井底车场+850m联络巷探放水安全技术措施.docx
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井底车场+850m联络巷探放水安全技术措施
编号:
2018-zjed-604
中国石化长城能源化工(宁夏)煤业有限公司银星二号煤矿
1131002工作面轨道顺槽探防水工程施工安全技术措施
编制单位:
天地华泰银星二号项目部
编制日期:
2018年12月25日
编制人:
天地华泰审批意见
总工程师:
年月日
编制人
地测科
生产技术科
生产副经理
机电运输科
机电副经理
通风科
安全副经理
安全环保科
项目经理
银星二号煤矿审批意见
总工程师:
年月日
生产经营科
生产副矿长
机电运输科
机电副矿长
通风地测科
安全副矿长
安全环保科
矿长
1131002工作面轨道顺槽探防水工程施工安全技术措施
一、所在区域煤(岩)层赋存特征、邻区关系
1131002工作面轨道顺槽工作面位于主、副井井底,北侧为矿区主斜井,南侧为矿井水仓,下部未有井巷及采掘工程。
位于3煤底板与4煤顶板之间,3煤底板以粗粒砂岩及粉砂岩为主,4煤顶板均为粉砂岩,粉砂岩含水率4.23%,较高。
井田全部被第四系(Q)黄土所覆盖,属隐伏式煤田。
根据钻孔揭露及区域资料,井田地层由老至新依次有:
三叠系上统上田组(T3s);侏罗系中统延安组(J2y)、中统直罗组(J2z)、上统安定组(J3a);白垩系下统宜君组(K1y);古近系渐新统清水营组(E3q)和第四系(Q)。
其中1131002工作面轨道顺槽位于侏罗系延安组中,其上为直罗组砂岩段。
二、水文地质
根据银星二号煤矿井筒检查孔报告可知,本区域内共有四个含水层。
1.第四系及古近系松散层孔隙潜水含水层组(Ⅰ)
第四系松散层孔隙潜水:
全区分布,厚度1.65~14.26m,平均3.96m。
含水层分为上下两个层段,上含水段以风积沙及沙土层为主,导水性较强,一般不含水,仅地形平坦低洼处含有少量潜水。
下含水段主要为上更新统马兰组(Q3m)孔隙潜水层,岩性以亚沙土、亚粘土为主,少量砾石层,厚度6~7m;含钙质结核。
古近系含水段:
地层厚度4.95~79.60m,平均25.17m。
岩性以紫红色砂质粘土为主,局部地段夹有半固结的砂岩,底部为砂砾石层,其厚度5~9m,局部与基岩顶部风化带裂隙含水层组成一套复合含水层组,富水性强。
2.侏罗系中统直罗组裂隙孔隙承压水含水层(Ⅱ)
本含水层属干旱条件下的河流沉积物。
岩性由各粒级砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成,中上部岩性为土黄、浅灰色、浅绿带紫斑、紫红色带绿斑及紫红色、砖红色的粉砂岩、细粒砂岩为主,夹薄层长石石英中粒砂岩及泥岩,上覆古近系红色粘土层,局部与古近系底砾岩直接接触。
中部以灰绿色及灰绿带紫斑的粉砂岩、细粒砂岩为主,夹薄层中粒砂岩,富水性相对较弱。
下部岩性主要为灰绿、蓝灰、灰褐色中、粗粒砂岩,夹少量的粉砂岩和泥岩,局部含砾,分选性差,接触式胶结为主。
底部为一厚层灰白、黄褐含砾石英长石粗砂岩,俗称“七里镇”砂岩,泥质胶结、颗粒支撑,胶结程度较差,松散~较松散,斜层理较发育,局部地段裂隙发育,钻探上表现为漏孔现象,富水性较好。
根据钻孔统计资料,含水层厚度4.9~219.93m,平均厚度84.64m,其厚度变化规律表现沿积家井背斜轴部向两翼,随着地层加深,厚度逐渐增加。
含水层厚度最大处位于DF5断层以东,厚度达219.93m,积家井背斜轴部剥蚀区,含水层厚度较薄;属裂隙孔隙承压水含水层。
3.侏罗系中统延安组上段砂岩裂隙~孔隙承压含水层(Ⅲ)
主要由三角洲平原相组成,岩性以灰、灰白色粉~细粒砂岩为主,夹有砂泥岩互层,岩性较致密,钙、泥质胶结,坚硬、颗粒支撑。
含水层厚度24.93~239.82m,平均厚度133.23m,23勘探线以南,厚度一般大于100m,仅在积家井背斜轴部剥蚀外围,厚度有所减小。
该含水层为一复合含水层,各主要煤层顶板一般都有砂岩含水层,属层间孔隙裂隙承压含水层,为煤层顶板直接充水含水层。
4.侏罗系中统延安组下段砂岩裂隙~孔隙承压含水层(Ⅳ)
本含水组由三角洲平原相和河流冲积平原相组成。
含水层厚度19.40~75.93m,平均厚度45.88m,其厚度变化规律表现为;自积家井背斜轴部向两翼逐步增厚,南部大于北部。
