新田煤矿1402底抽巷水力冲孔安全技术措施-(2017.9.13)

目 录一、概述1二、成立水力冲孔管理机构1三、水力冲孔布置设计方案2四、水力冲孔设备选型及系统安装要求21、设备选型22、系统安装要求3五、冲孔前准备工作4六、水力冲孔施工方案51、冲孔施工工序52、冲孔技术参数53、施工组织5七、水力冲孔施工工艺6八、冲孔效果评价7九、现场管理安全技术措施7十、防瓦斯超限及超限安全技术措施91、防瓦斯超限安全技术措施92、瓦斯超限安全技术措施9十一、施工地点打出CO及超限的处理措施9十二、灾害预兆及避灾线路91、透水预兆92、瓦斯突出预兆103、当施工期间出现灾情需撤退时，避灾路线10十三、安全防护措施10十四、其他注意事项10新田煤矿1402回顺底抽巷穿层钻孔水力冲孔安全技术措施一、概述为加快1402回顺煤巷条带区域瓦斯治理，缩短巷道穿层钻孔预抽时间，加快区域消突，提高抽采效果。经领导研究决定，在现有穿层钻孔设计方案基础上，增设1402回顺底抽巷水力冲孔。为确保水力冲孔期间施工安全，特编制本安全技术措施，并严格按照措施施工。二、成立水力冲孔管理机构为确保水力冲孔项目安全、高效、顺利进行，矿特成立1402回顺底抽巷水力冲孔领导小组，施工初期领导小组每天三班要对收集的数据、信息进行分析研究，对冲孔期间出现的问题制定对策，不断补充完善该措施。小组成员组 长：矿 长 副 组 长：总工程师 生产副矿长 安全副矿长 防突副矿长 机电副矿长 成 员：通防部 机电部 生产技术部 安监部 调度室职责划分矿 长：全面负责水力冲孔工作总工程师：全面负责水力冲孔期间技术指导及管理工作。防突副矿长：负责水力冲孔期间生产及技术指导工作。生产副矿长：负责协调水力冲孔期间的生产监督管理工作。机电副矿长：负责水力冲孔期间机电设备及乳化泵运行期间的疑难问题解决方案等。安全副矿长：全面负责水力冲孔期间安全管理工作。通 防 部：水力冲孔期间的技术、安全指导工作，对存在的问题督促整改。机 电 部：负责水力冲孔期间的机电设备隐患排查工作，检查机电设备运行情况，对存在的问题及时督促整改落实。生产技术部：负责水力冲孔期间围岩支护情况的排查及整改工作，负责水力冲孔期间钻孔见煤（岩）的地质分析工作。安 监 部：负责水力冲孔现场安全隐患检查、监督整改工作，确保施工安全。三、水力冲孔布置设计方案冲孔钻孔设计：根据1402回顺底抽设计穿层钻场钻孔，每隔一个钻场进行水力冲孔施工。特别说明，1402底抽穿层钻孔如有补孔施工，需进行水力冲孔。1402回顺底抽预抽1402采面中部煤层瓦斯钻孔每隔4m布置3个钻孔，钻孔成孔后需进行水力冲孔。冲孔地点：1402回顺底抽。控制范围：1402回顺底抽预抽煤巷条带穿层钻孔水力冲孔控制巷道轮廓线外20m，1402回顺底抽预抽1402采面中部煤层瓦斯穿层钻孔水力冲孔控制1402回顺轮廓线外60-90m。钻孔倾角：1490之间。岩柱厚度：不小于7m(满足冲孔条件）四、水力冲孔设备选型及系统安装要求1、设备选型（1) 钻机选型：暂定选用CMSI-4000/履带钻机。（2）动力源：BRW200/31.5型乳化液泵和RX200/16A型乳化液箱，乳化液泵最高泵压31.5MPa,额定流量200L/min。水力冲孔系统由注水泵、水箱、压力表等组成如图1所示。图1水力冲孔系统布置示意图（3）注水泵与水表：水力冲孔采用额定压力为31.5MPa、额定流量为200L的BRW200/31.5型煤矿用乳化液泵为注水泵，乳化液泵必须安设量程31.5MPa的压力表和专用卸压阀等附件，并保证连接可靠。（4）连接管件：与乳化液泵相连的连接管采用内径25mm（承压能力不低于31.5MPa）钢丝缠绕胶管，将胶管的另一头与73mm/63mm冲孔水辫连相连接至钻杆尾端，连接处采用快速接头和U型卡加固。 （5）水力冲孔钻杆：1000mm73mm（63mm）专用水力冲孔钻杆，配套专用水力冲孔器和冲孔水辫。