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 501——19961996 中华人民共和国煤炭工业部中华人民共和国煤炭工业部 19961996——0303——1313 批准批准 1996 1996——0808——0101 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 2(M 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)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 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 ~1.5)P 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 …