陷落柱钻探施工安全技术措施

陷落柱钻探施工安全技术措施陷落柱钻探施工安全技术措施 一 施工概况 一 施工概况 一 本次措施编制的任务来源 目的和任务 一 本次措施编制的任务来源 目的和任务 1 煤业有限公司 工作面已经形成 根据地面三维地震勘探资料显示 该工作面胶带顺槽南侧发育有一陷落柱 为探明该陷落柱的位置 产状及导水 富水性情况 为将来 工作面安全施工提供可靠的地质资料 现决定在 胶带顺槽内对该陷落柱进行打钻探测 特编制 陷落柱钻探施工安全 技术措施 二 施工地点概况 二 施工地点概况 1 胶带顺槽走向长度 1350 米 掘进方位角 67 08 52 掘进断面 2700mm 4000mm 掘进方式为机掘 工作面四周煤层均未开采 2 该顺槽永久支护巷道顶部采用锚杆 金属网 钢筋托梁 锚索联合支护 巷道 帮部采用锚杆 金属网 钢筋托梁支护 本次钻探施工采用巷帮施工 支护强度 可以满足施工需要 3 陷落柱位于 工作面外部 胶带顺槽中部南侧 距离该顺槽最近处 有 34 米 因胶带顺槽中部段距离该陷落柱最近 且地势平缓 排水方便 故选 取该段为打钻施工段 三 地质及水文地质情况 三 地质及水文地质情况 1 该工作面开采煤层为 15 煤 厚度平均为 1 8 米 一般不含夹矸 局部含一 层 0 2 米的夹矸 根据煤层底板等高线推算 打钻方向煤层倾角平均为 9 至 13 平均为 11 煤层老顶为 k2 灰岩 裂隙发育 整体性好 直接顶为砂 质泥岩 裂隙发育明显 多处有离层 伪顶为粉砂岩 局部发育 硬度较大 底板为砂质泥岩和粉砂岩 砂状泥质结构 2 根据三维地震勘探报告 该陷落柱编号为 最近处距离该顺槽 34 米 形状近似椭圆形 发育于 8 煤 9 煤 15 上煤 15 下煤 15 上煤 15 下煤中 陷落柱长轴长 153m 短轴长 83m 面积 11666 不富水 3 15 号煤层主要受顶板 k2 灰岩含水层影响 k2 灰岩裂隙较发育 属于弱富水 性含水层 掘进过程中局部顶板锚索出现了不同程度淋水 最大涌水量 1 5m h 二 陷落柱钻探施工技术措施编制依据二 陷落柱钻探施工技术措施编制依据 1 煤矿安全规程 煤矿防治水规定 及井下探水技术规范 2 陷落柱钻探施工设计 3 三维地震勘探和地面电法勘探资料所提供的建议 工作面钻探施工的专项设 计等相关附件 附图等 三 技术要求三 技术要求 一 钻孔设计 一 钻孔设计 打钻地点位于皮轨联络巷与胶带顺槽交叉点前后 共设计 2 个钻场 4 个钻孔 钻孔在平面上呈扇行布置 设计 2 个钻孔控制陷落柱南北边界 其余 2 个控制 陷落柱东西边界 设计钻孔参数见附表 1 表 1 钻探施工设计参数一览表 钻场钻孔编号方位角倾角开孔位置孔深 m 备注 p1176 14 p13 测点西 20 1 米 143 1 钻场 p2158 13 150104 皮顺 p13 测点西 20 1 米 173 p3158 13 150104 皮顺 p14 测点西 37 米 174 2 钻场 p4126 7 150104 皮顺 p14 测点西 37 米 132 合计4 个 622 二 钻孔技术要求 二 钻孔技术要求 1 钻孔结构 开孔孔径 113mm 终孔孔径 75mm 钻孔钻进 10m 后 下入 108mm 护孔管 10m 2 采用水泥浆对孔口管进行注浆加固 套管凝固时间不小于 24h 扫孔深度应 大于孔口管长度 0 5 1m 透孔后对孔口管进行耐压试验 压力要不小于 3mpa 耐压时间不小于 30min 孔口管周围不漏水方可继续钻进 3 试压合格后 孔口安装高压闸阀和防喷装置 选取 75mm 无芯钻头钻进至 设计孔深 4 钻孔开孔前 由地测测量人员利用测量仪器现场标定钻孔开孔方位 倾角 钻进过程中 随时对钻孔倾角进行核实 发现钻孔偏移 及时对钻孔倾角进行 调整 5 钻进时给压均匀 压力不得忽大忽小 速度 