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1、煤层注水措施一、四邻关系东为实煤体，南为50102工作面回风顺槽，西为501采区上山，北为矿界保护煤柱，邻近巷道对本工作面掘进无影响。二、顶板情况工作面顶板为泥岩，厚度约5.50m，抗压强度49.60MPa52.4MPa，平均为51.30MPa，抗拉强度1.70MPa1.80MPa，平均为1.70 MPa，属坚硬岩石三、底板情况底板泥岩为主抗压强度23.20MPa29.60MPa，平均为25.90MPa，抗拉强度0.80MPa0.90MPa，平均为0.80MPa。井田南部扩区部分顶板以泥岩为主，底板大多属中硬岩石。四、地质构造情况 该工作面为一单斜构造，地层走向90，倾向180，倾角610，平
2、均倾角7最高点位于工作面的回风顺槽，煤层底板标高1516m，最低点位于工作面运输顺槽，煤层底板标高为1483m，相对高差33m。五、水文地质 井田内奥灰岩溶水位标高为+1287.78m，本工作面开采标高+1483m，远大于1287.78 m，奥灰水对本工作面的开采无影响。工作面北部与西部有古空区，经过地面物探基本圈定古空区范围，按煤矿安全规程规定留设防水保安煤柱。六、巷道断面及支护形式回风顺槽断面形状为矩形，断面规格4.5m*3.0m。运输顺槽断面形状为矩形，断面规格4.0m*3.0m。切眼断面断面形状为矩形，断面规格7.0m*3.0m。七、顶板支护巷道顶部采用锚网支护，锚杆为20*2200m
3、m的高强锚杆，每根高强锚杆使用1卷MSK2335型（里侧）和1卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力120KN,使用LDZ-200型锚杆拉力计（额定压力60Mpa,额定张拉力210KN）测试时，压力表读数达到35 Mpa，扭矩不小于200N不小于。锚杆间排距为800*800mm，锚杆托盘为100*100*8mm的铁托盘。钢带选用3.6m长的BHW-220-2.75型钢带，钢带排距为800mm，配120*240*8mm的W托盘，网为1*2m的平焊网，平焊网搭接长度不小于100mm，用双股14#铁丝绑扎，绑扎间距不大于300mm，平焊网必须铺设到巷道两边，竖直向下露头不小于100mm，与两帮
4、双抗网连接，不得漏顶。顶板除正常的锚网带支护外，沿巷道中心线布置一排单锚索，锚索间距为2400mm，单锚索托盘采用250*250*20mm钢板（于中心钻20mm的孔），锚索规格为18.9*8000mm，所有锚索使用长度均不低于7500mm。锚索孔深度7500mm，每根锚索用3卷MSK2335型（里侧）和2卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，顶紧力150KN，使用MQ19-200/40型手动锚索张拉机具（额定压力40Mpa，额定张拉力200KN）张拉至预紧力时，压力表读数达到30Mpa,截锚索用专用锚索截具，保证外漏长度50mm-100mm。当顶板破碎时，可使用锚索梁加强支护，锚索梁沿巷道走向在巷
5、道中心线两侧各700mm布置两排锚索梁，一梁三索，锚索梁成三花布置，锚索梁选用300m长的29U型钢索梁，锚索梁梁端距为1000mm，顶板完整时，锚索滞后工作面的最大距离为10m，顶板破碎时，锚索梁紧跟工作面迎头。八、帮部支护该巷道帮部采用锚网支护，锚杆选用18*2200mm高强锚杆，锚杆间排距为800*800mm，锚杆钜型布置，从顶板向下300mm开始起锚，每根锚杆使用1卷MSK2335(里侧)和1卷MSZ2335型（外侧）锚固剂，设计锚固力100KN，使用LDZ-200型锚杆拉力计（额定压力60Mpa，额定张拉力120KN）测试时，压力表读数达到29Mpa。使用扭矩扳手测18*2200mm
6、型高强锚杆时，扭紧力矩读数不小于150N.M。从煤帮向外依次采用4*1.4m的双抗网、1*2m的平焊网、400*200*50mm木托盘（中心钻22mm的孔）及150*150*8mm的铁托盘（中心钻22mm的孔）支护。双抗网与双抗网之间、双抗网与顶板平焊网之间用尼龙绳接头处不允许连接，尼龙绳两边绳头必须打死结，且不得漏连。最下边18*2200mm高强锚杆到底板的高度不超过400mm，当超过以上规定可滞后工作面不超过30m补打单眼18*2200mm高强锚杆并配合双抗网、平焊网、木托盘和铁托盘支护。1、煤层注水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（2010年版）第154
7、条规定，采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。根据井田开拓方案部署，投产采区为5号煤层的501采区，且5号煤层原有自然水分含量为1.49%-2.21%，平均含量为1.85%，小于4%，本设计采煤工作面配备了煤层注水设备，对5号煤层进行采前预注水。煤层注水是减少采煤工作面粉尘产量的最根本、最有效的措施。通过煤层注水一般除尘率可达60%-80%，煤层注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%-85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。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，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。2、设计依据 井田内5号煤层的颜色为黑色亮黑色，粉末略带微棕
