MT501996长钻孔煤层注水方法

. 长钻孔煤层注水方法长钻孔煤层注水方法 MT 501MT 50119961996 中华人民共和国煤炭工业部中华人民共和国煤炭工业部 1996199603031313 批准批准 1996 199608080101 实施实施 1 1主题内容与适用范围主题内容与适用范围 本标准规定了长钻孔煤层注水的工艺、设备及参数。 本标准适用于煤矿井下长壁采煤工作面长钻孔煤层注水。 2 2术语术语 2．1长钻孔煤层注水 在长壁采煤工作面进回风巷或者只在进风巷或回风巷沿煤层打钻孔， 且通过钻孔并利用 水的压力将水注入煤层中，使煤体得到湿润。 2．2静压注水 通过钻孔并利用供水管道中水的静压力将水注入煤层中。 2．3动压注水 通过钻孔并利用注水泵提供的动压力将水注入煤层中。 3 3钻孔钻孔 3．1设备及器材 a．钻机符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；钻孔深度大于 50m；开孔直 径 45～90mm；钻孔倾角90。 b．钻杆直径为 34～42mm 的钻杆或直径在 50～85mm 的螺旋叶片钻杆。 c．钻头适应岩性 f4。 d．地质罗盘仪磁针转动前后所指示之读数误差不大于0．5，测角器的读数误差 不大于 0．5。 e．辅助排粉设备符合煤矿井下防爆要求，具有煤矿安全标志；工作压力不小于 2．0MPa；流量不小于 75L／min。 3．2布置方式及参数 3．2．1布置方式 分为单向、双向及扇形三种钻孔布置方式，如图1 所示。 . . 图图 1 1钻孔布置方式钻孔布置方式 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  arcsin h 1 lg 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； . .  m  aarctg 2M 2 2 l g 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 4封孔封孔 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110．4～0．5。 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 5注水注水 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 3 流量 1．5～4．5m ／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； 3 d．注水表流量 2．0～4．5m ／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。 图图 2 2动压注水系统动压注水系统 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。 . . 图图 3 3静压注水系统静压注水系统 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 1.2 1.5P W  P  P r 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 3 应为 0．02～0．04m ／t。 5．3．3单孔注水量 Q  k M l j l4 式中Q单孔注水量，m ； 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； 3 ρ 煤的密度，t／m ； 3 δ 吨煤注水量，m ／t。 5．3．4单孔注水流量 3 动压注水时应为 0．3～2．0m ／h，静压注水时可不控制单孔注水流量。 5．3．5注水时间 3 T  Q 5 q 式中T注水时间，h； 3 q单孔注水流量，m ／h。 5．3．6同时注水钻孔数量 n  Tv 6 24l j 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 l c  Tv l t