16223煤层注水工艺技术研究mlt.docx

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1、19300平峒1162223综采采工作面面煤层注注水工艺艺技术研研究实施方案案一、项目目实施的的意义及及必要性性煤层注水水预湿煤煤体是降降低煤层层开采时时煤尘产产生量最最根本、最最有效的的防尘手手段,可可使煤体体在回采采前达到到较好的的湿润状状态，降降低煤的的产尘能能力，以以此显著著减少煤煤层开采采时的粉粉尘产生生量，这这对改善善作业场场所的劳劳动卫生生条件、保保护工人人身体健健康、防防止瓦斯斯煤尘爆爆炸将起起到重要要作用。在在综放工工作面，煤煤层注水水还能起起到软化化媒体，提提高放煤煤效率和和顶煤回回收率的的作用。同同时，煤煤层注水水也能有有效抑制制煤体氧氧化，降降低工作作面温度度，预防防或

2、降低低冲击地地压的危危害，减减少瓦斯斯的解吸吸及涌出出量，降降低工作作面的瓦瓦斯浓度度，预防防煤与瓦瓦斯突出出。可见见，煤层层注水对对保障煤煤矿安全全生产起起着非常常重要的的作用。在在当前煤煤矿安全全生产形形势依然然严峻，煤煤矿企业业贯彻落落实矿山山“安全第第一，预预防为主主，综合合治理，整整体推进进”安全生生产方针针的紧迫迫形势下下，该项项目的研研究，对对煤矿企企业科学学开展煤煤层注水水，保障障矿井安安全生产产具有极极其重要要的意义义。该项目通通过对肥肥煤公司司162223工工作面煤煤层注水水试验研研究，总总结出普普遍适合合于肥煤煤公司66号煤层层的注水水工艺技技术及装装备，对对解决肥肥煤公

3、司司162223工工作面及及肥煤公司司6号煤煤层开采采时的粉粉尘问题题具有重重要意义义。二、试验验工作面面概况162223综采采工作面面位于肥肥煤公司司19330平峒峒，现有有走向长长度6770多米米，回风风巷标高高+18770米，运输输巷标高高+18336米，工作作面长1130m，煤层层倾角为为20左右。该该工作面面开采煤煤层为66号煤，采采用走向向长壁后后退式综综采回采采工艺，煤煤层厚度度为3.2米。煤层层的基本本参数见见表1。表1 煤层的的基本参参数煤层标高（mm）透气性系系数m2/(MMPa22.d)坚固性系系数f6号+18770+183360.477190.2777023三、煤层层可

4、注性性试验按国标GGB4882-995煤煤层采样样采取方方法的的要求在在肥煤公司司162223工工作面采采样，对对采集煤煤样在实实验室进进行试样样制备，然然后对其其进行可可注性试试验。其试验内内容包括括： 孔隙率测测定。包包括煤孔孔隙率及及孔隙分分布测定定。本项项目采用用密度法法通过测测定煤的的真密度度和视密密度，计计算出煤煤的孔隙隙率；孔孔隙分布布采用压压汞法测测定。 煤原有自自然水分分测定。煤煤原有自自然水分分采用GGB/TT211119996煤煤中全水水分的测测定方法法标准准中的方方法B，即即空气干干燥法进进行测定定。 煤吸水性性测定。模模拟试验验工作面面水压，采采用自制制实验装装置进行

5、行常压吸吸水试验验与加压压吸水试试验。 添加剂溶溶液对煤煤吸水性性影响的的试验。在在水中添添加表面面活性剂剂溶液，重重复煤吸吸水性试试验。通过试验验，对取取的实验验数据进进行分析析处理，得得出不同同试验条条件下煤煤饱和水水分增量量与吸湿湿时间的的关系。这这对确定定试验煤煤层的实实际注水水工艺、预预测注水水的水分分损益具具有极其其重要的的指导意意义。四、注水水钻孔布布置方式式及参数数设计钻孔的的布置方方式钻孔的布布置方式式根据采采煤方法法、工作作面长度度、煤层层的透水水性及注注水的具具体条件件加以选选用。钻钻孔的开开孔位置置对于煤煤层的湿湿润效果果有重要要关系。此此外还要要考虑煤煤层的硬硬度和围