2、系统安装要求系统装备的安装如图1所示，包括泵站、安全阀组，另外，钻孔上需安装防瓦斯超限装置。（1）乳化泵站应安装在巷道进风侧，距离冲孔位置不应小于30m。（2）在钻场内需打好基础，保持水平，并提供补水水源。（3）其供电设计与选型需要有资质的部门实施，来选择合适的电源、开关等电器设备。（4）新泵或较长时间未运转的泵要首先检查各部分是否有锈蚀、损坏、密封是否完好，连接是否松动。（5）泵的工作位置应保持水平，且基础实在（倾斜角小于3度）。（6）检查电机与泵的同轴情况，两联轴器应留有2-4毫米的间隙。（7）检查泵内润滑油是否在油标的中间（40号或50号机械油）柱塞腔上滴油是否有足够润滑油。（8）用手盘动联轴器，应该转动灵活，无反常卡死现象。（9）开泵前应打开液箱出液口阀门，然后点动电机，观察电机转向应与箭头标志一致。（10）启动电机，打开放气螺堵，放尽高压腔内空气，然后空转5-10分钟，逐级加载，每20分钟升高额定压力的25%，在升压正常，无泄漏，无抖动异常现象方可投入使用。（11）正常使用时，泵的上盖不得打开，防止煤尘进入泵内，柱塞腔盖板应盖好，防止杂物进入，冲坏滑块。（12）冲孔系统管路应保证畅通、密封性良好，各管路接头及冲孔钻杆必须严密合缝，高压管路不得有破损，不准使用丝扣磨损及废旧钻杆，接头不得有跑、冒水现象。（13）进行水力冲孔前，架设、固定冲孔管路必须牢固可靠，高压胶管及其附属设施必须用8#铁丝捆绑在帮脚帮网上，捆绑间距为5m，对高压水管连接处安装加固装置进行二次连接，加固装置采用两个U型管箍加工后卡住管路两端头，以防连接头脱落，高压胶管甩动伤人。（14）加强通风瓦斯管理，冲孔地区要形成独立回风系统，在进风侧建立二道坚固的符合煤矿安全规程规定的正反向风门。（15）在进行水力冲孔期间，在距掘进迎头向后5m以内安设T1探头；第一回风流交汇点前1015m处安设T2探头。探头安设位置和悬挂地点必须符合规定，并经常调校，确保灵敏可靠。电气设备在复电点内时只准人工复电，且每一部探头都必须实行挂牌管理。（16）系统安装好后，至少开泵试冲1次，检查系统安装问题。五、冲孔前准备工作1、乳化泵运转前乳化液泵站和打钻处要安装通信电话，以便有何情况及时联系相互协调。2、水力冲孔前应派人检查高压水系统，乳化泵及管路是否连接捆绑正常，并指定专人操作乳化泵。3、在钻机操作处，高压管路上要安装泄压阀，以便有何异常情况时可及时打开泄压阀泄压。4、乳化泵水箱供水管路安装两趟50mm供水管路，保证能满足水力冲孔时的用水需求。5、在现场用煤袋堆两个长*宽*高：5m*1m*0.5m泵坑，用于收集、过滤冲出的煤渣、积水。冲出的煤渣由调度室协调相关区队及时清理，积水经沉淀、过滤后用排水泵抽排走。6、准备两台排水风泵（后期可根据排水量增设电泵），正常情况下一台风泵正常运转，另外的作为备用，防止排水泵损坏或排水泵功率无法满足排水要求时造成巷道积水。7、排水系统，采用DN108铁管从沉淀池连接至1402回风底抽巷排水管路，保证排水能够畅通。8、必须检查好高负压抽放管路是否正常，安装好孔口管，保证“四防装置”能正常使用。9、钻孔回风侧3m范围内必须悬挂便携式甲烷检测仪，3m5m范围内吊挂一氧化碳传感器，10-20m范围内吊挂甲烷传感器，并确保瓦斯超限时1901运输反掘联巷全部非本质安全型电器设备全部停电。10、消防设施：打钻地点20m范围内严禁存放油类等易燃易爆物品，打钻地点5m范围内必须配备两个8kg干粉灭火器、消防沙不少于0.2m,黄泥不少于25kg。11、水力冲孔地点必须安装一组压风自救装置，且供气嘴不少于5个并确保能正常使用。12、水力冲孔施工前必须完善现场安全设施，否则严禁开钻。13、冲孔地点要求安设在线监控视频并保证正常使用。六、水力冲孔施工方案 1、冲孔施工工序（1） 水力冲孔采取先施工钻孔穿透4#煤层，钻孔成孔后要在原始记录和验孔单上填写好钻孔见煤点和见煤长度及有无顶钻、卡钻、喷孔等瓦斯动力现象，为水力冲孔工作创造有力条件。