(MT501—1996)長鉆孔煤層注水方法

?(MT501—1996)長鉆孔煤層注水方法

1主題內(nèi)容與適用范圍

本標準規(guī)定了長鉆孔煤層注水的工藝、設備及參數(shù)。

本標準適用于煤礦井下長壁采煤工作面長鉆孔煤層注水。

2術語

2.1長鉆孔煤層注水

在長壁采煤工作面進回風巷或者只在進風巷或回風巷沿煤層打鉆孔，且通過鉆孔并利用水的壓力將水注入煤層中，使煤體得到濕潤。

通過鉆孔并利用供水管道中水的靜壓力將水注入煤層中。

2.3動壓注水

通過鉆孔并利用注水泵提供的動壓力將水注入煤層中。

3鉆孔

3.1設備及器材

50m;開孔

a.鉆機：符合煤礦井下防爆要求，具有煤礦安全標志；鉆孔深度大于直徑45?90mm;鉆孔傾角均0°

鉆桿：直徑為34?42mm的鉆桿或直徑在50?85mm的螺旋葉片鉆桿。

C.

鉆頭：適應巖性f>4。

d.

差不大于

地質(zhì)羅盤儀：磁針轉(zhuǎn)動前后所指示之讀數(shù)誤差不大于

0.5°

0.5°測角器的讀數(shù)誤

e.

輔助排粉設備：符合煤礦井下防爆要求，具有煤礦安全標志；工作壓力不小于

2.0MPa；流量不小于75L/min。

3．2布置方式及參數(shù)

3．2．1布置方式

分為單向、雙向及扇形三種鉆孔布置方式，如圖

1所示。

圖1鉆孔布置方式

1—鉆孔；2—進風巷；3—回風巷；4—下部孔；5—上部孔

3．2．2參數(shù)

3．2．2．1鉆孔間距

應為10?25m。當采用扇形鉆孔布置方式時，上部孔與下部孔間距應為

1?3m。

3．2．2．2鉆孔傾角

a．單向及雙向鉆孔傾角按式 (1)確定：

(1)

式中：a——占孔傾角，(°；

h——鉆孔位置進回風巷對應點的高差， m；

lg——鉆孔位置對應工作面長度，

m。

b．扇形鉆孔傾角下部孔按式(1)確定，上部孔按式(2)確定；

(2)

式中：m——扇形鉆孔上部孔傾角，(°)

M——煤層厚度，m；

土——上向孔取“+，”下向孔取 “-”。

3．2．2．3鉆孔直徑

鉆孔直徑應為

50?90mm。

3，2．2．4鉆孔長度

單向鉆孔長度應比工作面長度短 20?40m;雙向鉆孔長度應比1/2工作面長度短5?8m；扇形鉆孔長度上部孔按雙向鉆孔長度確定，下部孔按單向鉆孔長度確定。

3．3鉆孔施工

a.采用地質(zhì)羅盤儀確定鉆機鉆進的方位和傾角;

b.鉆孔排粉方式：直接采用井下防塵管道供水排粉;當供水壓力小于 2MPa時，

應采用輔助排粉設備;對松軟煤層可采用井下壓風排粉，但必須采取孔口捕塵措施;

c．

接上鉆桿及鉆頭，開動鉆機進行鉆孔作業(yè)。

封孔

4．

1封孔方法

4．

1．1水泥砂漿封孔

4．

1．1．1設備及器材

a．

水泥砂漿封孔泵：符合煤礦井下防爆要求，具有煤礦安全標志;工作壓力0.8?

1.0MPa；流量7?10L/min;

b．

注水管：塑料管及鋼管，公稱直徑 20?30mm，壁厚2.5?5.0mm;

c．

棉紗；

d．

水泥：＞425#近水平鉆孔應采用膨脹水泥;

e．

砂子：粒徑＜2mm

4．

1．1．2水泥砂漿配比

質(zhì)量比為（水泥：砂：水）1：1：（0．4?0．5）。

4．1．1．3封孔步驟

a.將注水管（孔內(nèi)應采用塑料管，孔口采用鋼管 ）前端捆扎少許棉紗，送入鉆孔設

計位置并使棉紗與鉆孔孔壁貼緊;

