煤矿工作面煤层注水设计.doc

XXXX煤矿
XXXXX综采工作面煤层注水设计
编制单位：通风区
编 制 人:
编制日期：
XXXXX综采工作面煤层注水设计
审 批:
XXXXX综采工作面煤层注水设计
一、工作面位置、长度、面积及四邻关系
二、施工注水孔设计
根据本工作面煤层赋存情况及煤岩层特性，以及工作面巷道的布置方式、采煤方式，并结合临近工作面的实际经验，决定采用在工作面回风和胶带顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水方式。
注水孔参数确定：
a钻孔孔长计算
钻孔长度可根据工作面长度和煤层倾角而确定.
双向注水钻孔长度根据公式 L=L1/2-（15～20) 计算，本设计工作面长度为240m，
则L=240/2-15=105m
L—钻孔长度，
L1—工作面长度
b钻孔间距
B=2。5R=5h
式中：B-—钻孔间距，m；
R——湿润半径，m；
h-—巷道净高(注水工作面、回风巷)，3。20m；
则B=5×3。29=16。45m
为了增强注水效果将注水孔间距缩短至12m。
c 钻孔距底板高度选择
根据工作面施工注水钻孔的经验，选取钻孔距底板1m的位置布置钻孔.（如下图)
12m
12m
12m
12m

105m
XXXXX综采工作面
XXXXX回风顺槽

12m
12m

12m
12m
55m
50m

XXXXX皮带顺槽

XXXXX回风顺槽

3.2m
5#
4#
3#
2#
1#

1.5m

12m
12m
12m
12m

d 钻孔角度选择
根据本工作面煤层赋存情况，要求钻孔角度为3度仰角，以便使钻孔始终保持在煤层中。
e 施工注水孔设备的选择
选用ZDY-660煤矿用全液压坑道钻机，该钻机主要是使用硬质合金，金刚石复合片回转钻进，可用于煤矿、有色金属、水电建筑、市政工程、核工业、地质、部队工兵建设等系统的地质勘探、瓦斯探排、探水、排水、注水、锚固等钻孔施工。特别适用近水平钻孔和巷道钻孔.
ZDY—660钻机的主要技术参数
序号
名称
单位
数值
1
钻孔深度
m
150/100
2
钻杆直径
mm
42/50
3
开孔直径
mm
110
4
终孔直径
mm
75
5
钻孔倾角
度
±90
6
主轴通孔直径
mm
55
与其配套选用直径为42mm的钻杆，钻头直径为65mm的钻头打钻孔。
三、注水设计
a 注水方式选择
根据工作面巷道布置和采煤方法，结合煤层特征,本工作面煤层注水选用双向长钻孔注水方式,即在综采面顺槽超前工作面推进50——100m 垂直煤壁，打长钻孔注水的注水方式。
b注水压力的确定
煤层注水压力主要取决于煤的透水性。而煤层的埋藏深度、支撑压力状态、煤层裂隙及孔隙发育程度，煤的硬度和炭化程度等，对注水压力的大小也有一定影响，按一般情况分析,取煤层注水压力1。5 MPa。
c单孔注水量的确定(按水分增加值）
Q=BLMγ（W1-W2)K
式中:Q——一个钻孔注水量，m3
B——孔间距，m； 取12m
L——工作面长度，m;取240 m
M—-煤层平均厚度，m；取3.29m
γ——煤容重，t/m3；取1。35 t/ m3
W1——注水后要求达到的水分，％；一般取4％
W2-—煤层原有水分，%；取1。5％
K——考虑围岩吸收水分、水的漏失和注水不均匀系数；取1。6
Q=12×240×3.29×1。35×(4％-1.5%）×1。6=512 m3
d注水时间
注水时间为钻孔开始注水至煤体全面湿润为止，注水煤体全面湿润的标志为湿润范围内煤壁出现均匀的“出汗"渗水。注水时间通常为7～10d。
e矿井日需注水量(按水分增加值）
QH=K1G（W1-W2）
式中：QH—-矿井日注水量,m3/d;
G—-矿井计划注水工作面日产量,t/d；取7000 t/d
K1—-注水系数;取1。6
W1——注水后要求达到的水分，％；一般取4%
W2——煤层原有水分，％；取1.5%
QH=1。6×7000×（4%—1.5%)=280 m3/d
f注水系统的选择
注水系统分为静压注水系统和动压注水系统两类，鉴于本矿井煤层注水钻孔较长、注水压力较大，设计选用动压注水系统。
g注水设备选择
XXXXX皮带顺槽选用7BG-4。5/160煤层注水泵,其技术参数如下：
序号
项目
技术参数
1
额定排出压力（MP)
16
2
流量（m3/h）
4。5
3
电机型号
YBKZ225M—6
4
电机功率KW
30
5
润滑部位
传动系统
6
润滑剂牌号
N32机械油
7
润滑方式
侵浴式
8
冷却方式
螺旋管冷却
9
外形尺寸
1700×950×520
10
整机质量
668
XXXXX回风顺槽选用利用D(DG)12-25＊10加压泵，其技术参数如下:
序号
项目
技术参数
1
转速（r/min）
2950
2
流量（m3/h)
12
3
单级扬程（米)
25
4
电机功率KW
22
h封孔方式的选择及封孔长度的确定
根据确定的注水方式和煤层特征，设计选用1。2米封孔器进行封孔.
i煤层注水泵安装位置及水源
煤层注水水源取自井下消防洒水系统。
顺槽注水泵安装在顺槽内，从综采面顺槽给水管网中接水管至注水泵站，将水注入储水箱中，注水泵从储水箱中吸水加压向煤层注水.
j 劳动组织
结合我矿XXXXX综采工作面的现状，采用7BG—4。5/160注水泵24小时从顺槽煤壁向工作面煤体注水，同时注水孔数量为4个。
h预计效果
预计采用设计方法后，XXXXX综采工作面的煤层含水量达4%。