四灰-5#钻孔施工技术措施.doc

山东隆源煤矿集团有限公司F4水文孔施工安全技术措施 编写：曹瑞鹏山东隆源煤矿集团有限公司二00七年三月二十五日审 批：通 防 工 区：生产技术部：机电设备部：调 度 室：安 监 站： 总 工 程 师：生 产 矿 长：审批意见F4水文孔施工安全技术措施一、钻孔施工说明：矿井自投产以来，开采煤层均为31煤层，经过近二十年的开采，31煤层资源日趋枯竭，加之下组煤勘探程度低、水文地质条件复杂等原因，我矿始终未对下组煤进行勘探。为保证公司持续稳定发展决定对下组煤进行地质及水文地质初步勘探，现已施工钻孔3个，得到了四灰含水层初步的分析资料。为进一步探明四灰水文地质条件，初步掌握该含水层水压、涌水量及赋水性，摸清该含水层在矿井西翼地质构造相对简单块段的赋存联系，经研究决定在井底车场N1前26米施工F4钻孔一个。为搞好该孔安全施工工作，特提出如下组织设计：二、钻探设计：钻孔依据水文地质规程、防治水管理规定，严格按按要求设计，另外，探测水文钻孔最终必须封孔，为此我们采用孔内安装止水套管，孔口安装闸阀的形式钻进，终孔后孔内注浆封孔。设计钻孔1个，钻机采用SGZ-A(300m)全液压钻机，冲洗液为清水，并配合SGB-6-10泥浆泵。1、设计数据及参数：孔口位置：主井井底车场N1点前26米施工硐室内。2、设计方位、角度及设计长度：倾角：-90， 长度：160m（预计）孔口标高为： -140m终孔层位： 8层煤底板3、钻探方式：开孔直径170mm ,钻进20.5m后，下入168 mm一级管20m，管入用水泥浆全封闭，水泥浆凝固后须经打压实验合格后方可继续钻进，要求耐压值不得小于4.0MPa;二级孔孔径130mm，直到四灰顶板位置，下入108mm二级管150m，管外用水泥浆全封闭，水泥浆凝固后须经打压实验合格后方可继续钻进，要求耐压值不得小于4.0MPa;三级孔径91mm直到8层煤底板终孔。三、风量及通风方式风量：（1）按CH4涌出量计算：Q=100qCH4K=10001.5=0 m3/min(2)按CO2涌出量计算：Q=100qco2K=1000.041.5=6 m3/min(3)按人计算：Q=4N=47=28 m3/min根据设计施工现场，钻探施工处现为井底转车场，经测风，此处风量为200m3/min，所以使用自然通风完全能满足施工所需风量。四、安全措施（一）钻机运输和开钻前的工作1、钻探设备由通防工区负责运输、掘进工区协助，执行煤矿安全规程和操作规程。2、钻机在运载底盘上应牢固可靠、不得超前、超宽或偏载严重防止翻车。3、钻机运载掉道后，要在前后方设置标志，并迅速复轨，复轨要使用长把工具，不要直接用手抬或肩扛，更不能用绞车硬拉，用复轨器时必须遵守复轨器操作规程。4、钻机房顶部承载天轮固定所用锚杆数量为4根， 5、稳钻。稳钻时，应首先检查、修整、加固钻场其周围，防止冒顶掉矸，清除各种杂物，挖好疏水沟。钻机用锚杆固定，机身要安放平稳，上紧底固螺钉。用锚杆固定时，锚杆要求直径不小于16mm,埋设深度不小于1.2m，并且要求埋设安全牢固。基础必须为砼结构，灌注砼厚度为不小于1m，可埋入巷道底板，要求基础砼标号不小于150#。基础砼必须座到粉砂岩底板上。基础砼具体要求根据底盘规格安装前根据施工现场提供。6、钻机房顶部及围岩必须支护牢靠，无掉渣、掉块、淋水现象，若淋水无法避免，但必须有淋水防护措施，防止淋水溅到钻机传输皮带上和影响钻工正常操作。7、启动开关放在干燥处，电缆吊挂整齐，操作按钮固定在方便的地方，专用工具、钻杆等摆放有序。8、钻探工作地点必须备有一定数量的木料（圆木3根，长度2m、木鞋20个、木楔20个）、水泥等以等钻孔出水后采取加固措施。9、开钻前，所有参加施工人员工区管理人员要熟悉钻探的目的、方位、倾角、终孔深度、避灾路线及安全技措等。