容積為2m3,由注水幫浦從移動儲水箱吸入加壓向煤層注水。
(2)組織措施
1、成立煤體注水領導組:
組長: 康侯應
副組長: 田小兵高澤明
成員: 鑽機組成員注水成員
(1)注水組組長:高奴主要負責注水工程的運料幾施工和日常管理工作。
(2)打孔組組長:宋豔福:主要負責注水鑽孔的施工和封孔工作。
(3)注水引數測定:劉建平主要負責注水量的收集。
(三)安全措施
1、打鑽、注水期間,迎頭必須懸掛便攜儀。
2、注水前,迎頭煤壁應及時掛上防片網,以防注水時冒頂、片幫傷人或造成瓦斯超限。
3、在迎頭打注水孔前,應加強迎頭頂板管理,首先嚴格執行敲幫問頂制度,除掉淨頂、幫部活矸危岩,對於除不掉的,必須採用戴帽點柱和防片網進行加強支護;迎頭高度控制在2.0~2.5m,浮煤應攤平,後路要暢通。
4、打鑽時,應安排專人位於安全地點觀察頂板、煤壁情況,發現異常立即停止作業,撤出人員。
5、打鑽人員,注意力集中,衣服裹在腰帶裡,袖口、毛巾扎好。
6、每迴圈進尺前,先施工乙個注水孔,若無異常情況,再施工另乙個注水孔。
7、打鑽人員要持鑽有力,一是防止鑽桿晃動過大,形成扁型孔,封空時不能封實;二是保證成孔質量,防止擴孔過大,封孔器不起作用。
8、封孔時,一人操作,一人負責開關水管及觀察頂板和煤壁,若發現異常,應立即停止注水。
9、封孔器需全部塞入孔內,操作時,不要用力過猛,以免損壞封孔器,封孔器必須連線截止閥,只有封孔器卸壓後,方能抽出,卸壓時,卸壓水口嚴禁對準人員。
10、注水前,操作人員應把封孔器送入鑽孔,並把鑽孔封閉密實,否則嚴禁注水。
11、注水前,迎頭打兩個液壓單體點柱,單體初撐力為50kn,單體上端頭用10#鐵絲在頂板固定牢,將注水管用10#鐵絲固定點柱上,以防封孔器竄出傷人。
12、注水時,如有瓦斯湧出時,必須及時停止注水,探查前方10m及左右兩幫3~5m以內地質情況,在過地質構造帶時,必須施工超前鑽孔探查煤體深部瓦斯及水等情況。
13、注水時,若發生片幫、冒頂時,應立即停止注水。
14、注水時,液壓幫浦距離迎頭不得超過50m,液壓幫浦壓力表不得超過10mpa,實行雙孔同時注水,流量應由小到大,逐漸增加,注水人員嚴禁正對注水孔,迎頭20m範圍內嚴禁有閒雜人員,嚴禁進行與注水無關的工作;注水人員應位於安全地點觀察煤壁及注水孔周圍的變化,若發現異常,立即停止注水。
15、注水時,高壓膠管用14#鐵絲綁紮吊掛巷道幫部,距底板500mm,且高壓膠管附近嚴禁有人,防止高壓膠管脫落或爆裂而傷人。
16、注水前,必須檢查各連線件連線是否牢靠,高壓膠管與閘閥必須用正規u型卡子連線;注水時,時刻注意連接頭處漏水情況,以免脫開傷人。
17、fzm-20型封孔器使用措施:
1)封孔器必須平直使用,嚴禁打折、重壓。
2)使用時,調節好截止閥(開啟壓力應大於1mpa),高壓直通連線壓力水管路,放進相適應的鑽孔,即可注水。管路上要有壓力表監控,壓力水嚴禁高於液壓幫浦的工作壓力20mpa,作業完畢拆下壓力水管路,待封孔器卸壓,恢復原狀,抽出封孔器整理備用。
3)封孔器必須全部放進鑽孔裡,放進鑽孔500mm以上,嚴禁露在孔外邊。
4)如發現膨脹體不膨脹時,先檢查壓力水是否超過1mpa,再檢查截止閥是否被雜物卡住而不起封閉作用,如有雜物,用水沖洗乾淨裝上即可。順序閥內的彈簧無方向,而閥錐芯尖是向膨脹體方向的,應避免拆下後裝反。
5)注水時,操作人員不能正對鑽孔,避免孔內壓力高時,外部管路短時低壓把封孔器擠出孔外而傷人。
6)調節順序閥的彈簧壓力大小,即可控制該閥的開啟壓力。例如:把順序閥的開啟壓力調至2mpa,進水壓力在≤2mpa時,該閥閉合,進水被堵截在膨脹腔內,膨脹體迅速脹大(直徑增大,長度變小)。
18、液壓幫浦應安排專人負責檢修和保養,注水應固定專人負責注水,以便檢修、注水人員熟悉裝置效能,便於操作。
山西柳林鑫飛毛家莊煤業****
2023年6月15日
5102綜採工作面煤層注水設計
及安全技術措施
山西柳林鑫飛毛家莊煤業****
二0一三年六月十五日
4102綜採工作面煤層注水技術安全措施
綜採工作面安全技術措施 編號 blah hc zs 41026 措施名稱 4102工作面注水安全技術措施 施工單位 白蘆煤礦綜採隊 施工負責人 技術負責人 規程編制人 編制日期 2013年2月25日 審批簽字表 規程名稱 4102工作面注水安全技術措施 審批時間 2013年月日 同意本規程,另補充意...
船窩煤礦20101工作面煤層注水設計
摘要 煤層注水是採煤工作面最有效的防塵措施之一,實踐證明,實施煤層注水不但能有效減少採煤工作面煤塵的產生,而且能夠改變煤體的多種物理力學性質,減少衝擊地壓 煤層自燃發火,對採煤工作面的安全生產具有重大的意義。關鍵詞 煤層注水 防塵 設計 1 問題的提出 兼併重組後的山西曙光船窩煤業 礦井,生產能力1...
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