含水层岩性以灰、深灰色中、粗砂岩为主,分选性、渗透性中等。
1131002工作面轨道顺槽所在含水层为侏罗系中统延安组上段砂岩裂隙~孔隙承压含水层(Ⅲ)
三、涌水量
1131002工作面轨道顺槽实际涌水量情况:
副井井底车场段总涌量:
14.7m³/h;主井井底车场段总涌量:
13.5m³/h;合计:
28.2m³/h。
因此,根据“比拟法”预测井底环形车场涌水量为70m³/h。
四、排水系统
1131002工作面轨道顺槽探防水工程过程中的涌水,经水沟流至井底水仓。
井底水仓由主、副两个水仓组成,两个水仓相互独立。
水仓有效容积为4650m3,水仓有效容量可容纳8h的矿井正常涌水量4402m3。
在井下主排水泵房安装5台MD450-60×8型矿用耐磨多级离心式水泵,每台水泵配YB2系列4极矿用防爆型电动机。
沿副斜井井筒敷设三趟D377环氧树脂无缝钢管作为井下主排水管路。
正常排水时两台工作,两台备用,一台检修。
同时配备两台BQ550-574/15-1400/W-S(10KV)型抗灾潜水泵,排水能力550m3/h,沿回风斜井井筒敷设一趟D426环氧树脂无缝钢管作为抗灾排水管路。
五、探放水的目的及原则
1.为了探明1131002工作面轨道顺槽顶底板含水情况,验证物探成果,重点对物探查明的低阻异常区进行探查。
2.为了有效的做好矿井灾害预防和处理工作,认真执行煤矿安全生产方针,保障矿井安全生产,维护企业财产和职工生命安全,所以必须执行探放水工作。
3.根据《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”始终是我们坚持的基本原则;防、堵、疏、排、截是我们的基本措施。
依据《银星二号煤矿首采区地面瞬变电磁法勘探及首采工作面井下物探》对1131002工作面轨道顺槽可疑区进行探放水。
六、探放水设备
1.探放水设备选择依据
GB/T13306标牌
JB/T7565.5-2004隔爆型三相异步电动机技术条件
JB/T6202YBF系列风机用隔爆型三相异步电动机技术条件
矿用MA标志
2.井下探放水设备型号及数量
井下探水设备选用“ZDY1600S型煤矿用坑道钻机”及其配套“YBK2-180L-4系列煤矿井下用隔爆型三相异步电动机”等设备。
其主要技术参数:
钻孔深度:
270m
开孔直径:
108mm
终孔直径:
75mm
钻杆直径:
50mm
钻孔倾角:
-90°~90°
钻孔方位角:
0~360°
双机架方位角可调节角度:
±30°
额定输出转速:
80/265r/min
额定输出转矩:
1600/400N·m
给进力:
91kN
起拔力:
63kN
液压系统:
刀盘正转:
14MPa
刀盘反转:
14MPa
油缸推进:
14MPa
电动机:
型号:
YBK2-180L-4
功率:
22KW
电压:
660V/1140V
齿轮泵:
型号:
CBY3063/2016
最高压力:
16MPa
理论排量:
(63/16)ml/min
液压马达:
BM-E500型
油箱容重:
100L
七、探放水位置及钻孔布置
1.探水位置及1131002工作面轨道顺槽设计参数
本次探放水工作针对1131002工作面轨道顺槽而做,主要意图为探明工作面顶板含水情况,为今后防治水工作提供相关数据与依据。
1131002工作面轨道顺槽还剩48m,为侏罗系延安组。
2.钻孔布置
①钻孔布置方法
本次探放水,共设计10个钻孔。
从巷道钻场向工作面内部呈扇形布置,钻孔方式差别布置,覆盖整个工作面,保证掘进期间的安全施工。
②钻孔排布命名方法
1131002工作面轨道顺槽钻孔布置依次命名为1字开头,第一位数字代表1号孔,后面2、3、4代表孔号,如1,即为井底环形车场第一个钻孔。
钻孔编号、参数及布置方式详见表1及附图。
(注:
根据《煤矿防治水规定》第九十八条规定中可知,当水压<1.0Mpa,钻孔超前钻距>10m时,止水套管长度应>5m;因此,止水套管长度选为8m。
)
3.钻孔参数表
1131002工作面轨道顺槽剩48m,巷道高3.97m,宽4.24m。
表11131002工作面轨道顺槽工作面面探放水钻孔参数一览表
孔号
孔径(m)
方位(°)
倾角
(°)
孔深
(m)
备注
1
75
160
11
50
每个孔安装止水套管长度8m
2
75
166
2
49
3
75