10、开动钻机、水泵进行试运转5-10分钟，检查、运转、稳固情况、声音等。（二）孔口管的固定设计规定： 1、开孔直径170mm，钻进20.5m后，下168mm一级管20米，一级管使用壁厚为4mm的无缝钢管，并有防滑筋，以便用来缠麻绳封好一级管。下好一级管后，进行注浆封孔，一级管外露部分要留有注浆孔，为二级管注浆用。2、下一级管时，必须在管子外侧缠好麻或棉纱，抹上黄油，缠麻长度不小于40厘米，缠麻厚度以能把管子下进去为准。注浆前用速凝水泥封好孔口外侧，孔口处打好牢固的柱子。3、用130mm钻头扫孔进尺至150.5米后，下108mm二级管150m。孔口管固定方法如下：使用170mm钻头扩孔钻进20.5m后，冲洗孔，下入168mm一级管20m。向孔内注入掺有5%9%的速凝剂的水泥浆，由孔口管注入孔内出气管内流出水泥浆为止，水泥浆凝固后（24小时），用130mm钻头扫孔钻进150.5m后下入150m108mm二级管，并将两孔口管法兰盘用螺丝固定好，向孔内注入掺有5%9%的速凝剂的水泥浆由孔口管注入孔内出气管内流出水泥浆为止，水泥浆凝固后（24小时），扫孔到底并超过孔口管0.5m进行压力试验，压力必须达到4MPa，稳固时间2030分钟，孔口周围不渗水，孔口管牢固不活动，即为孔口管固定合格，否则必须重加固。水泥浆要求：水泥牌号不得低于425#，水灰比0.6：1，为保证在24小时内凝固，水泥浆中加入5%9%的速凝剂。（三）施工要求：（1）施工人员必须持证上岗，并严格按照钻机操作安全技术规程施工，以确保安全。（2）严格按设计要求施工，孔口管加固后必须经耐压试验，依照防治水管理规定其耐压压力不小于水压的2倍即4Mpa，且持续时间不少于20分钟，不合格者必须重新注浆稳固。（3）在施工到接近断层位置时要采用反压钻进，孔口接好防喷装置或三通，防止水大无法提钻。在钻孔正上顶板打锚杆上顶梁固定导向尾轮，锚杆孔深度不小于1500mm,并能承受4Mpa的拉力,将卷扬机钢丝绳通过导向轮固定在钻杆上，当水压增大时有控制的提钻，防止钻杆喷出伤人。（4）、在钻进过程中，若发现钻孔中的水量突然增大，水色变浑，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，若孔内水量过大，控制超过排水能力时，现场负责人应立即向调度室汇报，撤出受水威胁地区的人员，经研究采取相应措施后方可继续施工。（5）本钻孔采用部分取芯方式，施工中务必做好岩性记录，做好交接班，由钻机负责人填好当班记录后交技术部，不得瞒、虚、漏报。（6）钻进时，要使用防喷帽及钻杆卡持器，发现有异常钻进时，应及时报告调度室和技术部研究处理。（7）钻进中，除四灰外，凡是出现涌水层，穿过后必须进行年高封堵，必要时用双液浆封堵。保证在下各路套管前孔内无涌水现象。（8）钻进中当接近下套管位置时，应取芯钻进，以保证所下套管座在完整坚硬岩石上。（9）一级套管下完后，应立即安装防喷反压装置（高压闸门）。 （10）钻孔要尽量一次性穿透四灰，若孔内水大（大于60 m3/h）,确实下钻困难，可采取使用小孔径钻进，或采取先注浆后延伸的办法，但注浆时，终孔压力不得低于该孔水压的3倍。（11）施工地点做好通风工作，确保安全。（12）在钻探地点安设专用电话。（13）钻探硐室要有足够的照明空间，且须使用矿用隔爆电灯。（四）钻机操作安全规定：1、钻机不得在无人看管的情况下运转。2、油泵用油必须保持清洁无杂物，加油时，应用漏斗向油箱内加入，且不可在加油时拿走滤油网，加入的液压油必须是同牌号的，牌号不同的压力油不得混加入压力油箱。3、离合器操作要平稳，禁止猛开猛合，啮合时，操纵杆必推合到底，避免半离合状态下工作。4、扳动分动手把和变速手把时，必须先断开离合器，在齿轮接近停止时，进行抵挡，以免打坏齿轮。5、起重卷扬时，不得超负荷吊重，要注意孔内卡钻时，不得强行提拔，以免拉断钢丝或损坏机器。