探放水單孔設計及安全技術措施

2022-04-05 07:56:32 字數 4348 閱讀 5715

為了杜絕巷道掘進過程中水災發生,確保我礦掘進施工安全,根據《煤礦安全規程》對掘進巷道「**預報、有掘必探、先探後掘、先治後採」的原則、結合我礦現場水文地質條件,制定本防治水鑽探施工:

第一節文地質概況

根據礦井初步設計中水文地質資料描述,我礦井湧水量不大,僅對湧水量較大的出水點進行了觀測記錄,並用水倉容量法觀測記錄了正常日湧水量30m/d和最大日湧水量80m/d。10號煤層頂板為砂質泥岩,底板為泥岩,均為隔水岩層,故一般湧水量不大,主要表現為頂板滴水、淋水,當煤層採空頂板垮落後,k2灰岩便與採空區發生聯絡,k2灰岩為一含水層,成為採空區的直接充水含水層,目前礦井湧水主要來自k2灰岩。主要表現為採空區積水。

第二節探放水鑽孔布置的引數和超前距幫距的確定

一、探水距與超前距的確定

1、探水與掘進迴圈作業,探水作業超前於掘進作業,即探水——掘進——探水,探水迴圈進度75m,超前距為35m,允許掘進距離40 m,依此交替作業。

2、幫距:為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離,布置的最外側探水鑽孔所控制的範圍與巷道幫的距離取20公尺。

3、 探水裝置:鑽機型號:zlj-350型煤礦用坑道鑽機,鑽具配備:ф75mm鑽桿80m,泥漿幫浦1臺,合金鑽頭3個及鑽具1套。

二、探水鑽孔布置的引數說明

以後按此施工方式迴圈施工。

三、鑽探完畢後由安監、地測、通風、排程聯合進行現場驗收,並及時進行分析,為採區其它大巷掘進提供水文地質依據,確認無水害危險待下發允許掘進通知單後方可掘進,掘探交替進行至設計位置為止。

四、孔口安全裝置的布設

探放水孔必須使用孔口安全裝置,孔口安全裝置由孔口管、洩水測壓三通、孔口閥門和鑽桿逆止閥等組成,其施工和安裝程式如下:

1、選擇岩層堅硬完整的地段開孔,孔徑應比孔口管直徑大3-5mm,鑽至預定深度(視水位高低和煤岩層強度而定)後,將孔內沖洗乾淨。

2、向孔內注入水泥漿,將預先準備好的孔口管(末端用木塞塞住)放入孔內,待水泥凝固後,即可在孔內鑽進。

3、水泥凝固後掃孔,其深度超過孔口管長度0.5-1.0m,向孔內注水。

試液壓力大於孔口管末端承壓靜水壓力的1.2倍,呈水壓值超過預計放水時的水壓,穩壓時間至少保持半小時,孔口管周圍沒有漏水現象,則合乎要求,否則要重新注漿加固。

4、探放強含水層水時,應在孔口管上安裝水壓表、水門、三通和洩水管等。

一、鑽孔設計引數

水源性質:預計水源主要為頂底板裂隙水、斷層水。

鑽機型號:zlj-350型探水鑽

鑽具配備:5個∮100 mm的孔口管,100根φ75mm地質鑽桿,φ89mm筒狀合金取芯鑽頭,φ55pdc金剛石鑽頭和雙翼合金鑽頭無芯鑽進。鑽孔深度90公尺,鑽孔直徑60mm,功率5.

