1、 1 4201综采工作面 煤层注水设计 及安全技术措施 通 防部 2016 年 12月 12日 2 4201综采工作面煤层注水设计 及安全技术措施 会审签名表 总工程师： 年 月 日 安全副矿长 : 年 月 日 生产副矿长： 年 月 日 机电副矿长： 年 月 日 通风副矿长： 年 月 日 安管部： 年 月 日 通防部： 年 月 日 调度室： 年 月 日 技术部： 年 月 日 监控中心： 年 月 日 综采队 ： 年 月 日 通风队： 年 月 日 3 4201综采工作面煤层注水设计 及安全技术措施 根据 矿井粉尘防治要求 ， 现 将对 4201综采工作面煤层打钻注水，为保证施工质量及安全，特制定本
2、设计及安全技术措施： 一、工作面概况 4201 综采工作面为 4 号 煤 二采区 工作面。工作面运输顺槽走向 990m，回风顺槽走向 990m。面长为 210m。该工作面北部为 4202 掘进工作面，东部为薛家墕村庄保安煤柱，南部 邻矿采空区 ，西部为 4号煤 二 采区轨道、回风、运输大巷。上覆无工程，下伏无工程。 瓦斯绝对涌出量： 12.6m3/min。 二氧化碳绝对涌出量： 0.22m3/min。 煤尘爆炸指数： 31.6%。 煤层自然倾向性：自燃。 二、煤层打钻设计 （一）钻孔注水 根据本矿的实际情况和设备情况在工作面回风顺槽进行打钻注水，采用单向长孔煤层注水方法，通过注水泵将供水管路中
3、的水注入煤层中。 1、钻孔间距 在 4201工作面回风顺 槽距离切眼 30 m 开始注水，注水孔湿润半径： 10-20m。钻孔间距： 20m。钻孔深度：钻孔深度为 180m。 2、钻孔个数 在 4201回风顺槽切眼至停采线走向长度为 960米 钻孔个数：（ 960 30） /20=48 （个） 3、钻孔直径 该工作面钻孔终孔直径为 94mm。 5、钻孔位置 及倾角4 4102运输顺槽(540m)4102综采工作面(210m)4#煤一采区轨道大巷4#煤一采区运输大巷4#煤一采区回风大巷运料斜巷41 02 工作面煤层注水钻孔布置图钻孔位置平面图 钻孔倾角计算： a arcsin（ h/Lg） （
4、1） 式中： a 钻孔倾角，度。 h 两顺槽位置标高高差，取 5m。 Lg 工作面倾斜长度； 210m。 a= 1.4（负号表示下倾） （二）注水设备及工具 设计选择 ZDY2000S 型全液压钻机。配套钻杆直径为 63.5mm，每节钻杆长度 1.5m 的钻探钻杆，钻头为三翼合金钻头及金刚石钻头、 KBZ-100/150煤层注水泵（压力 16 MPa，流量 4.5 m3/h） ZF 型橡胶封孔器、地质罗盘仪、米尺。 1、封孔方法 采用 ZF 型橡胶封孔器。 ZF 型橡胶封孔器由进水接头、膨胀软管 (耐液体的合成橡胶内胶层、外胶层及钢丝增强层 )、节流喷嘴组成 . 橡胶封孔器是利用膨胀胶管作为密
5、封件的封孔装置。水泵排出的压力水经过橡胶封孔器端头的节流喷嘴流出，由于节流喷嘴直径很小，当一定流量的水通过时便在喷嘴处形成压力差，使得胶管内的压力升高，促使胶管长度变短，直径膨胀变大，直到与钻孔的孔壁完全贴紧为止，当压力差达到一定数值时，就实现了封住钻孔的目的。橡胶封孔器结构示意如下图所示： 5 2、使用方法 （ 1）应根据钻孔直径正确选择相应型号的橡胶封孔器，要求封孔段的钻孔壁直、光滑、洁净，在安放封孔器前应尽量用水或压风将封孔段内的煤粉排除干净。 （ 2）使用时必须将封孔器完全插入煤层钻孔内，深度以 1米为 最佳。 （ 3）往钻孔内送进封孔器时应严格按照规定的允许工作压力使用，防止封孔器破
6、裂或造成严重事故。 （ 4）橡胶注水封孔器要与封孔孔径相匹配，否则将造成封孔器过早损坏。 3、注水参数：注水方式采用利用注水泵注水，注水压力 2.5MPa，要求每个钻孔的注水量根据煤层原始水份来确定，注水后煤层水份增加应在 1.5以上，如果原始水份大于 4可不注水。 三、煤层注水设计 （一）注水系统 （二）注水量计算 4201回风顺槽范围内单孔注水量 Q=K M Lj L （ 2） 式中： Q 单孔注水量， m3。 K 钻孔前方煤体湿润系数， 1.1 1.3；本工作面取 1.2。 M 开采厚度， m；取 1.9m。 Lj 钻孔间距， m；取 20m。 L 钻孔长度， m；取 180m。 煤的密
7、度， t/ m3；取 1.42t/m3。 吨煤注水量， m3/t；取 0.02 m3/t。 将相关参数代入上式得： 单孔注水量： Q 1.2 1.9 20 180 1.42 0.02 233.1m3 本工作面注水流量控制在 2.5 m3/h。 （三）注水时间 T Q/q （ 3） 式中： T 注水时间， h； 6 q 单孔注水流量， 2.5m3/h。 将相关参数代入式（ 3）得单孔注水时间为： 在回风顺槽范围内单孔注水时间 T 233.1/2.5 93.2h （注：如果在实际注水时，注水流量达不到注水要求，则注水时间要延长）。 回风顺槽同时 注水钻孔数量 n T U/（ 24 Lj ） (4)
8、 式中： n 同时注水钻孔数量。 T 单孔注水时间 ,93.2h。 U 工作面日推进度， m/d；本工作面取 4.8m/d。 Lj 钻孔间距 ,20m。 将相关参数代入式（ 4）中，得同时注水钻孔数量 n 为 0.93，取 1个，（注：如果在实际注水时，注水流量和注水时间变化，同时注水钻孔数应适当增加）。 （四）注水超前工作面的距离 L T U /24 Lt （ 5） 式中 ： L 注水超前工作面的距离， m。 Lt 停止注水时钻孔距离工作面的距离，应为 8 20m，根据现场情况及推采进度，本工作面取 20m。 将相关参数代入式（ 5）得注水超前工作面的距离为： 在回风顺槽范围内： L 93.
