MT5011996长钻孔煤层注水方法.docx
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MT5011996长钻孔煤层注水方法
MT-501-1996长钻孔煤层注水方法
图1钻孔布置方式
1—钻孔；2—进风巷；3—回风巷；4—下部孔；5—上部孔
3．2．2参数
3．2．2．1钻孔间距
应为10～25m。
当采用扇形钻孔布置方式时，上部孔与下部孔间距应为1～3m。
3．2．2．2钻孔倾角
a．单向及双向钻孔倾角按式
（1）确定：
…………………………………………
（1）
式中：
α——钻孔倾角，（°）；
h——钻孔位置进回风巷对应点的高差，m；
lg——钻孔位置对应工作面长度，m。
b．扇形钻孔倾角下部孔按式
（1）确定，上部孔按式
（2）确定；
………………………………………
（2）
式中：
m——扇形钻孔上部孔倾角，（°）
M——煤层厚度，m；
土——上向孔取“+”，下向孔取“-”。
3．2．2．3钻孔直径
钻孔直径应为50～90mm。
3，2．2．4钻孔长度
单向钻孔长度应比工作面长度短20～40m；双向钻孔长度应比1／2工作面长度短5～8m；扇形钻孔长度上部孔按双向钻孔长度确定，下部孔按单向钻孔长度确定。
3．3钻孔施工
a．采用地质罗盘仪确定钻机钻进的方位和倾角；
b．钻孔排粉方式：
直接采用井下防尘管道供水排粉；当供水压力小于2MPa时，应采用辅助排粉设备；对松软煤层可采用井下压风排粉，但必须采取孔口捕尘措施；
c．接上钻杆及钻头，开动钻机进行钻孔作业。
4封孔
4．1封孔方法
4．1．1水泥砂浆封孔
4．1．1．1设备及器材
a．水泥砂浆封孔泵：
符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；工作压力0．8～1．0MPa；流量7～10L／min；
b．注水管：
塑料管及钢管，公称直径20～30mm，壁厚2．5～5．0mm；
c．棉纱；
d．水泥：
≥425#，近水平钻孔应采用膨胀水泥；
e．砂子：
粒径≤2mm。
4．1．1．2水泥砂浆配比
质量比为（水泥：
砂：
水）1：
1：
（0．4～0．5）。
4．1．1．3封孔步骤
a．将注水管（孔内应采用塑料管，孔口采用钢管）前端捆扎少许棉纱，送入钻孔设计位置并使棉纱与钻孔孔壁贴紧；
b．将封孔泵出口软管插入钻孔30～40cm，并用棉纱将孔口塞紧；
c．按用量和配比制备水泥砂浆；
d．将水泥砂浆倒入封孔泵料斗中，开动封孔泵将其连续送入钻孔，结束后取出软管，用棉纱将孔口塞紧。
4．1．2封孔器封孔
4．1．2．1器材
a．封孔器：
外径40～90mm，长度500～2500mm，注水压力10～15MPa；
b．注水管：
钢管，公称直径20～30mm，壁厚2．5～5．0mm。
4．1．2．2封孔步骤
a．选择比钻孔直径小6～12mm的封孔器；
b．将封孔器送入钻孔，接上注水管再推入钻孔设计位置；
c．利用注水压力或机械力等使封孔器膨胀封住钻孔。
4．2封孔深度
应超过巷邦煤体的破碎带，深度应为6～20m。
5注水
5．1设备及器材
a．注水泵：
符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；工作压力8～16MPa，额定流量1．5～4．5m3／h；
b．分流器：
工作压力0～15MPa，分流误差±15％；
c．单向阀：
直通式，开启压力≤0．04MPa，额定压力≥16MPa，流量≥80L／min；
d．注水表：
流量2．0～4．5m3／h，额定压力≥16MPa；
e．压力表：
量程0～40MPa，精度1．5级；量程0～16MPa，精度1．5级；
f．阀门：
高压阀门，耐压≥16MPa；普通阀门，耐压6．3MPa；
g．钢丝编织高压胶管：
选用规格见附录A；
h．管路接头：
采用快速接头，尺寸符合本标准附录B的规定；
i．供水桶：
容量0．2～0．5m3。
5．2注水系统
5．2．1动压注水系统
主要由注水泵、分流器、注水表、单向阀、阀门、压力表、钢丝编织高压胶管等组成，如图2所示。
