MT 501—1996
中华人民共和国煤炭工业部1996—03—13批准 1996—08—01实施
1 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 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 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f>4。
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音频功放电路. 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. 将注水管足底理疗仪(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±酒精增稠剂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；
沼气汽水分离器
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
毫米波天线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
轮毂材料(补充件)
B1 快速接头的型号及标记方法：
B2 KJW系列快速接头(见图B1)的型号及尺寸应符合表B1的规定：
图B1 KJW快速接头示意图
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