9、2 4.8/24+20 38.6m，取 40m （五）注水方法 封孔后，按照设计连接注水系统。 开动注水泵对煤层进行注水。 当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁有水渗出时，可以结束或暂停对该组钻孔的注水。 四、安全技术措施 （一）使用钻机打钻、注水安全技术措施 1、钻机、注水泵到位后，首先检查清理现场，钻机周围无杂物，上顶插背严实，钻机支架稳定，钻机各联接部位螺丝紧固好。开工前要做好安全确认工作，并挂牌。 2、试运转 5分钟，确认钻机正常后，方可开工。启动电机，钻工要发出信号，互叫互应，严禁随意开关电机。 3、钻前必须做好如下工作： （ 1）启动设备前应先了解周围的操作环境，清除工作区内的障碍物件
10、。 （ 2）检查使用 的钻头是否锐利无损，若有损坏严重要及时更换，否则严禁开钻。 （ 3）检查钻机及附件是否齐全，螺丝是否紧固，主机稳装是否牢固，转动部分油量是否充足，如发现故障必须及时进行处理，机电维护必须检查开关是否有问题，按钮是否灵敏可靠，发现问题应及时进行处理，处理好后再使用。 （ 4）检查钻杆丝扣有无损坏，钻杆是否弯曲，加接钻杆的工具是否齐全，有问题处理好后再开工。 （ 5）开钻前要先卸掉钻杆进行试运转，确认正常后，方可装上钻杆、钻头、接通水源，无水或钻机有异响时，不得开钻。 （ 6）检查各高压油管与液压系统连接是否稳固，接驳 是否使用专用销子，发7 现问题立即处理，否则严禁开钻。
11、4、坚持无水不开机。 5、打钻工作人员精神集中、扎紧袖口、严禁带手套作业。 6、钻进时钻工要精神集中，不许离开岗位，不许从事与打钻无关的工作，注意观察进尺速度，回水状况。 7、钻进时发现有异响，要及时处理，严禁遇阻力强行钻进，发现不回水要立即停机查明原因。 8、钻机开动后，严禁用手摸转动部件和旋转的钻杆，运转时严禁进行部件的撤除和修理，需要维修时，必须关闭液压系统后再进行处理。 9、发生卡钻事故时，本班没处理好要及时如实汇报，重大问题要向调度室汇报。 10、打钻时遇有生产单位运料时必须严格执行“打钻不行车，行车不打钻”的规定。 11、打钻完毕后一切工具码放整齐，不可以随意乱扔，清理现场，上井后
12、填好进尺记录。 12、配电、移动开关电源时，停电要与其所属生产单位联系好，并由专业电工按章操作。 13、注水前将注水管用铁丝固定在巷帮梯子梁上，以防封孔器窜出伤人。 14、封孔器必须连接截止阀，只有封孔器卸压后，方能抽出，卸压时，卸压水口严禁对准人员。 15 打钻地点回风侧悬挂瓦斯便携式报警仪，随时观察瓦斯情况，钻机也必须包含在瓦斯电闭锁范围内，当瓦斯浓度达到断电限值时， 钻机也必须断电。 16、注水前，必须检查各连接件连接是否牢靠，高压胶管与闸阀必须用专用U型卡子连接。 17、注水时，必须有专人巡视注水钻孔附近 5 米范围的煤壁裂隙，发现有透水预兆时，及时关闭钻孔注水阀门，并向值班调度汇报。
13、注水时，如有瓦斯涌出时，必须及时停止注水。 18、注水人员严禁正对注水孔，注水钻孔附近 20m 范围内严禁有闲杂人员，严禁进行与注水无关的工作。 （二）使用注水泵安全技术措施 1、工作面自回采前，每天利用注水泵向钻孔内注水。 2、注水泵放在平稳处，运输时注意保管好泵体，压力表、流量表。 3、各个 管路接头连接牢固可靠，操作设备时带好劳动保护用品，注意不要被高压液体射伤眼睛。 4、操作人员在注水时，要先观察现场有无冒落、片帮危险，后路是否畅通，确认无误后才可以开工。 5、注水泵漏油、滴液时要及时查找原因，进行处理。 6、泵站司机不许离开岗位，要精神集中。 7、规定每月对注水泵检查一次，及时更换易损部件。 8、开关要垂直摆放、稳固、牢靠，注水结束后，开关把手打到零位并闭锁。 五、没有学习本措施的人员一律不许参加此项施工。 六、每日工作报表必须及时上交，发现问题及时汇报。 七、其它未尽事宜严格按煤矿安全 规程及有关规定执行。 8 通风 部 安全技术措施贯彻签名表 名称： 日 期 年 月 日 点 班 点班 贯彻人： 在册： 应贯： 实贯： 补贯： 其他： 参加人 本人签名 参加人 本人签名 参加人 本人签名 补贯人员 签名 补贯日期 补贯人员 签名 补贯日期 补贯人员 签名 补贯日期
