古城矿桃园进风立井探放水专项措施

桃园进风立井探放水安全技术措施中煤五建第四十九工程处二零一二年十一月目 录第一章 矿井概况.2一、交通情况和地理位置.2二、水文地质.2第二章 探放水施工前准备.6 一、探放水前准备工作.6 二、探放水操作时必须遵守的相关规定.6第三章 探放水作业.7一、探放水设备.7二、探放水目的.8三、探放水设计.8四、孔口管的安装.8五、钻孔施工.9六、排水系统.9 第四章 探放水各项安全技术措施.10 一、探放水前的准备工作及主要措施.10 二、突水的一般预兆.11 第五章 探放水施工中的技术要求.11 一、操作钻机的注意事项.12 二、钻探技术要求.12 第六章 安全措施.13 第1章 矿井概况一、交通情况和地理位置 山西潞安集团古城矿井位于长治市西，屯留县境内，东距太（原）焦（作）铁路10km，208国道从井田东部边缘通过。太原长治高速从井田东南边界通过，长治屯留公路从井田西部穿过，区内乡村道路密布，交通非常方便。二、水文地质区内地表水系：区内主要河流是漳河，属海河水系，分清漳河和浊漳河两支。井田内松散含水层主要直接接受大气降水补给，一般在雨季民井水位明显上升，并接受基岩风化带水及泉水的补给。松散含水层下的基岩风化带含水层一般接受其上覆含水层的补给，在局部地段，不同时间内与松散含水层可互为补给含水层。井田内山西组、太原组含水层接受大气降水的补给条件较差，与上覆含水层及下伏含水层均有一定厚度的隔水层相隔。地下水运动一般以层间迳流为主，仅在断层等构造部位才可能与其它含水层直接发生水力联系。中奥陶统石灰岩含水层井田内隐伏于煤系地层之下。在构造部位可能通过导水带接受其它含水层地下水的补给。该含水层一般埋藏较深，地下水迳流相对缓慢。区内该含水层在水文地质单元中所处环境应属于迳流滞缓带。区内含水层：据钻孔揭露资料，含水层由老至新如下： 1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组该含水层为岩溶裂隙含水层。根据区域地层表，奥陶系中统地层自上而下可分为三组：峰峰组厚40-220m，平均194.69m，分为上、下二段。上段：厚度为96.64-101.04m，平均厚98.83m。岩性以深灰色灰岩为主，夹泥质灰岩或白云质灰岩。下段：厚度为74.14-108.30m，平均厚95.86m。岩性由角砾状泥灰岩、泥灰岩、石灰岩及石膏等组成。上马家沟组厚210-313m。下马家沟组厚92-147m。 2、石炭系太原组裂隙岩溶含水层组该含水层为碎屑岩夹石灰岩岩溶裂隙含水层，含水空间以岩溶裂隙为主，含水层主要由K2、K3、K4、K5四层石灰岩组成，平均总厚度为15.25m。井田内无出露，根据钻孔揭露情况，一般岩溶裂隙不发育。从简易水文情况看，钻孔消耗量变化不明显。本区内该含水层组无抽水试验资料，据邻近高河井田资料，q为0.00024-0.0013L/s.m，k为0.0011-0.0037m/d，水位标高680.77-682.47m，水质类型HCO3-Cl-K+Na+型为主。该含水层富水性一般较弱。但在构造部位富水性可能变好。 3、下二叠统山西组及上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组该含水层为碎屑岩裂隙含水层，含水层空间以构造裂隙为主，含水层主要由粗、中、细粒砂岩组成，一般裂隙较发育，局部充填。从抽水试验看，单位涌水量为0.0006-0.0112L/s.m，渗透系数为0.0019-0.0629m/d，水位标高为689.87-769.56m，水质类型为HCO3-K+Na+Ca2+型，该含水层组属弱富水性含水层组。 4、基岩风化带与第四系松散含水层组基岩风化带含水层为碎屑岩裂隙含水层，含水空间以风化裂隙为主，含水层由粗-细粒砂岩组成，富水性因地而异，风化裂隙深度受岩性、构造及地形控制，一般发育深度在50-80m。第四系松散含水层，含水空间以孔隙为主，含水层组主要由中-细砂组成，厚度为0-167.36m，一般为60-130m，厚度变化较大，水位埋藏一般较浅，主要接受大气降水补给，因而受大气降水影响较大。从抽水试验看，单位涌水量0.0031-0.1142L/s.m，渗透系数0.0027-0.1726m/d，水位标高912.68-928.22m，水质类型为HCO3- Ca2+型。属弱中等富水性含水层组。