6、围岩性质质等，必必要时作作适当改改变。考考虑到钻钻孔倾角角对封孔孔及注水水的影响响，确定定采用在在回风巷巷平行于于工作面面顺层布布置单向向钻孔,如图11所示。B：钻孔间距分别是：5m、10m、15mB动压注水开切眼待注水孔15121工作面回风顺槽运输顺槽B图1 钻孔布置方式及参数设计示意图90m钻孔参参数(1)钻钻孔深度度单向钻孔孔注水时时，孔深深一般为为采面倾倾斜长度度的1/222/3，即即为65587m，试试验取990m.(2)钻钻孔直径径6#号煤煤层硬度度较大，不不易垮孔孔。试验验钻孔孔孔径选用用75mmm。(3)钻钻孔间距距为了找出出合理的的钻孔间间距，分分三种钻钻孔间距距试验，分分别

7、是：5m（88个孔）、10m（8个孔）、15m（8个孔）。(4)钻钻孔角度度及开孔孔高度钻孔平行行工作面面沿煤层层倾斜方方向打孔孔，开孔孔高度为为：距回回风顺槽槽底板11m1.55m。五、注水水钻孔封封孔工艺艺技术及及装备煤层注水水时，封封孔质量量的好坏坏对注水水效果的的影响极极大。通通过对具具体煤层层封孔工工艺技术术影响因因素的综综合分析析，确定定其封孔孔工艺。由由于煤层层注水对对封孔质质量及封封孔深度度的要求求较高，该该项目拟拟采用水水泥稠浆浆加膨胀胀剂作为为封孔材材料，采采用KFFB型矿矿用封孔孔泵进行行封孔，以以保证封封孔深度度和封孔孔质量。水水泥稠浆浆水灰比比为水泥泥水=110.44

8、，其密密度约为为2T/m3。封孔孔深度按按10mm考虑，并并根据实实际注水水情况予予以修正正。水泥泥稠浆类类封孔设设备及封封孔工艺艺如图22所示。棉纱水泥浆注水管注浆管棉纱图2 水泥浆封孔系统示意图六、注水水工艺技技术及参参数优化化煤层注水水工艺参参数的确确定，应应能保证证在该工工艺参数数条件下下，注水水钻孔所所承担范范围的煤煤层得到到最大可可能均匀匀、充分分的湿润润。针对1662233工作面面煤层湿湿润性及及工作面面的具体体条件，该该项目在在可注性性研究基基础上，考考虑在1162223工作作面常压压带采用用一般动动压注水水或脉冲冲动压注注水分别别进行试试验。注水系系统注水系统统由煤层层高压注

9、注水泵或或脉冲注注水泵、自自动控制制水箱、SSGS型型双功能能高压水水表，DDF-33型分流流器及截截止阀等等组成,注水系系统如图图3所示示。图3 煤层注水系统示意图1-注水钻孔；2-注水管；3-压力表；4-高压胶管；5-高压闸阀；6-分流器；7-单向阀；8-多功能水表；9-注水泵；10-自控水箱注水参参数 单孔孔注水量量Q单孔注水水量Q按按下式计计算： Q=KKLBHHq式中： Q单孔注注水量，mm3K系数数（包括括漏水及及钻孔前前方煤体体吸水），取取1.11；L钻孔孔长度，取取L=80mm；B钻孔孔间距（湿湿润煤体体的宽度度），BB=5mm,10mm,15mm；H煤层层厚度，取取底层采采高

10、H=5m；煤的的密度，=1.4t/m3;q吨煤煤注水量量，取qq=0.01mm3/t。根据钻孔孔参数分分别计算算得出的的钻孔间间距为55m、10mm、15mm时，注注水量分分别为：30.8 mm3、 611.3mm3和92.6 mm3。 单孔孔注水流流量V根据国内内外经验验，肥煤煤162223综综采工作作面煤层层孔隙率率低、透透水性差差的特点点，采取取小流量量长时间间注水方方法才能能使煤体体得到充充分湿润润。取单单孔注水水流量为为V=00.6mm3/h，通通过分流流器控制制每个钻钻孔的流流量，使使各注水水钻孔的的注水量量基本相相等。.注水水压力注水压力力反映了了钻孔的的注水阻阻力，其其影响因因