6、卷扬机升降钻具时，右手操纵卷扬机刹车手把，左手操纵提升手把，两手把同时握住，便于操作，以防发生事故。7、钻进中密切注意孔底压力表的变化，发现异常立即处理。8、运转过程中各部位温度不得超过10，运转中发现异常震动，敲击声等立即处理。（五）钻进操作安全守则1、钻探工人穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧，安全帽要系绳，矿灯配带齐全。2、操作时要站在轴手把一侧，不得紧靠钻机，给压要均匀，判断要准确，孔内情况要及时撑握，钻速及压力要及时调配，以保证正常钻进。3、启闭开关时，注意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从司机命令，准确及时迅速的启闭开关。4、采用清水钻进时，控制好流量，不准打干钻。5、禁止用手、脚和其它作操作物件接触制动机械运转部分，禁止将其它工具、物品放在钻机、泥浆及电机保护罩上。6、钻机操作人员不准离开钻机，并做到“三看”、“二听”、“一及时”即看扶把震动和进尺速度；看水表及回水情况，看皮带及水接头情况；听机器运转声，听孔内震动声，发现异常及时处理。7、准确丈量下入孔内钻具及机上残尺，正确计算钻孔深度，丈量残尺时要停车进行，以免钻杆回转伤人。8、严格执行钻具检查制度，合理使用钻杆，做到“四检查、”“三不下”、“两准备”钻进中将质量好的钻杆放在下部。“四检查”开钻前检查、检查所有钻杆及水接头。发生孔内事故后进行检查，上下钻具检查，每次上下钻具要检查其摩损情况和弯曲情况，加尺前进行钻具检查。“三不下”钻杆摩损超过规定不下，丝扣拧不紧不下，钻杆弯曲严重不下。“两准备”作好备用钻具的准备，上班为下班做好准备。9、在巷道内搬运长钻具时要注意周围情况，防止碰坏丝扣和发生触电等事故。10、钻进时，如发生电器故障或停电时，应及时将钻具提离孔底至安全地段。11、在钻孔施工过程中，施工人员要密切注意观察施工地点巷道围岩情况，发现有如下突水征兆时应立即关闭高压防水闸门，撤出人员并通知受威胁地点的人员撤出，同时汇报生产技术部、安监站、调度室，调度室值班人员要立即汇报值班矿长。现场突水征兆有以下几种：（1）煤层发潮、发暗、变“冷”。（2）煤壁“出汗”、“挂红”。（3）工作面温度低，起雾。（4）工作面底鼓，有异常声音等。12、要注意孔内出水情况，发现出水并且水压增大，必须立即停钻，但不得提拔钻杆，工作人员不得站在钻杆的直冲方向，以防伤人，并向工区、调度室、生产技术部、安监站汇报情况，调度室值班人员要立即汇报值班矿长。13、瓦斯检查人员要坚持检查瓦斯制度，每班检查瓦斯不得少于2次，如瓦斯浓度超过1%时，应立即停止打钻并汇报调度室。瓦斯浓度或其他有害气体达到1.5%时立即切断电源撤除人员，并及进佩戴好自救器，汇报调度室。14、电机车运行过程中，人员不得随意出入，当电机车行至接近钻场位置时，应提前发出信号。15、下放套管时，要使用好安全卡瓦，防止套管坠入孔内，造成孔内事故。提钻前要认真检查卷扬机的油丝绳、提引器出现损坏要及时更换。提钻时至少要有三人配合，一人操作钻机一人负责卸钻杆，一人把孔口，若孔内水量大出现顶钻的情况时，要利用钻机立轴提钻，操作人员要高度认真，用卡瓦控制钻杆，避免钻杆撞击顶板，施工人员不准面对孔口，以防高压水顶钻伤人，提钻时必须使用钻杆提引器和垫叉。16、井下电器设备要防爆，钻机、泥浆泵要实现风电、瓦斯电闭锁，并应符合煤矿安全规程中的规定要求，施工电缆必须在巷道两帮，不准随意打开电门或电动机接头部分，安装维修电器设备时，必须按煤矿安全规程中的有关条款进行。17、钻孔施工完毕，经验收后，进行安装闸阀工作，并做好各种善后工作，包括钻机的拆除、搬运、检修、存放、钻杆及接头的保护等。18、提钻时，小绞车必须平稳，卸钻杆人员随时注意孔口及卷扬机运