区内主要隔水层：隔水层：中石炭统本溪组隔水层：层厚1.230.40m,平均12.50m；隔水层：上石炭统太原组隔水层组：平均厚约55m，分布于太原组各层灰岩含水层之间；隔水层：下二叠统山西组隔水层组：平均厚约35m，与砂岩相间分布；隔水层：上盒子组中下部和下盒子组隔水层组：层厚48.3361.30m，平均318.64m；隔水层：新生界底部隔水层组：厚度变化较大。根据矿方提供3号钻孔资料揭露，钻孔上部松散层及风化带存在中等含水层段，岩性主要为粉、中砂；下部上石盒子组地层、下石盒子组地层、山西组地层及太原组地层含水层段均不明显。基岩层段含水层岩性主要为细粒砂岩，含水空间以砂岩裂隙为主。令据钻孔抽水试验资料，上部松散层含水层富水性较强，而下部基岩地层含水层富水性较弱。具体含水层深度及厚度见下表1-2-1：附表1-2-1：主要含水层深度及厚度一览表孔号含水层名称止深度（m）厚度（m）岩性3号Q+风化带60.706.08粉砂75.247.64粉砂97.681.56粉砂106.771.67粉砂123.462.00粉砂130.982.30中砂160.8212.38细粒砂岩180.203.91中粒砂岩P2s257.6811.58含砾粗砂岩271.211.00中粒砂岩294.987.05含砾粗砂岩301.633.73中粒砂岩339.236.60中粒砂岩373.7913.12粗粒砂岩P1x+P1s605.903.90粗粒砂岩625.009.00粗粒砂岩707.249.19粗粒砂岩 根据3号钻孔预算结果：当井筒施工范围为0.00181.20m、223.37478.88m、578.40710.54m时，其最大井筒涌水量采用值分别为1820m3/d(75.44m3/h)、2080m3/d(87m3/h)、60m3/d(2.5m3/h)。为防止矿井水患，确保安全生产，根据矿井水文地质规程要求及矿井防治水工作的需要，在掘进前必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，实施“截、导、排、堵、注”的综合治水方案，保证井筒的探放水正常安全施工。第二章 探放水施工前准备一、探放水前的准备工作1、下井前由技术部组织探放水人员认真学习掌握各项参数的测定方法和施工要求的安全技术措施等相关知识。2、根据工作安排、准备、检查、带足本班所需的工具，材料等。3、设备的运输必须遵守下列规定。钻机在运输过程中必须捆绑结实，不得超长、超宽、超高、超重，拆下的螺钉等零件要妥善保存。井下人工搬运设备时，要用绳子系牢，有专人统一指挥，起落行动一致。4、提前打好止浆垫，下好孔口管，安装好阀门。5、设备的安装必须遵守以下程序和要求安装前要检查、检修设备，并检查加固钻场及其周围井帮，清理各种杂物，检查并安设好排水管路、水泵等排水设施。机身安放平稳，上紧底固螺丝，各种电气设备必须防爆。在打钻地点或附近安设专用电话。在钻机操作前认真学习使用说明书，工作过程中严格执行说明书的操作方法。二、探放水操作时必须遵守的相关规定1、探放水前必须由跟班队长或班长负责全过程指挥、协调、监督，跟班队长是本班的安全责任人。2、在接近含水层掘进前必须根据编制的探放水安全措施规定的方位、角度、孔深等进行探放水施工，未经技术人员同意不得擅自改动。3、探水钻进时，钻机、孔口管安设及其固定的方法必须符合设计的要求。4、操作钻机时，应遵守以下规定：打开立轴箱时，横、立轴齿轮应加防护罩。合立轴时，应待齿轮停止转动后进行。、禁止用手和脚直接制动机械的运转部件。、操作高压器时，应戴绝缘手套，穿绝缘靴，脚踏绝缘垫。5、钻孔内水压大时，应采取反压和有防喷装置的方法钻进，并现场备足孔口管、阀门、麻等工器具。6、在钻进中，一但见水，要立即停钻，丈量钻孔进尺并记录其深度，同时拔出钻杆，关闭阀门。7、在钻进时中，若发现孔内涌水时，应测定水位（压）和涌水量。8、钻进时，发现钻孔中的水压、水量突然增加，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拨出钻杆，现场负责人员应立即向调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有工作面人员，然后采取措施，进行处理。第三章 探放水作业一、探放水设备探水设施选用ZYJ270型探水钻，钻杆42-50mm,长度为901m。二、探放水目的1、疏放工作面含水层水，防治矿井水患。2、保证工作面施工安全。三、探放水设计我单位严格执行上级主管部门“预测预报，有掘必探，先探后掘”的探放水原则，在掘进施工中对岩层进行探水作业；计划在本井筒施工中用进行60m循环探放。 