5kw。

二、探放水前的準備工作:

1、檢查排水系統。即準備好水溝,水倉及排水管路;檢查排水幫浦(兩台)及電動機,使之正常運轉,達到設計的最大排水能力。

2、準備堵水材料。即在探水地點備用一定數量的水泥(或化學漿)、套管、閘閥在、坑木、麻袋、木塞、泥、棉線、大錘、鋸、斧及加工好的2m長2寸帶閥門鋼管與鋼板擋板等,以便出水或來壓時及時處理。

3、檢查瓦斯。瓦斯員必須跟班作業,瓦斯濃度超限(≥1%)或鑽探過程中有害氣體濃度增大必須停止工作,切斷電源,撤出人員並報告排程室及時處理。

4、檢查支架情況。有鬆動或破損的支架要及時修整或更換。幫頂是否背好,都要一一檢查。

5、檢查煤壁。煤壁有鬆動或膨脹現象時,要及時處理,閉緊填實,必要時可打上木垛,防止水流沖垮煤壁,造成事故。

6、檢查水溝。巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物,應隨時清理乾淨。若水溝被冒頂或片幫堵塞時,應立即修復。

7、檢查安全退路。即避災路線內不許有煤炭、木料、雜物等阻塞,要時刻保證暢通無阻。

8、檢查打鑽地點或附近必須安設專用**。

9、探放水人員的培訓

組織有關人員學習了解探水鑽的及使用操作說明;學習本工作面作業規程及探放水安全技術措施的規定。

10、安裝探水鑽

必須墊平放穩探水機,打牢頂柱。開車前要檢查鑽機是否平穩牢固,各部緊韌體有無鬆動情況。檢查抱閘的鬆緊程度是否合適,送水器轉動是否靈活,輸水膠管是否固定,以防止轉動。

11、孔口安全裝置的布設

一般的探水鑽孔必須安設孔口安全裝置,它由孔口管、洩水測壓三通、孔口水門和鑽桿逆止閥(必要時安裝)等組成。其施工和安裝程式如下:

1)選擇岩層堅硬完整地段開孔,孔徑應比孔口管直徑大1~2級,鑽至預定深度後,將孔內沖洗乾淨。

2)向孔內注入水泥漿,將預先準備好的孔口管放入孔內,待水泥凝結後,即可在孔內鑽進;另一方法將孔口管插入孔內後,在孔口部分用摻水玻璃的水泥漿將孔口管固定封死。在孔口管上方另留1~2個小管(或水針),而後從孔口管內向四周壓入水泥漿,待從小管跑出濃水泥漿時即將小管封死。繼續向孔口管內壓入水泥漿,至一定壓力後停止注漿,關閉孔門管閘閥。

待水泥漿凝固。

3)水泥漿固結後掃孔,其深度超過孔口管長度0.5~1m後,向孔內壓水。試驗壓力大於孔口管末端承壓靜水壓力的1.

2倍或水壓值超過預計放水時的水壓,穩壓時間至少保持半小時,孔口管周圍沒有露水現象,說明合乎要求,否則需重新注漿加固。

4)如探放強含水層水或需要收集放水時的水量與水壓資料以及為了安全目的時,還應在孔口管上安裝水壓表、水門、三通和洩水短管等。

5)對水壓高於1.0mpa且水量較大的積水或含水層進行探放水時,孔口應安設防噴逆止閥,以避免高壓水頂出鑽桿、噴出碎石傷人。

6)每次施工前,鑽孔口必須安設托板,托板規格:(托板為正方體,邊長為: 40cm,托板厚度為:1.5cm,托板螺絲孔間距為32 cm),托板上留有鑽桿通過的圓孔。

7)採用錨索錨桿將托板安裝在孔口煤壁上,必須安裝牢固,以避免高壓水頂出鑽桿、噴出碎石傷人。

三、單孔設計引數

1、設計引數:

2、鑽孔超前距為30公尺,幫距23m,止水套管10公尺,鑽孔允許掘進距離60公尺。

3、預計水壓小於0.1mpa,鑽孔預先固結套管,套管口安裝閘閥。

(1)開鑽鑽到孔深10m;

(2)下放ф50-73肋骨式安全套管10公尺;

(3)ф50鑽孔到孔底;

