15101综采面煤层注水设计山西凌志达煤业通风科15101综采面煤层注水设计一、设计依据按《煤矿安全规程》第一百五十四条第（二）规定：1、围岩有严重吸水膨胀性质，注水后易造成顶板垮塌或底板变形，或者地质情况复杂、顶板破坏严重，注水后影响采煤安全的煤层；2、注水后会影响采煤安全或造成劳动条件恶化的薄煤层；3、原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层；4、孔率小于４％的煤层；5、煤层很松软、破碎，打钻孔时易塌孔、难成孔的煤层；6、采用下行垮落法开采近距离煤层群或分层开采厚煤层，上层或上分层采空区采取灌水防尘措施时的下一层或下一分层。符合以上情况之一时，采煤工作面不宜采取煤层注水防尘措施，否则进行煤层注水。二、15101综采面具体情况根据勘探地质报告提供，15号煤层原煤水分为0.49－1.43%，平均0.92%，煤层直接顶板为泥岩或K2石灰岩，老顶为K2灰岩，底板为泥岩或含黄铁矿泥岩，局部为粉砂质泥岩，需进行煤层注水。15号为厚煤层，倾角平缓，15101综采面采用综采一次采全高采煤方法，煤层为近水平煤层，煤厚4.22m,其中工作面长175m，年推进度为1560m（取采面可采长度值）。三、设计15101综采面注水情况设计采用下向长孔煤层注水防尘。1、注水方式的选择煤层注水方式是指钻孔长度、位置和方向，一般分为长孔、短孔、深孔和巷道注水等四种注水方式。本设计采用长孔注水方式。注水方式采用单向钻孔布置，即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长钻孔注水，钻孔均沿煤层均匀布置，钻孔口布置在巷道中距底板1.4m处。2、注水参数的确定注水参数主要是注水钻孔的参数，即孔径、孔深、间距、倾角、1封孔长度和方式等。（1）钻孔直径：孔径大小与煤的硬度、要求的注水量、封孔技术和钻具条件有关。由于目前均采用钻机打孔，孔径为50～75mm。由于注水量较大，钻孔直径取60mm。（2）钻孔长度：钻孔长度可根据工作面长度和煤层倾角而确定，根据我国的注水经验，工作面较长，倾角平缓，厚煤层，下向注水钻孔长度根据公式：L＝L1－M式中：L—钻孔长度，m；L1—工作面长度，175m；M—与煤层透水性和钻孔方向有关的参数，上向孔M≥20m，下向孔M=1/3L1，m；经计算，钻孔长L＝117m。为了充分湿润煤体，加快注水时间，取120m。（3）钻孔间距：钻孔间距可根据煤层的湿润半径来计算，孔深时，孔距要大些；孔浅时，孔距要小些。合理的钻孔间距一般通过实践来确定。根据经验一般按10～25m考虑，本设计由于煤层厚，并采用综采，孔距取15m。（4）钻孔角度：钻孔角度原则上与煤层倾角保持一致，使钻孔始终保持在煤层内。生产中应根据煤层节理发育程度选择采用垂直钻孔还是伪倾斜钻孔，以使节理面尽量与钻孔垂直。开口位置设在煤层底板以上1.4m处，以避免钻孔下沉穿透底板岩石。（5）封孔深度：封孔深度一般通过实验和生产实践确定，为2.5～10m。设计暂按10m考虑，待矿井生产后再按生产实际进行调整。（6）封孔方式：封孔方式分为水泥封孔和封孔器封孔两种，由于本井煤较软，封孔器容易发生卡在壁内或从孔内抛出的可能。因此，设计选择简单方便的灌注水泥砂浆封孔法。3、注水系统及注水参数（1）注水系统2本矿井回采工作面推进速度较快，所以采用分组注水，即几个注水钻孔分成一组共同注水，以满足综采推进速度。注水系统分为静压注水系统和动压注水系统，根据本矿的注水孔深、注水压力大小及供水系统，设计采用动压注水系统。煤层注水水源采用井下消防洒水管路供给。动压注水系统设备如下：供水管路（接入水箱）、供水胶管、水表、水泵、压力表、三通、快速接头、高压胶管、截止阀、至煤壁钻孔。（2）注水压力注水压力一般分为低压、中压、中高压、高压和超高压，动压注水多属中压，我国的注水经验动压注水一般为4.9～19.6MPa。根据煤层埋藏深，夹矸较多的特点，本井注水应采用较高压力注水。但是，由于压力太高又容易造成煤壁跑水和窜水，因此，初定水压为7MPa，生产后可根据实际情况调节。（3）注水量①按经验公式计算钻孔注水量Q＝LBMγq＝175×15×4.22×1.45×0.033＝483m3式中：Q－一个钻孔注水量，m；L—工作面长度，m；单向钻孔注水L＝175m；B—孔间距，m；M—煤层厚度，m；3γ—煤容重，t/m；3q—吨煤注水量，一般按0.03m/t考虑。②按水分增加值计算钻孔注水量Q=LBMγ（W1-W2）K=175×15×4.22×1.45×（0.04-0.0092）×1.5=743m33式中：W1—注水后