煤层注水

一：为降低煤层硬度，工作面顶板压力和瓦斯涌出量，减少回采工作面煤尘，设计对开采煤层进行采前预注水。

设计开采15#煤层，煤层倾角8°左右，本煤层位于太原组下段，距K1砂岩6.72m，上距K2灰岩17.02m。本井田煤层厚度为4.20~6.20m，平均4.97m，含0—4层夹矸，结构较简单，夹矸结构为泥岩，厚度在0.01—0.07m.顶板为深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，水平层理，含植物化石，底板为黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、钻质泥岩，为全井田稳定的可开采煤层。根据地质条件，煤层储存情况、工作面生产能力、开采技术条件以及通风安全、矿井生产能力、回采率等因素，15#煤层采煤方法选用长壁综采放顶煤法，全部跨落管理顶板。

二：煤层注水方式

工作面位于一采区15#煤层。该区煤层赋存稳定、结构简单，煤层平均厚度5.0m。煤层倾角平均8°，属高粘煤。容重1. 4t/m3，地质构造简单，水文地质条件较为简单，最大涌水量为0.3m3/min ,正常涌水量0.2m3/min ,低洼处可能有积水。煤层原始含水份为 4.46 %。该煤层无爆炸危险性，无自燃发火倾向。

15103工作面走向长度1006m.，倾斜长度196m，煤层平均厚度为5.0m，根据该工作面产量高，配风量大。根据《煤矿安全规程》要求，综采工作面逢采必注，对该工作面进行超前煤体注水，使煤体得到预先湿润，降低煤体产生煤尘的能力。从根本上消除尘源。

依据该工作面倾斜长度长，对煤层的透水性强，孔隙率等因素分

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析研究，又鉴于短钻孔注水方式，具有对地质条件及围岩分析性质适应性强的优点，决定在该工作面采取双向多孔注水方式进行煤体注水。在工作面两巷平行于工作面垂直于巷道煤壁打钻孔。钻具使用KHYD45(50)型矿用隔爆电动岩石电钻，每根钻杆长度1.5m，孔径49mm。每孔设计深度为84m 。 三：孔主要技术参数 1、

钻孔布置

从15103工作面两巷采用沿着煤层倾角平行于工作面打钻孔，第一钻孔距工作面95m，开口位置位于采高中上部距顶板1.67m处。 2、

钻孔参数

① 钻孔长度

因采用双向注水方式，上下两巷钻孔长度均为84m。 ② 钻孔间距

根据以往注水经验和相关资料，湿润直径为15—20m，所以该工作面设计钻孔间距为20m，取上限。 ③ 钻孔倾角

钻孔应始终保持在煤层之中，与煤层倾角尽量保持一致。钻杆下沉量按0.03~0.05%,考虑到钻杆因自重下沉造成的影响，钻孔倾角确定为0~6°。 四：封孔

采用封孔器直接封孔，其型号为FKS—煤层注水用水压式封孔器，注水时封孔器插入钻孔后，通过管网静压水力，使封孔器胶管膨

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胀，膨胀体直径胀大，使其外径紧压煤层钻好的空隙上，将封孔器牢固地锁定在孔内（封孔器胶管部位必须全部插于孔内）。 五：注水 1、

注水系统

该工作面采用静压注水，就是利用井下静压水管网水，借助静压水通过钻孔将水注入煤体，注水时要求安装水表，以便于观察注水效果，发现问题及时改正。 2、

注水参数

① 注水压力

透水性强的煤层一般要求注水压力较低，透水性弱的煤层要求注水压力较高。鉴于15#采区15103工作面煤层透水性强，所以该工作面通过静压注水能满足要求，该区域静压水管网水压为2.5Mpa符合要求。 ② 注视流量

双向静压水注水时，无需控制注水流量，为满足工作面推进速度和注水压力的要求，我们确定静压注水流量为10L/min。 ③ 注水量 以钻孔长度为基准 Q=KLBmYG

式中：Q------一个钻孔的注水量m3；

K----钻孔前方煤体被湿润的系数取1.1； L------钻孔长度m；

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B------钻孔间距m； m------煤层厚度m； Y------煤的容重t/m3； G------吨煤注水量0.02m3/t； Q=1.1*84*20*5*1.33*0.02 =246m3。

④ 注水时间 T=Q/V

式中：T-----注水时间，小时；

Q----一个钻孔注水量，m3； V------注水流量，m3/小时； T=Q/V =246/0.6 =410（小时） =17（天）

因采用边采边注，要适应采煤工作面的推进速度的要求，在注水的时间上一定要超前。 3、

注水超前于回采的距离和时间

① 超前距离

第一个注水钻孔与回采工作面煤壁之间的距离为(m) S=L1+L2

式中：L1-----在注水时间内回采工作面的推进距离；

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