煤礦301副巷滅火設計方案

2021-12-22 20:50:21 字數 4850 閱讀 6379

設計依據:我礦301大巷在施工第二組放水鑽孔時,施工鑽孔的鑽桿進入301副巷時,出現高溫情況。打鑽至301副巷時發現1號火區將301大巷副巷煤柱引燃,鑽孔鑽入煤柱5公尺處溫度為22℃,14公尺處溫度為160℃,再往裡溫度越高,說明副巷內已經著火。

經過初步探明,我礦301大巷副巷310公尺至610公尺處於著火狀態。

設計範圍:301大巷副巷310公尺至610公尺處在燃燒狀態,其他段安全煤柱現在還未發現有著火跡象。

滅火設計方案ⅰ:從地面打鑽注漿滅火

一、301副巷滅火設計:

(一)在301副巷(及副巷與大巷聯絡横川)對應地表每隔10公尺施工乙個注漿鑽孔,共施工30個鑽孔,鑽孔打至副巷頂部,將水凝膠注入副巷,直至注滿為止。使其形成隔離帶,防止引燃301大巷保護煤柱,同時將過火區域注漿,包括過火區域的頂和幫。

附30個鑽孔的座標,鑽孔位置見附圖。

(二)打孔布置及要求:

1、矸石堆處鑽眼布置:310公尺至450公尺處為矸石堆的邊緣,打鑽時將矸石攤平,兩次下套管的辦法進行打鑽注漿。要求在矸石堆部分打鑽時,首先將矸石移平或者清理出鑽場,然後進行打鑽,開孔孔徑為ф=168mm,再下放ф=140mm的套管,接著利用ф=114mm的鑽頭打鑽(即孔徑),後下放ф=90mm套管,打鑽至副巷進行注漿,注漿鑽孔沿著301副巷巷道中心線每隔10公尺布置,可有效填充301副巷著火區域(詳見矸石堆處打鑽鑽眼布置圖)。

2、其餘部分鑽眼布置要求鑽孔直徑(即孔徑)ф=140mm,然後下放ф=114mm的套管,深度根據實際標高,鑽至副巷為止,排間距10m(詳見其他部分鑽孔布置圖)。

(三)當注入高水膠凝劑的壓力達到設計壓力時,對鑽孔進行封孔,使其保持原有的壓力,達到封孔效果。

(四)高水膠凝劑的配比及壓力等技術由廠家負責人員進行現場負責指導。

二、鑽孔布置及工程量:

(一)鑽孔布置方式:本次注漿以堵火為目的,且以堵301副巷著火區域為主要物件。鑽孔間排距10m,需布置鑽孔30個(附鑽孔布置圖)。

(二)鑽孔深度:每個鑽孔設計深度為80左右,鑽探工程量2400m。

(三)鑽孔結構:鑽孔深度以穿過地表到達副巷為止。鑽孔完成後緊接著把準備好的孔口管連同閥門一起插入孔內並快速固結。

(四)鑽孔傾角:鑽孔布置以豎直為主,其它根據現場實際情況而定;鑽孔方向垂直301副巷巷頂。

(五)當注入高水膠凝劑的壓力達到設計壓力時,對鑽孔進行封孔,使其保持原有的壓力,達到封孔效果,不得遺留漏風通道。

三、施工方法及準備工作:

(一)裝置準備:

1、注漿幫浦:1臺;2、立式攪拌機:1臺;3、立式鑽機:

一部;4、壓力表:2塊;5、高壓輸漿膠管300m,並配有快速接頭和變徑接頭;6、高壓三通4個,孔口器4個,棉紗5公斤,7、施工隊等。

(二)注漿站布置:根據施工現場情況,注漿站所有裝置合理的布置在301大巷上部對應地表。

(三)供水與供電

1、拉水車為水源。2、發電機為電源。

(四)打壓試驗:注漿系統安裝完成後,首先進行空轉,發現問題及時處理,其後進行加水打壓試驗,壓力達到設計終壓(8mpa)的1.5倍,即12 mpa,穩定10分鐘,沒有異常,即結束試驗。