图2动压注水系统
1—注水管；2—水泥砂浆；3—压力表；4—钢丝编织高压胶管及接头；5—阀门；6—分流器；7—单向阀；8—注水表；9—注水泵；10—供水桶
5．2．2静压注水系统
主要由注水表、压力表、阀门、钢丝编织高压胶管组成，如图3所示。
图3静压注水系统
1—钢丝编织高压胶管；2—接头；3—阀门；4—注水表；5—封孔器；6—注水管；7—压力表
5．3注水参数
5．3．1注水压力
……………………………………………（3）
式中：
P——注水压力，MPa；
Pw——煤层中瓦斯压力，MPa；
Pr——上覆岩层压力，MPa。
5．3．2吨煤注水量
应为0．02～0．04m3／t。
5．3．3单孔注水量
……………………………………………（4）
式中：
Q——单孔注水量，m3；
k——钻孔前方煤体湿润系数，1．1～1．3；
lj——钻孔间距，m；
l——钻孔长度，m；
ρ——煤的密度，t／m3；
δ——吨煤注水量，m3／t。
5．3．4单孔注水流量
动压注水时应为0．3～2．0m3／h，静压注水时可不控制单孔注水流量。
5．3．5注水时间
……………………………………………（5）
式中：
T——注水时间，h；
q——单孔注水流量，m3／h。
5．3．6同时注水钻孔数量
……………………………………………（6）
式中：
n——同时注水的钻孔数量；
v——工作面日推进度，m／d。
5．3．7注水超前工作面距离
……………………………………………（7）
式中：
lc——注水超前工作面距离，m；
lt——停止注水时钻孔距工作面的距离，应为8～20m。
5．4注水方法
a．封孔后（水泥砂浆封孔应滞后1～2d），按照设计连接注水系统；
b．开动注水泵进行动压注水或开启供水阀门进行静压注水；
c．当注水达到设计要求或钻孔周围煤壁有水渗出时，可结束或暂停对该钻孔或该组钻孔的注水。
附录A
钢丝编织高压胶管主要技术参数及用途
（补充件）
公称内径
mm
通水流量
L／min
最大工作压力
MPa
钢丝层数
层
用途
10
≤15
15~16
1
用于多孔注水支管
13
15~30
14
1
用于多孔注水主管、支管
16
30~46
17~21
2
用于多孔注水主管
19
45~65
15~18
2
用于多孔注水主管
附录B
快速接头规格及尺寸
（补充件）
B1快速接头的型号及标记方法：
B2KJW系列快速接头（见图B1）的型号及尺寸应符合表B1的规定：
图B1KJW快速接头示意图
表B1
型号
D
（d11）
D1
（f9）
D2
（h8）
D3
（-0.2）
d
L
（+0.5）
L1
L2
L3
（+0.5）
R
C
KJW-10
18
15
11
12
7
26
2
4.5
12
4.5
0.5
KJW-13
22
18
14
16
9
26
2
4.5
12
4.5
0.5
KJW-16
25
20
16
17
12
30
2.5
5.5
14
5.5
1
KJW-19
28
24
20
20
15
31
2.5
5.5
15
5.5
1
B3KJN系列快速接头（见图B2）的型号及尺寸应符合表B2的规定：
图B2KJN快速接头示意图
表B2
型号
d
（d11）
d1
（H8）
d2
（H11）
d3
（+0.1）
L1
（-0.2）
L2
（+0.2）
L
Rn
B
A
KJN-10
14
15
18
5.5
6.7
13
28
0.03
32
16
KJN-13
17
18
22
5.5
6.7
13
28
0.03
38
20
KJN-16
19
20
25
6.8
8.2
15
33
0.03
40
22
KJN-19
23
24
28
6.8
8.2
15
33
0.05
44
26
附加说明：
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会粉尘分会归口。
本标准由煤炭科学研究总院重庆分院负责起草和解释。
本标准主要起草人秦文贵、张延松、王晋育。
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