压力根据岩性合理选定 6 根据钻孔施工情况 每个钻孔要填写钻探施工记录表 内容包括打煤深度 出水量等 具体格式见附表 2 四 钻孔施工四 钻孔施工 一 作业前准备 一 作业前准备 1 1 施工设备 施工设备 施工主要设备有 zdy3200s 型全液压坑道钻机一台 3zb6 10 22 型注浆泵一台 配套 75mm 钻杆 180 米 108mm 套管 100 米 113mm 75mm 无芯钻头等钻 具 起吊用 3t 倒链 钻机具体技术性能参数见表 3 2 2 钻机安装及固定 钻机安装及固定 将作业现场清理平整 固定钻机前先铺设道木 将钻机用倒链吊起 倒链悬挂于专用吊具上 钻机起吊后平稳放在道木之上 道木与钻机之间要用 8 双股铅丝捆绑牢固 将钻机四角分别用液压支柱垂直于巷道顶板打牢 如顶板不平用小块木板垫 平打牢 以防钻机转动过程中发生倾倒 支柱上端要用双股铅丝与顶板可承重 处连接牢固 如果顶底板之间高度超过液压柱垂直起降高度 在打钻处打设 4 根地锚将钻机固定牢固 操作司机将油管一端接到操作台上 一端接到钻机本体上 确认各油管连接 无误 井下电钳工负责将钻机电源等按完好标准接好 接通电源 启动电机 观察油泵是否正常运转 应无异常声响 操纵台上的 回油压力表应有所指示 检查各部件有无渗漏油 把供水胶管一端接到钻机供水器上 一端接到静压水管三通上 3 3 开钻前准备工作 开钻前准备工作 检查顶支护及点柱打设是否牢固 当确认安全可靠后 方能进行工作 检查钻机安装是否平稳 防护装置是否完好 各部件连接是否可靠 油管连 接是否正确无误 检查各操纵手把是否灵活 定位是否准确可靠 检查钻机各部分紧固件是否紧固 在润滑部位加润滑油脂 油箱内的液压油要达到油位的规定位置 油箱上的截止阀要打开 否则不准启动电机 卡盘 夹持器开闭要灵活 动作要可靠 二 施工工艺 二 施工工艺 1 1 钻孔工艺 钻孔工艺 钻进时给压均匀 压力不得忽大忽小 速度压力根据岩性合理选定 钻头优选现代较先进的复合片钻头 孕镶钻头等 每种规格要有 3 5 个钻头相互交替使用至任务完成 每次更换钻头前禁止出 现锥形钻孔段 换径时必须有导向设施 套管壁后全段封注 下套管要严格把关 配合规范 管端界面平整 接箍丝扣根部界面完整清洁 无伤痕 下套管连接头必须综合使用油漆 胶类和棉丝等 严防泄露 套管壁后注入高水固化胶结充填材料 凝固时间达到要求后 透孔至孔底 孔口安装测压系统 分水阀 压力表 两通 注水测压阀 孔口法兰盘等 孔口压力要大于 3mpa 稳压时间超过 30min 试验周边无卸漏水合格后方可换 径 75mm 继续钻进至终孔 钻至终孔层位时 出现涌水忽大忽小时 钻具前后移动加旋转至涌水量变化 稳定方可移钻机 2 2 钻头使用排序 钻头使用排序 不管新旧钻头同等规格情况下 在使用前均要进行内外经尺寸丈量 并在钻 头上标注清楚 排放顺序按照尺寸大小依次摆放 使用排序标准首要外径大 内径小逐级依次论推 每起一趟钻的钻头均要与排序的钻头尺寸进行详细对比 确保质量安全及效 率 3 3 孔口管埋固 孔口管埋固 孔口管埋设要符合设计要求 高水固化胶结充填材料充填要饱满 透孔钻进 前要做压水试验 耐压必须达到要求 固管高水固化胶结充填材料浆液采用水灰比为 0 5 1 压力须达到设计要求 确保固管时孔内浆液饱满 按照设计要求 安装好的孔口管与闸阀 防喷装置 法兰联接相配套 以免 造成井下突水事故 影响正常生产 4 4 套管试耐压 套管试耐压 凝固时间达要求 扫孔入底 钻进 0 5 1m 方可做耐压试验 安装孔口套管法兰盘和测压装置 包括测压盘 安全三通或四通 分水阀门 压力表 注水连接口 或用泥浆泵综合观测 要求快速连接插头的 u 型卡必须规范使用 压力表的测值标准使用 是大于压力的 2 3 倍 与泥浆泵连接好后打开分水卸压阀门 启动泥浆泵最低档位视水量稳定时方 