11、素较多多，主要要与煤层层的透水水性及瓦瓦斯压力力有关。为为了提高高煤层注注水的湿湿润效果果，采用用常压带带动压注注水。在在所取的的注水流流量条件件下造成成的注水水压力是是否符合合该煤层层的注水水要求，需需通过注注水实践践来确定定。一般般情况下下注水压压力应满满足以下下条件： （11.21.55）PwwPPr式中：PP注水水压力，MMpa； PPw煤层中中瓦斯压压力，MMpa； PPr上覆岩岩层压力力，Mppa。拟定煤层层注水泵泵最高压压力可达达15MMpa，能能够满足足该项目目单向长长钻孔动动压注水水的需要要。.注水水时间 T单孔注水水时间TT（小时时，h）取取决于钻钻孔单孔孔注水量量和单孔孔

12、注水流流量，按按 T=Q/VV计算.实际按每每天两班班注水，每每天注水水时间不不少于116小时时计算，得得出注水水的天数数： Tdd=T/16计算得出出该矿在在钻孔间间距为55m、10mm、15mm时的注注水时间间为：33.2天天、6.4天和和9.66天。同同时注水水的钻孔孔数量为为4个。.注水水超前工工作面的的距离 X X= Tddsxx式中：ss工作面面日推进进进度为为3.66m；x停止止注水时时钻孔距距工作面面的距离离，取770880m。计算得出出注水超超前工作作面的最最短距离离为10051115mm，实际际试验按按1200m考虑虑。七、注水水效果考考察工作面实实施煤层层注水后后，对煤煤

13、层水分分、工作作面的粉粉尘浓度度进行测测定，以以检验煤煤层注水水的效果果。此外外，通过过对煤层层注水的的其它效效果考察察，总结结出试验验煤层注注水的一一般规律律，其考考察内容容包括：注水参参数随注注水时间间的变化化规律；一般动动压和脉脉冲动压压注水效效果的比比较；封孔工工艺技术术及参数数对封孔孔质量的的影响；钻孔布布置方式式对煤层层注水参参数及效效果的影影响；煤层注注水后不不同水分分增量对对煤硬度度的影响响及对煤煤体片帮帮的影响响观察；煤层注注水对煤煤层瓦斯斯涌出量量或工作作面瓦斯斯浓度的的影响；煤层注注水对工工作面顶顶板稳定定性的影影响观察察。通过上述述效果考考察，得得出适于于试验煤煤层的注

14、注水规律律，并确确定适合合于1662233工作面面和肥煤煤公司66号煤层层的注水水工艺及及装备。八、进度度安排本项目预预计总时时间2440天，其其具体进进度安排排见附表表。九、项目目费用概概算11项目进度度安排简简图说明明1、 自项目签签订之日日起155日内，甲甲方按乙乙方的要要求采集集煤样并并将煤样样邮寄到到乙方。2、 乙方收到到甲方邮邮寄的煤煤样后，115日完完成煤样样分析和和吸水性性试验。3、 煤样分析析和吸水水性试验验完成后后20日日完成添添加剂对对吸水性性的影响响试验。4、 上述工作作完成后后10内内完善研研究方案案，包括括钻孔布布置方式式、封孔孔参数等等的完善善设计。5、 设计完善

15、善后455日内由由甲方完完成钻孔孔施工工工作和现现场材料料准备工工作，乙乙方将设设备运抵抵甲方指指定地点点。6、 乙方在甲甲方完成成上述工工作后派派人到现现场指导导封孔，220日内内完成封封孔工艺艺及参数数的试验验工作。7、 封孔工艺艺实施55日后进进行同步步分析不不同封孔孔参数对对封孔质质量的影影响。8、 封孔工作作完成后后45日日内完成成不同注注水工艺艺试验及及其分析析工作。9、 完成注水水工作后后60内内在采煤煤工作面面测定煤煤的含水水量、工工作面粉粉尘浓度度和降尘尘效率，进进行注水水效果考考察。10、 取得原始始数据后后进行数数据整理理，时间间5天。11、 最后100天完成成研究报报告，并并申请技技术鉴定定。