（2） 重点考虑对有自喷现象及瓦斯涌出量较大的钻孔进行冲孔。冲孔顺序按照钻孔倾角大小，从大到小进行冲孔。 2、冲孔技术参数（1） 冲孔压力：根据煤科集团重庆研究院2013年9月提交的永贵能源开发有限责任公司黔西县新田煤矿4号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，4#煤层坚固性系数f=0.56，推荐泵压为f值得20倍，既破煤有效压力应12MPa,推荐压力15MPa,初期冲孔压力控制在15-20MPa之间（后期可通过冲孔实际施工情况并经试验考察更改冲孔压力范围），冲孔时先低压后高压。（2） 流量不低于200L/min.（3） 冲孔时间可根据现场情况而定，一般为每米煤段不低于30分钟，冲孔到返清水为止,冲孔总时长不少于2小时，见煤段较长时不少于3小时。（4） 冲出煤量：f=0.560.5时，每米煤段出煤量根据现场实际情况确定。 3、施工组织 施工单位：防突队 施工现场负责人：防突队跟班队长 施工现场配置人员见下表：相关人员人员数量通防部跟班/矿跟班人员1防突队跟班队长1水力冲孔人员3七、水力冲孔施工工艺1、钻孔采用水力排渣施工至设计深度后，退出原有的打钻钻杆及钻头，组装好水力冲孔器具，包括更换冲孔钻杆、冲孔器。退钻杆时，应在钻孔返水（风）正常时进行，防止憋孔，防止埋钻。2、重新下冲孔钻杆至钻孔内，同时打开钻机，缓慢将钻杆送入孔内，当冲孔器进入见煤点后，开启静压水把钻孔预先疏通一次，防止钻杆内有煤渣堵塞。之后开启乳化液泵，缓慢转动钻杆，转速不超过120-220转/min，同时来回拉动钻杆。如此循环直至钻孔没有大量煤粉冲出即可。3、继续加钻杆冲孔，每次只能喂进1根钻杆。按如此方法直到冲完全煤段停止，冲孔完成，退出钻杆。加钻杆前，应先来回进退钻杆，若孔内返水变清3分钟后，在保证钻孔通顺、无压力的情况下拆卸1节钻杆，然后继续水力冲孔。防止堵塞冲孔器，并记录加钻杆数，随时保证清楚的知道冲孔器在孔中的位置。4、冲孔期间，应密切观测返水情况，水量变小时，应加大钻速，避免钻孔进一步堵死，并来回洗孔。5、每接一根钻杆，一定要检查钻杆接头密封圈，确保密封效果，防止漏水。否则，水压达不到，水力冲孔效果差，还容易掉入钻杆。6、冲孔过程中如出现串孔时，要及时堵孔解决。7、整个水力冲孔过程中，保持匀速钻进水力冲孔，以便排出煤屑。8、若钻孔堵死，压力表上升到20MPa以上，仍不能冲开，可停止进水，防止高压水、瓦斯喷出伤人，并造成瓦斯超限。9、钻孔内返清水或冲不出煤和瓦斯时，可视为煤段水力冲孔完毕，通知乳化泵司机停泵并打开泄压阀，在确认高压系统压力完全泄除后，方可拆除高压胶管撤出钻杆。10、一个孔冲完毕，移孔前，要进行水力冲孔确认，确保冲完煤段。11、水力冲孔结束后，冲落的煤要及时外运，防止堵塞钻场和巷道。施工人员根据现场清理冲出的煤，来估算单孔冲出的煤量，并做好原始记录。12、水力冲孔结束后，使用气水分离器进行临时联管抽放，待孔内水排净后再进行永久联抽。13、水力冲孔结束后，现场水力冲孔负责人打电话汇报调度室（验孔中心），调度室（验孔中心）做好记录。八、冲孔效果评价评价指标采用相对变形量、预抽率和工作面预测指标总体评价煤体的变形量、瓦斯排放情况。1、冲孔煤量 冲孔煤量应达到控制范围煤层的3。 参数获取方法：统计每个孔冲出煤量，然后累计相加，累计冲出煤量与措施控制范围内的煤储量的比值。煤量计量通过沉淀池过滤，装编织袋称重或装矿车统计，应根据煤遇水膨胀情况，考虑一定膨胀系数。2、预抽率 依据AQ1026煤矿瓦斯抽采基本指标、煤矿安全规程等相关法规，预抽率应达到30%以上。预抽率的计算应符合防治煤与瓦斯突出规定的相关规定，包括风排量和抽放量，不扣除不可解吸量，或原煤瓦斯含量减去实测残存瓦斯含量与原煤瓦斯含量的比值。