可开始缓慢关小分水口的出水量 当分水量逐渐变小水压逐步上升至 2 3mpa 稳定时 停止分水控制阀 在稳定期间注意观察钻孔周边有无渗透水现象 观测泥浆泵供水池内水位下降稳定情况 稳定压力时间不少于 30min 套管未出现位移 无渗漏 周边底板未出现新涌水点 无底鼓 帮鼓 冒顶 现象 压力稳定 为合格 5 5 孔口安全装置 孔口安全装置 套管固管耐压试验合格后 安装闸阀 闸阀承压能力 1 5mpa 以上 闸阀上安装防喷设施 严防发生钻孔突水事故冲垮钻场及巷道 防喷密封环状间隙严禁过大 三 钻机操作过程 三 钻机操作过程 1 1 下钻前 下钻前 调试好钻头 套管 异径接头 丝扣公差配合易紧不易松 扣头倒角符合要 求 界面平整 无伤痕 并且丈量准长度 重复使用时 注意套管 钻头整体情况 发现磨损严重 有裂痕的禁用 查看垫叉 夹具 如间隙配合过大 磨损严重 要及时更换 丈量准所有钻具的长度 根数 所有钻具必须要进行全方位检查 均符合施工要求 方可使用 2 2 下钻时 下钻时 从回转器后端插入一根钻杆 穿过卡盘 通过下钻 给进功能手使钻杆进入 夹持器 在夹持器前方人工拧紧钻头 在钻杆的后方人工拧上供水器 接通水管 准备钻进 先回转 然后通过下钻 给进起拨操作手把 靠回转器的往复移动将钻杆送 入孔内 待钻杆尾部接近回转器主轴后端时停止送入 根据现场具体情况调整回转速度进行加压或减压钻进 一根钻杆终了时 减小孔底压力 先停给进 后停回转 并关闭钻机电源开 关 停止供水 人工卸下供水器 从回转器后端插入第二根钻杆 人工对上丝扣 供水器开水 通过下钻 起 拨操作手把后退回转器 重复 以后依次重复循环 直到送完规 定数量的钻杆 钻孔完成后 停下钻机 并停电 供水冲洗钻孔 待返水变清为止 卸钻杆时 将钻机开关停电 停止供水 卸下供水器 启动钻机 通过起钻 给进起拨操作手把 拉出钻杆 待欲卸的接头露出夹持器 250mm 300mm 时停止 马达反转拧开钻杆即可 人工取下已卸开的钻杆 重复 拉出下一根钻杆 如此循环往复 直 到拨出孔内全部钻杆 卸钻杆时 跟班队干和班组长要清点钻杆数目 并记录在册 用 113 钻头进行扩孔 11 米 将预先准备好的 108mm 钢管依次推入孔内 待钢管外露余尺约 600mm 时 人工拧上第二根钢管 钢管与钢管之间利用丝扣 对接 待所有钢管对接完毕后在末端安装 1 个堵盘 堵盘上焊制 1 个 25mm 截 止阀 与泥浆泵之间用 25mm 高压管连通 将准备好的水泥倒入拌料桶内 桶内注入适量静压水 充分搅拌 不少于 40 秒 均匀后 将搅拌好的水泥浆泵入孔内 待凝固 24 小时后 安装孔口阀门 更换为 75 钻头 重复 钻进 钻孔施工完成后 清理现场 将钻机开关的上级电源停电闭锁 把钻机及开 关等设备倒移至下一个钻孔位置 四 钻孔验收及成果资料 四 钻孔验收及成果资料 每施工完成一个钻孔 均由地测技术人员 安全员 探放水队负责人现场进行 钻孔验收 验收数据包括孔深 孔径 方位角 倾角及终孔煤 岩层情况 并 及时填写在钻孔验收单上 做好记录 五 主要辅助系统五 主要辅助系统 一 供电系统 一 供电系统 1 本次打钻电源引自采区变电所 2 kbz 200 型馈电 供电电压 660v 经 620m myp 3 50 1 16 型电缆线路向 工作面两台 qbz 80 型真空电磁起动器供 电 所带负荷为一台 zdy3200s 型全液压坑道钻机和一台 3zb6 10 22 型注浆泵 2 排水供电电源引自采区变电所 4 kbz 400 型馈电 经 350m myp 3 50 1 16 型电缆线路向 工作面两台 qbz 80 型真空电磁起动器供电 所带负荷为两台 bqw30 160 4 30 n 型矿用隔爆型潜污水电泵 3 打钻所用电缆均敷设于巷道右帮 悬挂于专用电缆钩上 必须是 一钩一缆 不得出现交叉 重叠 打扭 错钩敷设现象 