172
10
50.8
4
75
172
2.5
50
5
75
172
-6
50.3
6
75
182
11
45.8
7
75
193
2.5
40
8
75
193
-6
40.2
9
75
205
15
36.2
10
75
218
4
34
共计钻孔10个,预计总进尺446.3m;止水套管总长度80m。
八、探放水施工工艺、顺序
运输、安装钻机→根据施工位置调整角度→联系调度室、井底水仓汇报准备施工情况→施工探放水孔→安装止水套管、进行耐压试验→继续施工探放水孔→观测涌水量→汇报钻孔涌水量及施工情况
施工时严格按照探放水设计施工,按照钻孔先后顺序进行施工,施工过程中密切观测涌水量情况,出现涌水量大或钻孔内涌水量有明显增大趋势时,严禁施工下个钻孔,立即汇报调度室及生产技术科,查明原因。
九、施工前的准备工作
(一)施工前的准备工作:
1.入井前检查钻机完好情况,经试运转无问题方可入井。
2.开工前必须对钻场附近顶板情况进行检查,发现安全隐患及时处理,确保施工现场安全后方可进行其他操作。
(二)钻机运送过程中的安全措施:
1.装运钻机工作要由专人负责指挥,避免装运过程中损坏钻机油管,防止管口被堵死。
2.在下放钻机时,必须经有关部门验收检查方可使用。
(三)开钻前的准备工作:
1.施工前必须认真检查钻机各部件,包括钻杆,钻具,确保钻机安全可靠运转,钻杆钻具齐全无损坏。
2.钻机必须进行试运转,其时间不得少于10分钟,详细检查各部分的运转情况,运转正常后方可投入使用。
3.钻机装运到安装地点,先检查该地点的巷道支护及通风情况,发现问题及时处理整修。
4.套管焊接两个托板,先用水泥浆固定后,再使用两根¢20*1.5m锚杆进行加固。
钻机安装前,将钻机移到钻探位置并调整好正确方位后,用4根摩擦支柱将钻机底座压牢,并用防倒链将拄头与顶梁、顶梁与顶板网片连接牢固,保证钻机的平稳固定。
5.安装钻机时,测量人员要亲临现场,按照设计的方位,角度在现场作好标记,便于安装固定钻机。
6.钻机安装电气布置严格按照说明书执行。
7.现场所用电气设备及电缆要按标准摆放、悬挂;符合井下电气设备管理要求,不能影响现场打钻施工。
8.钻机安装好之后,全面检查钻机各部件安装是否可靠;开始钻探前,先让钻机空转10分钟,同时检查各种钻探工序是否有障碍,并检查油路系统并调整到0位,固定好输油管路,以免钻具转动时被绞断。
十、探放水的注意事项及技术要求
(一)钻场的要求
钻场宽度不低于3.0m、高度不低于2.0m。
钻场周围、巷道要加固支护,确保安全。
(二)通讯要求
钻孔施工受矿调度室统一调度,如发现异常情况应及时通知调度室,施工现场设专用电话一部,随时和调度室保持联系,为保证电话畅通,每班开工之前,施工人员必须先与调度室电话联系一次,电话不通,不准开钻施工。
(三)瓦斯检查
施工现场必须设专职瓦检员,随时进行检查,施工人员随身携带瓦斯便携仪。
只有瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》时,方可进行作业。
(四)供电保证
钻孔施工期间,严禁随意动钻机电源,加强机电检查,杜绝失爆现象,机电系统保证排水为双电源供电,同时加强主排水泵房机电设备检修,确保主排水泵房的水泵完好。
主排水泵房人员要求现场交接班,班班都要试电话,向调度室汇报本班排水设备运转情况。
(五)施工技术要求
1.钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《规程》操作。
要经常检查设备运转情况,观察孔壁完整程度,防止孔内和机械事故发生,保质保量按期完成钻孔任务。
2.技术人员和探放水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水钻孔位置、方位,深度以及钻孔数目。
3.钻机司机必须着装整齐,袖口、领口、衣襟要扎紧,操作时要精力集中。
4.所有现场工作人员,分工要明确,操作钻机的人员必须站在钻机的两侧,不得随便将手、脚放在钻机的前面,其他人员禁止接近钻机,避免发生意外。
5.操作人员要3人以上,其中1人开启钻机并掌握钻进变化,1人负责回转器齿孔螺丝操作,1人配合装卸钻杆和水管,当螺丝紧固及钻杆装好人员离开后方可启动钻机,全体人员要统一听从指挥不能疏忽大意。
6.操作中要做到开钻前先供水,停钻后再停水。