1、探水与掘进循环作业方式探水作业超前于掘进作业，探水与掘进循环作业，即探水掘进探水，探水循环进度为60m，允许掘进进度为50m，依此类推。 2、探放水孔的钻孔数目、方位、角度、孔深在每个掘进工作面布置探水钻场，方位角根据实际情况测定，钻孔数量为5个，钻孔一：垂直井筒，垂深60m。钻孔二：井筒偏北18，斜长60m。钻孔三：井筒偏南18，斜长60m。钻孔四：井筒偏东18，斜长60m。钻孔五：井筒偏西18，斜长60m。探水长度为：60m。允许掘进距离50m，安全距离10m。3、有倾角的探水钻孔必须安设孔口管、放水阀门，出水时控制放水量。四、孔口管的安装孔口管的安装必须固定在止浆垫垫或岩石坚硬完整的地段。安装前首先用大口径钻头开孔至8m后，将孔内冲洗干净安装套管。安装时，在用木屑把套管周围背住，然后在套管与孔壁间的灌注水泥浆，而后采用较小尺寸的钻头在孔内钻进，直至钻到位为止，最后退出钻具，在孔口外露部分装上压力表、水阀门和导水孔。为保证孔口套管安装的质量，一般都需要进行注浆检查。在孔口管放入钻孔后，于孔口用较稠的水泥浆将套封死，并在套管上留一个小管，待水泥凝固后由孔口套管向孔内注浆，使水泥浆进入套管与孔壁之间的空隙和岩石裂隙中。 五、钻孔施工井筒基岩段正常施工时，利用潜孔钻机探水。钻孔前应安装具有防止突然涌水的孔口管。钻进过程中，钻机固定要牢固可靠并经常检查钻机是否平稳、牢固，钻孔内返水、返气是否正常，严防卡钎堵钻，如发现孔内异常，应立即停钻，并退出一节，然后处理。接换钻杆上提钻杆时，必须用卡子将钻杆卡紧，才能松开钻机上的卡盘，当钻机上卡盘再次卡住钻杆后，下边的防追卡子才能取下，严防钻杆掉入孔内。钻杆的接头处缠麻丝，防止漏水漏气，严禁钻杆倒转。在钻机运行时，不得将其它物件插入卡盘，防止造成人身或机械事故，钻进过程中应根据岩石的硬度，调节给进的压力和转速，随时掌握孔深。在钻孔的全过程中，做好打钻记录，记录内容有：接班孔深、本班进尺，交班孔深，钻孔出水后应测量水压和水量，如果有异常情况及时汇报给调度室和值班领导，以便采取措施进行处理。六、排水系统 在钻眼工作全过程中，必须保证排水系统正常运转，随时排出井下涌水。探着水后要对工作面岩层进行放水降压，以避免以后工作面掘进时出现涌水量高峰，保证现场施工安全。放水时长以探着水后涌水量大小而定。当井筒涌水量小于5m/h时，对工作面小股涌水可使用风动隔膜泵将水直接排至吊桶内由吊桶出矸时将水排至井外。当井筒涌水量大于5m/h时，用风泵将工作面涌水排至吊盘上的水箱内，使用上层吊盘上安设的卧泵将水排至地面。 基岩段施工期间采用二级排水，即工作面吊盘地面。吊盘布置两台DC50-809型高扬程卧泵，一台运转，一台备用。排水能力为50m/h，排水扬程720m，电机功率220KW，电压等级660V。排水管路采用一趟108mm无缝钢管，附二趟MY370+116动力电缆供电。采用一台2JZ-16/800A型凿井绞车悬吊。工作面至吊盘水箱采用潜水泵，通过3寸胶管排水，确保及时、正常排水，如出现高压力、大水量，要紧急关闭阀门，及时汇报调度室，进行处理。排水路线：工作面吊盘地面第四章 探放水各项安全技术措施一、探放水前的准备工作及主要措施1、检查排水系统准备好排水管路（两趟：一趟4寸排水管，一趟静压洒水管必要时改为排水管）、水泵；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。主水泵提前检查，使“一备一用”两台泵正常使用。2、准备堵水材料在排水地点备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、大锤、锯、斧等及经加工好的5m长带阀门钢管与钢板挡板的释放水孔口管，挡板用锚杆锚固固定，以便出水或来压时及时处理。3、检查钻探附近井壁、裂缝、有无突水预兆等现象，有与地面调度室或受水威胁地区的信号联系的通讯电话。4、检查安全退路探放水时，必须留有一个空吊桶于吊盘处，以便探放水人员及时撤离。5、探放水人员的培训组织有关人员学习了解探水钻的结构及使用操作说明；学习立井掘进作业规程及探放水安全技术措施的规定。6、探水钻安装时必须垫平、放稳。钻机接电时，要严格执行停送电制度。7、在打钻地点附近安设有专用电话。二、突水的一般预兆1、岩层变潮湿、松软；岩帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时出现铁锈色水迹。2、工作面气温降低，或出现雾气或臭鸡蛋气味。3、有时可听到水的“嘶嘶”声。