保证电缆吊挂平直 两端留出 防水弯 二 供水系统 二 供水系统 本次打钻所用水直接从 胶带顺槽原有静压水管三通阀门处接至打钻地点 三 排水系统 三 排水系统 1 从打钻施工地点至顺槽开口 300 米变坡点段沿线 在巷道右侧砌筑排水沟 并铺设 2 趟 4 寸排水管路 在变坡点施工一临时水坑 坑内安设 2 台 bqw30 160 4 30 n 型矿用隔爆型潜污水电泵 再经 4 寸管路将水排至采区水仓 结合 现有地质资料 预计钻孔出水量 3m h 最大 5m h 以 2 倍计算最大涌水量为 10m h 30m h 现有排水系统满足排水要求 2 排水路线 打钻地点 临时水坑 胶带顺槽联络巷 辅助运输大巷 采区水 仓 中央水仓 地面 六 施工组织六 施工组织 1 煤业探水队负责该陷落柱钻探施工的工程施工管理 下设队长 技术 员各 1 名 班长 3 名 2 施工队按 三八 制作业 单台钻机每班配备钻探作业人员 3 名 钻机班长 兼安全负责人 1 名 熟练工 1 名 辅助工 1 名 七 安全技术措施七 安全技术措施 一 防治水安全技术措施 一 防治水安全技术措施 1 依据 施工设计 确定各类钻孔参数 孔位由技术人员与班长现场按设计定 位 钻孔方向由测量人员标定 角度由地质技术人员标定 2 开钻前 必须完善好机具 供水管和压风管路 3 钻进时 操作人员要掌握好水量 孔内岩性及进尺速度 4 钻进时 遇软 遇空 遇水 遇构造 等情况时 要查看进 尺深度 并做好记录 5 钻进过程中发现岩石松动 片帮 来压 涌水或孔内水量 水压突然加大或 减小以及顶钻时 必须立即停止钻进 但不得拔出钻杆 要立即派人监视情况 其他作业人员撤离打钻地点 并迅速向调度室 地测部和项目部值班室汇报 6 当钻孔出现出水异常时 钻机立即停止施工 但不得拔出钻杆 及时向调度 室 地测部和项目部值班室汇报 将水通过排水沟引至排水点 然后通过水泵 进行排水 7 每班做好钻孔参数 进尺 岩性 涌水 作业人员等原始记录 8 钻场附近要安装专用井下调度电话 打钻时要及时向调度室 地测部和项目 部汇报打钻情况以及钻孔出水情况 二 预防瓦斯积聚及其他有毒 有害气体安全技术措施 二 预防瓦斯积聚及其他有毒 有害气体安全技术措施 1 探水地点要经常检查有无有害气体 发现有害气体溢出时 要及时采取通风 措施 2 钻孔在施工过程中 必须有瓦检员在现场 要经常检查钻孔孔口和工作面地 点空气成分 当施工地点 20m 范围内瓦斯浓度达到 0 8 时 或 co 浓度达到 24ppm 时 要立即停止打钻 切断电源 撤出人员进行处理 并向公司调度室 及队组值班室汇报 3 在钻进过程中 发现有毒 有害气体喷出时 应立即停止钻进 切断电源 将人员撤到有新鲜风流的地点 并立即向公司调度室汇报 采取措施 4 在进行作业时 要将便携式瓦检仪及 co 检测仪悬挂在钻机下风侧 1m 处 距 钻孔高度为 0 3m 距巷帮不得小于 0 2m 对工作点的瓦斯情况进行实时监控 5 作业过程中 钻机后方严禁站人 防止因孔内瓦斯异常造成钻杆喷出伤人 作业人员完成接 卸钻杆后 必须立即退至钻机 1m 范围以外 6 钻孔施工完毕后 要立即进行封孔 防止瓦斯及其他有毒 有害气体涌出造 成瓦斯超限 7 当施工地点 20m 范围内瓦斯浓度降至 0 8 以下时或 co 浓度降至 24ppm 以下 时 方可进行打钻作业 8 打钻作业时 要使用铜锤 严禁使用铁锤或钻杆敲打钻杆 三 注浆作业施工措施 三 注浆作业施工措施 1 依据 施工设计 了解注浆工作目的 注浆范围及工程量等 2 注浆前 进行注浆泵 输浆管路系统的耐压试验 试验压力必须达到最大 3mpa 试验时间不得小于 30min 无异常方可使用 3 控水管必须埋设牢固 注浆前进行耐压试验 试验压力大于注浆终压 1mpa 4 制浆和注浆人员应佩戴防护镜和口罩 搅拌时应采取防尘措施 如水泥浆 