7.钻进过程中若遇到异常现象时必须停钻,人员撤离安全地点观察,待稳定后处理,只有在安全可靠的情况下方可继续钻进,如果情况严重必须停止作业,采取措施进行处理
8.每次钻进时,要将钻具提离孔底,等运转正常后再钻进,先缓慢钻进,在正常钻进。
9.钻进过程中要注意钻机的运转情况,如有异常声响或意外,应立即停机检查处理。
10.钻进中掌握岩性和钻进的快慢,不可超负荷运转,以免损坏设备和烧坏电机。
11.操作是要注意各转动部位的轴承、齿轮的温度不能超过40度,如果超温要停机处理,油箱温度超过50度时,应立即停机进行冷却处理。
12.注意观察钻机的稳定情况,发现钻机或摩擦支柱松动,立即停机处理,升紧摩擦支柱,将钻机重新固定牢固。
13.钻进过程中,严禁钻机倒转,防止钻杆脱扣。
14.钻机操作要用力均匀,不能忽快忽慢,应缓慢过度,保证钻孔的质量和设计要求。
15.连接钻杆要认真检查钻杆有无堵塞、弯曲、接口磨损现象,严重磨损的禁止使用,装卸钻头和钻杆时要用管嵌,防止管嵌夹面夹伤钻头和钻杆。
16.钻机送电时人员不要靠近钻机,停电时必须将钻杆提高孔低50~100mm。
17.探水工作时,进尺和岩性进行观察,工作结束时要对进尺、岩性及遇到的问题、安全情况及其的运转情况做好记录。
(六)探放水钻孔孔口安全装置
1.安全装置安设顺序:
孔口套管→孔口阀门→四通。
2.止水套管的安装与固定:
先用Φ108mm钻头开孔钻进至9m后撤出钻杆,下好Φ89止水套管8m,管头外露0.1m,用玛丽散膨胀胶凝固孔口,再用水泥浆液固定外管。
止水套管安装后,水泥凝固时间不低于12小时后,进行耐压试验,压力不得小于预计水头压力的1.5倍,时间不得小于35分钟。
3.上好四通、止水器、阀门后方可钻进,见水后立即停钻汇报,检查好止水套管及钻机的稳定性。
同时记录见水时间、孔深、流量。
(七)放水安全措施
1.探放水地点必须安设电话,当有突发事故时,人员发出信号,现场负责人立即组织作业人员按避灾路线迅速撤离灾区。
2.打钻过程中队干部现场指挥,掌握打钻进度和钻孔涌水量,检查疏排水系统,进行放水时,地测科需设专人现场盯班监视放水全过程,测定水压、水量,核对放水量,做好记录。
转动钻机透水要监测水量,保证能将水及时排出。
停电时关闭阀门。
检查止水装置,确保钻孔不漏水。
3.探水巷道应加强出水征兆的观察,一旦发现异常应立即停止工作,及时处理。
情况紧急时必须立即发出警报,撤出受水威胁地区的人员。
4.钻孔接近可能有瓦斯或其他有害气体涌出区域时,必须有瓦斯检查员在现场,检查空气成分。
如果瓦斯或其它有害气体超过规程规定时,必须立即停止打钻,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,采取措施,进行处理。
5.加强放水地点的通风,增加有害气体的观察次数。
6.若放水孔堵塞,需要透孔作业时,另补报安全技术措施。
7.保证钻场周围20m范围内的文明环境,及时清理水沟,确保排水畅通,工具及钻杆要码放整齐,达到质量标准。
8.加强探水区域顶底板情况及周围巷道涌水情况,发现来顶板来压等异常时撤出人员,并报告矿调度室。
十一、出水预兆及遇险撤人
1.工作面出水预兆
煤壁挂汗:
温度下降,空气变冷,雾气产生;煤层发潮、暗沉沉有害气体增高,呼吸困难,头痛;顶、地压加大,底板鼓起并有渗水、淋水;出现压力水流并有“嘶、嘶”水叫声;巷道挂红,有异味等出水预兆情况。
2.遇险撤人
钻进时,发现眼石松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人员应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。
如果发现情况危急时,必须立即撤井下所有人员,然后采取措施,进行处理。
钻探过程中发现有出水预兆时必须立即停止作业,采取措施,发出警报,撤出井下所有人员,并立即汇报调度室。
十二、避灾路线:
在钻探过程中发生突水,涌水量大于排水量时,及时撤出影响区域所有人员。
井下人员严格执行应急预案避灾路线,避灾路线为:
井底车场(+850m)副斜井段→主、副斜井→地面
井底车场(+850m)主斜井段→主、副斜井→地面
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