8、色，光泽多呈沥青玻璃光泽或强玻璃光泽；断口参差状平坦状，内生裂隙不发育较发育，一般2030条/（cm）2;外生裂隙不发育。煤的结构以条带状，且以宽条带状为主，5号煤硬度普氏系数为3.5，性脆易碎，质轻，参差状段口，镜煤（或亮煤）的简易燃烧试验：易燃，发浓烟，较长火焰，微熔-易熔以及微膨，并具有弱结渣性。煤层宏观煤岩组分以亮煤为主；暗煤次之。各煤层显微煤岩特征：有机组分以镜质组最高，惰质组次之，惰性组以丝质体为主，其次为半丝质体。矿物以粘土矿物为主，另含少量黄铁矿及方解石等。、 5号煤层位于太原组下部，上距5上号煤层间距为012.95m，平均为10.43m，在5上、5号煤层合并区，上距3号煤层间
9、距为41.21m78.61m，平均为70.65m。在井田东南部，5号煤层分叉为5上和5号两个分层。煤层厚度为4.22m18.60m，平均厚度为10.98m，含0-5层夹矸，夹矸厚0.20m0.62m，结构简单复杂，属全井田稳定可采的厚煤层。顶板为灰白色中、细粒砂岩和泥岩，底板为泥岩、炭质泥岩。 （2）注水方式选择 根据本工作面的地质条件，回采工作面煤层注水选用长钻孔动压注水方式，即在50101运输顺槽超前工作面推进度1个月，垂直煤壁平行于工作面打长钻孔。 （3）注水参数的确定钻孔直径：钻机选用2NB50/1.5-2.2煤矿用泥浆泵为双缸、单作用柱塞泵，用于岩芯或煤层钻进中供给冲洗液用，冲洗液可
10、为泥浆、清水或是井下的煤水。该泵与zl系列钻机配套使用。基 本 参 数基本参数单位数值工作压力Mpa1.5排量L/min50柱塞额定往复次数次/min190（单柱塞）柱塞直径mm60柱塞行程mm50吸水管内径mm31.5排水管内径mm25容积效率%90总效率%75三角皮带轮速比1:5电机型号YBK2112M-6电机额定功率Kw2.2电机额定转速r/min940电机额定电压V660/1140外形尺寸（L*B*h）mm1054-353-645重量kg180钻孔长度：根据煤层结理裂隙发育情况、工作面长度、注水时间和注水压力、注水钻机能力，确定5号层单向钻孔长度为160m（3）钻孔间距：钻孔间距根据煤
11、层的湿润半径计算，孔深时孔距大，孔浅时孔距小。合理的钻孔间距一般通过实践来确定，根据经验一般确定为5m。（4）钻孔角度：九、回风顺槽：1、在靠近工作面20米范围内打注水孔，在距下端头10米以外至20米处布置5个注水孔.钻孔方向由上向下，2、钻孔角度：钻孔角度始终保持在煤层内。生产中根据煤层结理发育程度选择采用垂直钻孔或伪倾斜钻孔，以使结理面尽量与钻孔垂直（5）封孔深度：封孔深度一般通过试验和生产实践确定，为2.510m。设计暂按10m考虑，待矿井投产后再按实际需要进行调整。（6）封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB-
12、型水泥砂浆封孔泵，流量0.5m3/h，压力为1.0Mpa。注水系统的选择注水系统为动压注水系统，鉴于本矿井煤层注水钻孔较大，注水压力较大，注水泵型号为2NB50/1.5-2.2，注水泵排量为50L/min。压力为1.5Mpa.煤体注水后，煤体水分达到4%左右，注水效果和注水时间以实际注水效果衡量，通过快速水分测定仪进行测试。注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定（1） 注水压力 煤层注水采用动压注水。注水参数考虑煤层裂隙、层理、节理及透水性等因素，由注水泵站调整煤层注水压力。（2） 单孔注水量 1、单向钻孔注水时孔长的计算L=L1-M式中： L=钻孔长度，m； L1=工作面长度，180m；
13、M与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，20m。则： 5号煤层L50=L1-M=180-20=160m2、钻孔间距 钻孔间距可根据煤层湿润半径计算，按经验去20m。3、钻孔注水量按下列计算： Q=BLMy（W1-W2）K式中：Q一个钻孔注水量，m3；B孔间距20m;L-工作面长度，5号煤层180m;M-煤层厚度，5号煤层10.3m;y-煤容重，5号煤层1.43t/m3；W1注水后要求达到的水分取4%；W2煤层原有水分，5号煤层1.85%；K考虑围岩吸收水分，水的漏失和注水不均匀系数，取1.5。则：Q5=20*180*10.3*1.43*（4%-1.85%）*1.5=1710m34、矿井日注水量矿井
14、日注水量按下列计算：Q日=K1G(W1-W2)式中：Q日矿井日注水量m3K1注水系数，取1.5；G矿井计划注水回采工作面日产量，5号煤层为3636t/d。5号煤层：Q日=1.5*3636*（4%-1.85%）=117.3m35、注水流量（或注水速度）与注水时间 单孔注水流量按6m3/h考虑，注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤炭体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗”参水，注水时间通常为710d。6、煤层注水水源 煤层注水水源取自井下消防洒水系统，从回采工作面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，将水注入2辆移动储水箱内，每个储水箱容积为3m3，由注水泵从移动储水箱吸入加压向煤层注水。- 8 -