化学浆液进入眼中 应立即用清水冲洗干净 5 注浆前 要做连通及压注水试验 压力试验后 选择合适的浆液开始注浆 6 注浆过程中 施工区域不得有闲杂人员停留 设专人观察管路 注浆孔口及 岩壁情况 发生问题及时处理 7 根据注入情况 随时按设计要求调整浆液配比及注浆延续时间 若逐步正常 升压 则连续注浆直达到结束标准 8 注浆压力达到设计要求后 要持续 30min 以上方可停注 9 注浆过程中 如注浆压力突然上升时 应停止作业 检查处理 尽快恢复注 浆 10 若发生停电或机械故障时 采取放开止浆阀门 并人工盘泵 冲洗注浆泵 及输浆管路 11 每次注浆结束后 必须清洗注浆管路及设施 12 每班结束后 应将本班作业情况详细记录 四 其他一般安全技术措施 四 其他一般安全技术措施 1 装运安装钻机时 带班班长统一指挥 注意照前顾后 尽量轻抬轻放 以免 发生扭伤 跌伤和损坏设备现象 装车的钻探设备及钻具要捆绑牢固 安置专 人跟车 2 起吊安装钻机时 认真检查好安装地点的支护情况 起吊重物必须提前施工 专用锚杆或锚索 严禁使用原有支护 如有失效支护或其它不安全因素 必须 进行处理 排除隐患 并执行好敲帮问顶制度 3 起吊重物之前 认真检查起吊设备的完好情况 只有确认无隐患后 方可进 行起吊工作 4 起吊吨位超过 2 吨重物时 必须施工专用锚杆或锚索 起吊重物采用锚链 连接链环必须戴上螺丝上满扣 链环固定时加托盘 起吊前 撤离无关人员到 5m 外 起吊时 物件吊离地面后 要观察顶板 锚杆 物件等有无异常情况 无异常情况时方可继续起吊 起吊时要找好重物重心 确保起吊重物时 不来 回晃动 防止挤伤人员 5 起吊过程中 由一名有经验的老工人专人指挥 其它人员严禁大喊大叫 除 起吊人员外 其他人员均应在起吊设备倾倒可能波及到的以外的安全地点 重 物放稳之前 不允许摘钩 防止倾倒 起吊点严禁有杂物 确保安全退路畅通 一旦出现险情 立即发出警告 施工人员应根据现场情况采取措施 待险情处 理完毕后 方可进入下道工序 6 钻机设备要完好 搬迁设备时 要轻抬轻放 避免碰撞设备及伤人 7 稳钻时 钻机地木梁要置放平稳 钻机用丝杠和压柱顶紧 以免施工中钻机 晃动 损坏设备 8 各机械转动部分要安装防护栏 保护罩 9 钻具上架 码放整齐 电缆吊挂整齐 水沟要及时清挖 做到工作有序 环 境良好 10 打钻前必须在钻场附近低洼处施工临时小水仓 安装排水能力不小于 50m3 h 的排水设施 而且要有相同能力的备用水泵 11 打钻时矿方要放专人负责排放水 及时清理吸水管笼头处的淤煤 保证排 水设施正常运转 12 作业前首先检查巷道支护情况 严格执行敲帮问顶制度 只有在支护完好 的情况下 方可进行钻探施工 13 施工前要详细检查钻具及接头和管材有无损伤 否则禁止使用 松紧顶丝 和接卸钻杆时要待钻机停稳后 征得司机同意方可进行 14 施工人员在施工时 要衣着整齐 扎紧袖口 精力集中 头脑清醒 开停 钻机时要相互配合 协调一致 人要站在钻机的安全一侧操作施工 禁止钻机 附近堆放工具等物品 15 在钻机运转时 严禁用手或身体的其它部位及其它物件接触钻机 注浆泵 电机等转动的部位 16 钻机 10m 范围设置警戒线 在警戒线范围内不能堆放杂物 保证施工地点 道路畅通 有行人通过时停钻 17 连接钻杆时 要对准丝口 避免歪斜和漏水 钻机后方严禁站人 作业人 员完成接 卸钻杆作业后 必须立即退至钻机 1m 范围以外 18 打钻过程中遇到地质构造无法施工 作业人员要及时地测部进行汇报 便 于及时修改设计 19 施工过程中 要注意巷道的围岩支护情况 如果发现围岩支护失效 则要 立即停止施工 组织人员撤离 并及时向调度室和地测部等有关部门进行汇报 20 各工种人员必须持证上岗 严格按规程或措施作业 施工人员要严格执行 钻探操作规程 杜绝违章作业和违章指挥 钻进中给压均匀 不得忽