b．

將封孔泵出口軟管插入鉆孔30?40cm,并用棉紗將孔口塞緊;

c．

按用量和配比制備水泥砂漿；

d．

管,用棉紗將孔口塞緊。

將水泥砂漿倒入封孔泵料斗中，開動封孔泵將其連續(xù)送入鉆孔，結(jié)束后取出軟

4．

1．2封孔器封孔

4．

1．2．1

器材

a．

封孔器：

外徑40?90mm，長度500?2500mm，注水壓力10?15MPa;

b．

注水管：

鋼管，公稱直徑20?30mm，壁厚2.5?5.0mm。

4．

1．2．2

封孔步驟

a．

選擇比鉆孔直徑小6?12mm的封孔器；

b．

將封孔器送入鉆孔，接上注水管再推入鉆孔設計位置；

c．

利用注水壓力或機械力等使封孔器膨脹封住鉆孔。

4．

2封孔深度

應超過巷邦煤體的破碎帶，深度應為

6?20m。

5注水

5．1

設備及器材

a.

額定流量

注水泵：符合煤礦井下防爆要求,具有煤礦安全標志；工作壓力

1.5?4.5m3／h；

8?16MPa，

b．

分流器：

工作壓力0?15MPa,分流誤差±15%;

c．

單向閥：

直通式，開啟壓力 <0.04MPa,額定壓力>16MPa流量>80/min;

d.

注水表：

流量2.0?4.5m3/h,額定壓力>16MPa

e.

壓力表：

量程0?40MPa,精度1.5級；量程0?16MPa,精度1.5級;

f．

閥門：高壓閥門，耐壓>i6MPa普通閥門，耐壓

6．3MPa；

g．

鋼絲編織高壓膠管：選用規(guī)格見附錄 A；

h．

管路接頭：采用快速接頭，尺寸符合本標準附錄

B的規(guī)定；

i．

供水桶：容量0.2?0.5m3。

5.

2注水系統(tǒng)

5.

2.1動壓注水系統(tǒng)

鋼絲編織高壓膠管等組

主要由注水泵、分流器、注水表、單向閥、閥門、壓力表、成，如圖2所示。

圖2動壓注水系統(tǒng)

1—注水管；2—水泥砂漿；3—壓力表；4—鋼絲編織高壓膠管及接頭；5—閥門；6—分流器；7—單向閥；8—注水表；9—注水泵；10—供水桶

3所示。

5.2.2靜壓注水系統(tǒng)

主要由注水表、壓力表、閥門、鋼絲編織高壓膠管組成，如圖

圖3靜壓注水系統(tǒng)

1—鋼絲編織高壓膠管；2—接頭；3—閥門；4—注水表；5—封孔器；6—注水管；

7—壓力表

5.3注水參數(shù)

5.3.1注水壓力

(3)

式中：P——注水壓力，MPa；

Pw――煤層中瓦斯壓力，MPa;

Pr——上覆巖層壓力，

MPa。

5.3.2噸煤注水量

應為0.02?0.04m3/1。

5．3．3單孔注水量

(4)

式中：Q——單孔注水量，m3；

k――鉆孔前方煤體濕潤系數(shù)，1.1?1.3;

lj——鉆孔間距，m；

I——鉆孔長度，m;

P——煤的密度，t/m3;

5——噸煤注水量，m3/to

5．3．4單孔注水流量

動壓注水時應為0．3?2．0m3/h，

靜壓注水時可不控制單孔注水流量。

5．3．5注水時間

(5)

式中：T——注水時間，h；

q——單孔注水流量，

m3/h。

5．3．6同時注水鉆孔數(shù)量

(6)

式中：n——同時注水的鉆孔數(shù)量;

v――工作面日推進度,

m/d。

5．3．7注水超前工作面距離

(7)

式中：Ic――注水超前工作面距離， m;

It――停止注水時鉆孔距工作面的距離，應為

8?20m。

4注水方法

a.

封孔后（水泥砂漿封孔應滯后1?2d），按照設計連接注水系統(tǒng);

開動注水泵進行動壓注水或開啟供水閥門進行靜壓注水;

c.

當注水達到設計要求或鉆孔周圍煤壁有水滲出時，可結(jié)束或暫停對該鉆孔或該組鉆