四、施工工藝

(一)工藝流程

單個孔的注漿工藝流程:開孔—安裝孔口管—打孔並鑽到設計深度—安裝套管—壓力試驗—製備漿液—注漿—結束注漿—清洗注漿管路。

整個工藝流程:首先布置注漿站、安裝裝置、試驗、調整裝置、平整和堅固不堅固地段,然後才能正式開鑽。

(二)壓水試驗

各孔注漿前首先進行壓水試驗,目的在於檢查注漿管路是否符合注漿要求依此推斷注漿有關引數。

(三)注漿壓力

根據實際情況,考慮副巷內空間問題,一般採用靜水壓力的1.5—2倍,最大注漿壓力控制在8mpa。

(四)注漿控制:由稀到濃,一般不調整,當壓力不回公升而吸漿量增大時,才進行調整。

(五)注漿結束標準:單孔達到設計壓力,並持續10分鐘不吸漿,待液體穩定後停止注漿。

五、注漿材料與漿液配比

(一)注漿材料採用高水膠凝劑填充301副巷,比例搭配由廠家技術人員負責。

(二)用量預算

參照廠家提供的注漿經驗,每孔注漿量平均為86m3,每孔注漿量約5t,共需高水凝膠劑3100m3,合172t。

六、其它技術注意事項

(一)注意測量鑽孔中高水凝膠劑的注入量,並做好記錄。

(二)注漿前先進行空荷運轉,並按設計進行打壓試驗。

(三)注漿時必須觀測注漿系統變化,發現有漏漿時,要根據現場情況採取切實可靠措施。

(四)漿液濃度現場配製,攪拌漿液不早於注漿前20分鐘。

(五)向孔裡壓漿必須做到使裂隙及空隙完全充實。由初壓逐步過度到終壓,不能突然增壓。

(六)當達到規定注漿壓力時,持續10分鐘即停止注漿。

(七)漿液凝固後,開啟注漿閥門,進行封孔。

(八)做好注漿過程中有關記錄,及時總結注漿經驗。

(九)注漿間歇或注漿結束必須沖洗注漿管路。

(十)嚴格按照注漿幫浦、鑿岩機等操作要求進行操作及維護。

(十一)在下放套管時必須下到副巷位置,防止高水膠凝劑洩漏,嚴格按照設計標高下放套管。

七、文明施工措施

(一)現場施工人員必須嚴格遵守施工單位現場安全文明施工的相關要求。

(二)施工人員必須統一著裝,正確使用安全帽、防塵口罩及雨鞋等勞動保護用具。

(三)現場裝置必須有裝置標識牌,擺放整齊、有序。

(四)現場懸掛施工進度圖,標識每日工作內容及每日進度、整體進度等。

(五)現場泥漿必須及時清理,做到現場整潔、有序。

八、費用預算見上報檔案。

九、施工時另行編寫施工安全技術措施。

圖1:地面鑽孔布置平面圖

附圖2:過矸石堆段鑽孔泡麵圖

附圖3:其他段巷道鑽眼剖面圖

附圖4:301大巷及301副巷位置關係及鑽孔布置平面圖

附30個鑽孔座標:

設計方案ⅱ:301大巷井下打鑽注漿滅火

一、滅火設計:

(一)在301大巷施工鑽孔向301副巷注漿的方法進行滅火。301大巷施工4個鑽場(詳細位置見附圖),即1、2、3、4號鑽場,鑽場長為3公尺,寬3公尺,高2公尺的硐室,鑽孔打入副巷後,然後下注漿套管,利用套管進行注漿。

(二)鑽孔,副巷共施工四組鑽孔,每個鑽場施工鑽孔9個,共施工鑽孔36個(詳細見鑽孔剖面圖)要求鑽孔直徑ф=114mm,下ф=80mm的套管,鑽孔平均深度約60公尺,鑽至副巷為止。

(三)當注入高水膠凝劑的壓力達到設計壓力時,對鑽孔進行封孔,使其保持原有的壓力,達到封孔效果。

(四)高水膠凝劑的配比及壓力等技術由廠家進行現場負責指導。

二、301副巷周注漿具體設計方案:

注漿總體形式採用由下往斜上方灌注的方式進行,完成整個注漿任務。

(一)鑽孔布置及工程量:

1、鑽孔布置方式:本次注漿以堵火為目的,且以熄滅301副巷著火區域為主要物件,在301大巷合理選擇鑽場,並布置好每個注漿鑽孔。

2、工程量:施工4組鑽孔,每組鑽孔9個,共施工36個鑽孔,鑽孔工程量約2300m。

3、鑽孔結構:開孔直徑為114mm,套管直徑為80mm,鑽孔完成後緊接著把準備好的套管連同閥門一起下入孔內並快速固結。

4、鑽孔傾角:鑽孔布置見鑽孔位置布置圖,其它根據現場實際情況而定。

(三)當注入高水膠凝劑的壓力達到設計壓力時,對鑽孔進行封孔,使其保持原有的壓力,達到封孔效果。

(四)高水膠凝劑的配比及壓力等技術由廠家進行現場負責指導。

(五)施工方法及準備工作:

1、裝置準備:

(1)注漿幫浦:1臺;(2)立式攪拌機:1臺;(3)立式鑽機:一部;(4)壓力表:5塊;(5)高壓輸漿膠管300m,並配有快速接頭和變徑接頭;(6)施工隊等。

2、注漿站布置:根據施工現場情況,注漿站所有裝置進行合理的布置。

3、供水、供電與通訊裝置

(1)用301大巷水管為水源。

(2)引用專用供電線路,施工時嚴禁停電。

(3)建立排程室與注漿現場直接聯絡**。

4、打壓試驗:注漿系統安裝完成後,首先進行空轉,發現問題及時處理,其後進行加水打壓試驗,壓力達到設計終壓(8mpa)的1.5倍,穩定10分鐘,沒有異常,即結束試驗。

(六)施工工藝

1、工藝流程

單個孔的注漿工藝流程:開孔—安裝孔口管—打孔並鑽到設計深度—下放套管—執行裝置—壓力試驗—製備漿液—注漿—結束注漿—清洗注漿管路。

整個工藝流程:首先布置注漿站、安裝裝置、試驗、調整裝置、調整鑽場,然後才能正式開鑽。

2、壓水試驗

各孔注漿前首先進行壓水試驗,目的在於檢查注漿管路是否符合注漿要求,以了解管路是否與副巷相連線,壓水試驗持續15分鐘左右。依此推斷注漿有關引數。

3、注漿壓力

根據實際情況,考慮頂幫質量問題,一般採用靜水壓力的1.5—2倍,最大注漿壓力控制在4mpa。

4、注漿控制:由稀到濃,一般不調整,當壓力不回公升而吸漿量增大時,才進行調整。

5、注漿結束標準:單孔達到設計壓力,並持續10分鐘不吸漿。

(七)注漿材料與用量

1、採用高水膠凝劑。

2、用量預算

參照方案ⅰ,共需高水凝膠劑3100m3,合172t。

(八)其它技術注意事項

1、注意測量每個鑽孔中高水凝膠劑的注入量,並做好記錄。

2、注漿前先進行空荷運轉,並按設計進行打壓試驗。

3、注漿時必須觀測巷道頂幫變化,發現有漏漿時,要根據現場情況採取切實可靠措施。

4、漿液濃度現場配製,攪拌漿液不早於注漿前20分鐘。

5、向孔裡壓漿必須做到使裂隙及空隙完全充實。由初壓逐步過度到終壓,不能突然增壓。

6、當達到規定注漿壓力時,持續10分鐘即停止注漿。

7、做好注漿過程中有關記錄,及時總結注漿經驗。

8、注漿間歇或注漿結束必須沖洗注漿管路。

9、嚴格按照注漿幫浦、鑿岩機等操作要求進行操作及維護。

10、注漿過程中要密切觀測巷道頂幫變化,發現巷道頂幫變形,必須立刻停止注漿,開啟洩漿閥,查明情況,妥善處理。

11、套管使用三吋管,在下放套管時必須下到副巷位置,防止高水膠凝劑洩漏,嚴格按照設計標高下放套管。

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