4、矿井压力增大，发生片帮、底鼓。5、突水部位发潮、滴水、带有少量细砂或水量突增，水色时清时混等现象。第五章 探放水施工中的技术要求一、操作钻机的注意事项1、探放水工必须经过学习培训、了解设备的性能。开机前要检查钻机是否平稳牢靠，各部紧固件有无松动情况，检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应予以补充。检查抱闸的松紧程度是不是合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。2、检查进、排水管路是否畅通，探水附近的井帮情况是否良好。3、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始，进钻速度根据地形适当掌握，速度不能过快而使钻杆变形扭曲。4、在运转过程中有不正常的声音、震动、发热及漏油情况，应立即停车检查。5、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。6、钻机因故停钻时， 可根据钻孔情况，将钻杆撤出或不撤出。7、撤钻时要准备好木塞、麻袋等物，将井底清理干净，并通知水泵工作好准备工作。8、探钻过程中工作人员必须在现场进行交接班，交接班时不能停钻。9、放水时要专人看水情况，注意水流的变化，未经批准不准拔出钻杆。10、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。二、钻探技术要求1、钻探施工部门必须严格按照本探放水设计方案要求施工，每施工完一组钻孔由安监、技术、通风、调度联合验收，并记录在册，如发现不合格钻孔，则需重新补探。2、放水孔口管有效长度不少于5.0米,钻孔时需安装孔口管和阀门,并进行注水耐压试验,若能经受2Mpa以上压力方可继续钻进。3、钻孔施工过程中，遇到地质变化如断层等应立即汇报技术人员，经技术人员批准，方可改变原钻探方案，重新制定新方案。4、掘进上每次钻探施工完毕，安监、调度应严格控制组队的允许掘进距离，不得超掘。5、每班必须由安全员跟班作业，并做好记录。记录中应真实反映煤岩层的变化及换层深度，并记录探水孔的方位、角度、位置、孔深、返水的水质变化等情况。6、钻探过程中，若遇顶钻、岩（煤）壁片帮来压、水量突然增大等现象必须停钻，并向调度室反映情况，制定相应措施处理。第六章 安全措施1、施工人员必须按照本施工措施进行施工，司钻人员应严格按照钻操作规程进行作业，严格执行三大规程的规定。2、成立专门的探放水组织机构和专职探放水人员，配备足够数量的监测监管人员，负责探放水工作的监督。3、探放水人员必须经技术部组织进行探放水安全技术培训，经考试合格后方可上岗独立作业。4、通风队安排专职瓦斯员对探放水点瓦斯进行循环检查，瓦斯浓度达到0.5%以上时必须停止钻机进行处理。探放水钻机、排水设施必须进行瓦斯电闭锁和风电闭锁，并安设专用电话，保证24小时畅通，发现违规违纪者从严从重处理。5、安监站指定专职安监员对探放水工作的过程进行全过程的监督，发现隐患及时进行现场处理，现场未能处理的必须及时汇报主管领导和调度室，并填写隐患台帐，对班与班之间存在的安全隐患必须进行监管。6、探水钻机必须稳固固定，确保在钻孔过程中不能移动钻机。7、班组长必须对探放水钻机的运行情况，钻孔的方位角、倾角、仰角、孔与孔之间的夹角、探水点的位置、钻孔深度、封孔情况、设备运行情况及现场的安全隐患进行跟班监管，并详细做好当班记录。发现问题必须及时进行汇报，并做好交接班记录。8、班组长必须严格按照探放水设计的安全技术方案进行钻机位置的确定，并严格执行探放水安全技术措施中的规定。9、探放水人员必须严格执行现场交接班制度，听从值班领导的指挥，发现隐患及时排除。10、所有探放水人员必须执行请假制度。11、在移动探水钻机及时设施设备时，必须轻拿轻放保护好各种设施设备。12、当班必须清理好探水点现场的杂物，材料要堆放整齐，线路悬挂整齐，管路吊挂整齐。13、必须按设计要求及时封孔，并封严封实，如有问题追究当事人的责任。14、发现有涌水、突水、透水预兆等现象时矿领导和区队领导必须亲临现场，进行工作指导和事故的抢险、指挥工作。15、机电队组必须及时接通探放水地点的管路和全力配合探放水人员保证设备的电源正常运行，确保在探放水发生水患时能够及时排出该区域的积水，如有延误，追究相关当事人的责任并且从严从重处理。16、探放水人员必须定期检修钻机、水泵、管路的使用情况，做到勤发现、勤保养，发现