3013综采工作面煤层注水设计
一、煤层注水设计依据
为了降低回采工作面煤尘、设计对3013综采放顶煤工作面进行煤层注水。
3103综采放顶煤工作面，布臵在3号煤层（802）水平一采区内，地面相对位臵为许家村北，地表为山地，有部分被黄土覆盖，无建筑物。井下相对位臵为：南面为胶带运输大巷、轨道运输大巷、总回风大巷，东面为3102采空区，北面为南阳煤矿井田，西面为3104回风顺槽掘进工作面。
工作面设计长度为900米，宽150米，通风方式采用一进一回U型全风压独立通风。工作面采用割煤机割煤、装煤并采用桥式转载机配合可伸缩式带式输送机运煤，回风顺槽采用无极绳绞车作辅助运输。工作面支护方式采用支撑掩护式尾部放顶煤支架支护作业空间，两顺槽端头采用端头支架与过度支架进行支护，超前支护采用单体液压支柱支护。
3103综采放顶煤工作面煤层外观呈黑色，金属光泽，节理发育，断面平整，细条带或块状或层状构造。煤层中夹有层状或透镜状的黄铁矿，煤的硬度2度左右。3号煤层的原煤水分为0.34%-2.10%，平均1.53%。
二、注水工艺、参数及设备
1、注水方式选择
根据采区巷道布臵和采煤方法，结合3号煤层特征，回采工作面煤层注水选用本煤层下行长孔注水方式，即在回采工作面回风顺槽超前工作面推进度一个月，垂直煤壁打长钻孔的注水方式。
2、注水参数的确定
根据3号煤层节理发育情况、工作面长度、注水钻机能力，确定单向钻孔长度为85米。钻机选用MYZ-200、22Kw钻机，钻孔直径65mm，钻孔间距20m，钻孔平行于回采工作面布臵，钻孔倾角与煤层倾角基本一致。
3、封孔方式的选择及封孔深度的确定
封孔方式分为水泥砂浆封孔和封孔器封孔两种，参照邻近矿井煤层注水
的参数，设计封孔深度暂按5m考虑，待矿井投产后，再根据生产实践进行调整。
4、注水系统的选择
注水系统选用动压注水系统，移动式水泵单孔注水方式。
系统主要由注水泵、给水管、水桶、胶管、压力表、水表、截止阀、安全阀、封孔器组成。注水泵流量6m³/h，压力1.962Mpa，电机功率30kw。供水水源引自井下消防洒水管网。
5、注水的压力、速度、单孔注水量、时间的确定
（1）注水压力
注水采用中亚注水，注水压力暂按1.5-3.0Mpa考虑。生产中可根据煤层的透水性情况，由注水泵站调整注水压力。
（2）单孔注水量
钻孔注水量按下列计算:
Q=BLMV（W1-W2）K
式中:
Q---一个钻孔注水量，m³;
B--孔间距，14m
L--工作面长度，140m:
M--煤层厚度，5.63m：
V--煤容重1.4t/m³
W1--注水后要求达到的水分取4%
W2--煤层原有水分1.53%
K--水的漏失和注水不均匀系数取1.5
则Q=14×85×5.63×1.40×（4%-1.53%）×1.5
=572.4m³
（3）矿井日注水量
矿井日注水量按以下公式计算;
Q日=K1G（W1-W2）
Q日--矿井日注水量，m³/d:
K1--注水系数取1.5;
G--计划注水回采工作面日产量3546t/d
则Q日=1.5×3546×（4%-1.53%）=131.4m³
（4）注水流量（或注水速度）与注水时间
注水流量与注水压力直接相关，由于注水压力暂无法确定，故注水流量也无法计算，建议在矿井技改投产后取得实测值。
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层壁出现无效的出汗渗水，注水时间通常为7-10天。
6、注水设备及仪器
煤层注水配套装备表
序号名称型号单位数量备注
1 煤层注水钻机MYZ-200 台 2
2 煤层注水泵5D-2/150 台 2
3 夹布压力胶管与泵配套m 2
4 冷拨无缝钢管与泵配套m 1
5 高压钢丝编织胶管与泵配套m 1
6 快速接头K型个 2
7 安全阀单向阀个 1
8 内螺绞升降止回阀H41H-160 个 1
9 弹簧式压力表个 1
10 叶轮式湿式水表个 1
11 高压注水水表DC—4.5/200 个 2
12 等量分流器DF-3 个 5
13 高压闸阀J13H-160III 个 5
14 钢制三通K型个 5
15 便携式快速水分测WM-B 台 1
16 移动储水箱3-5m³辆 1
7、煤层注水水源
煤层注水水源取自井下消防洒水系统。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。
通风科
二O一四年