四、鑽探工程的步驟和方法

1、鑽進

(1)開鑽前,檢查有害氣體含量,當瓦斯濃度達到或超過1%時,不得開鑽,採取措施進行處理。

(2)任何時候包括提下鑽、鑽進等工作人員不准在鑽桿後方站立和走動,防止鑽桿後滑傷人。

(3)壓力要合理、均勻,不進尺時不得強行加壓,防止鑽孔傾角和方位的改變。合理加壓,不進尺立即提鑽換鑽頭,減少孔斜。

(4)鑽桿絲扣下鑽時要逐條纏線,並用鉗子上緊,嚴防脫扣事故。隨時備好ф42小公錐,一旦發現斷鑽桿,櫓扣等孔內事故及時處理。

(5)鬆緊頂絲和停送電人員嚴密配合,口號響亮一致,不准乾啞吧活。

(6)鑽進中一旦發現「變軟」、「見空」、「見水」和變層等要立即停鑽丈量殘尺計算孔深。見空前10公尺時丈量全長,校正孔深,調整誤差。

(7)若發觀孔內湧水,應測定水壓和湧水量。

(8)及時準備地全面記錄各種資料,包括加尺、殘尺、孔深、湧漏水等情況。

(9)鑽桿應不堵塞、不彎曲,絲口未磨損,不合格的不准使用。

(10)接鑽桿時,要對準絲口,避免歪斜和漏水。

(11)卸鑽頭時,應嚴防管鉗夾傷硬質合金片,夾扁鑽頭和巖芯管。

(12)裝卸鑽桿時,必須一根接一根,依次安裝。

2、φ50開孔鑽到10公尺,岩芯鑑定特別注意岩石的硬度,結構是否完整等物理特徵,是否符合下套管的要求,如果岩石鬆軟或節理發育破碎等,應考慮加長φ50孔深,增加套管長度。

3、下φ50-73肋骨式套管,水泥注漿固井。24-48小時後掃孔上好30kg高壓閘閥,並打壓試驗,用φ50鑽具掃套管內水泥塊,並鑽出套管1-2公尺,進行注水打壓試驗,如果達到設計壓力和質量標準時,φ50鑽頭繼續正常鑽進,否則,重新二次注漿,並重新試壓,直至達標。

4、見水後立即匯報礦方有關工程技術人員,在礦方人員的現場監督下,確認排水能力在通風良好的情況下,方可提鑽,並立即關閉高壓閘閥,並安裝壓力表測定水壓,便於計算積水面積和積水量。

5、見空後無積水湧出時,加強通風並用粘土堵塞鑽桿外和閘閥內的環狀間隙,嚴防瓦斯由鑽孔突出,由瓦斯檢查員現場測定,瓦斯含量在保證安全的情況下方可提鑽,而且提鑽後立即關閉高壓閘閥。

五、封孔措施

1、鑽孔完成後,根據要求進行封孔,鑽孔封閉前,應先進行洗孔(清水除外),根據孔壁情況也可使用18-19秒稀泥漿沖孔。

2、灌注泥漿必須將鑽具下到距應封孔段底部3~5m處,隨著灌漿逐漸提公升鑽具,但鑽具不得提出漿面,嚴禁採用自孔口向孔內倒灰漿的方法封孔。

3、封孔水泥要採用425#,過期、受潮結塊的不准使用,

封閉終了要及時用清水洗幫浦,以保護幫浦體。水泥漿灌注完畢應在封閉孔段提取漿樣,如封閉數量和深度不符合設計要求時應進行補封。

一、加強鑽場附近的巷道支護,並在工作面迎頭打好堅固立柱和擋板。

二、清理巷道挖好排水溝,探水鑽孔位於巷道低窪處時,必須配備與探放水相適應的排水裝置。

三、在打鑽地點或附近安設專用**。

四、測量和探放水人員必須親臨現場,依據設計,確定主要探水孔的位置、方位、角度以及鑽孔數目。

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