瓦斯量计算根据T2探头的瓦斯浓度变化，以实测风量为基础，计算时间取冲孔开始到冲孔结束后瓦斯恢复正常为止。3、工作面效检指标 依据防治煤与瓦斯突出规定第七十三条执行。九、现场管理安全技术措施1、水力冲孔的地点必须建立可靠的通风系统和完善的抽采系统。2、防喷装置的抽采管必须接在抽采管网的支管上，且抽采管与支管的联接管上必须安装阀门，当出现喷孔现象时，立即将阀门打开，将喷出的瓦斯及时排入抽采瓦斯的管网内。3、冲孔前，通风队必须保证冲孔巷道内的供风风速不得低于0.5m/s，确保风量充足。4、水力冲孔时，由防突队指派专人负责操作冲孔钻杆和控制阀，其他人员全部站到距冲孔钻孔5m之外的进风侧一侧，即钻场的上风头，避开钻孔方向，防止喷孔伤人事故发生。5、优化钻机设备布置，使用加长油管，使钻机操纵台尽量远离冲孔钻孔，操作人员距钻孔不小于5m处操作钻机，尽量拉开与钻孔的间距，降低伤害风险。6、泵站司机接到开泵命令后，回令确认开泵，在得到确认后，开启乳化泵，开泵后调整泵压，钻工启动钻机，保持慢速旋转水力冲孔，以便排出煤屑。7、钻机操作手要密切观察钻孔冲孔情况，发现异常（防喷装置固定不牢，回流物抱紧钻杆无法前进、钻孔停止排出水、煤，或有CO气体时以及瓦斯浓度超过0.8%时等）应及时停止钻机运转，暂停水力冲孔作业，上报调度室，待异常现象处理后，经调度室同意后方可重新进行水力冲孔。8、施工地点要设专人（班长或跟班队长）观测水力冲孔情况，发现钻孔有卡钻、顶钻、排渣不利、打不进或钻孔不返水时，要随时调控水力冲孔高压阀门，由现场钻机操作人员反拉动进退手柄，直至钻孔排渣正常。9、每次冲孔前必须检查水力冲孔机具、输水管路、瓦斯抽放管等管路是否破损、漏水、漏气，管路接头是否严密。水力冲孔施工完毕必须由专人负责，保护好现场冲孔器具，同时将其放置在指定地点。10、水力冲孔时，因水压较大，接/撤钻杆时，一定要打开泄压阀，待完全泄压后，方可拆/接钻杆。11、在冲孔前，应先用CH4便携仪或光学瓦检仪，测量钻场附近瓦斯情况，当瓦斯浓度低于0.5%时，方可开始冲孔作业。12、每次冲孔施工之前机电工要进行防、失爆检查，严禁电气失爆。13、水力冲孔时，钻机要保持转动，防止钻孔冲煤卡钻。14、拆接钻杆时，严禁使用铁质物品敲击钻杆、钻具，防止产生火花，敲击钻杆时必须使用铜锤。15、同一条巷道内，同时采取水力冲孔措施的孔数只准有一个。同时水力冲孔期间回风流中不得有人。16、交接班时，要将冲孔情况、存在问题向接班人员交待清楚，否则，接班人员可以不接班。17、水力冲孔前现场水力冲孔负责人打电话汇报调度室请示是否可以冲孔。回风大巷内严禁人员进入，调度室做好详细记录。18、防突队安排人员撤出1404运顺底抽巷及处于钻机回风流中所有人员，并在1402回顺底抽巷里段风门处、1404运输联络巷处安设警戒，水力冲孔期间除防突队工作人员外严禁任何人再进入1404运输顺槽底抽巷。19、水力冲孔时，上风侧警戒线外钻机可正常施工。20、现场严格执行瓦斯超限撤人制度。十、防瓦斯超限及超限安全技术措施 1、防瓦斯超限安全技术措施施工过程中全程使用好“四防装置”，冲孔时采用可间歇式水力冲孔，若孔口瓦斯达到0.8%，停止冲孔，打开“四防装置”负压进行瓦斯临时连抽，待孔口瓦斯浓度降到0.5%并稳定时重新开启泵进行冲孔，防止瓦斯浓度超限。 2、瓦斯超限安全技术措施施工期间，如出现瓦斯探头数值超过0.8，要立即停止水力冲孔并切断巷道内所有动力电源，通过“四防装置”抽放后撤出人员，待回风侧瓦斯浓度小于0.8后时方可恢复水力冲孔。当瓦斯浓度达到1时1402回顺底抽巷全部施工人员必须立即撤出，并到安全地点电话联系调度室。十一、施工地点打出CO及超限的处理措施1、停止注水用黄泥封堵钻孔，尽量多堵黄泥数量。2、与此同时及时通知调度室撤人并沿进风流中撤出。3、消防器材配置完善并放在施钻人员可以及时使用的地方，黄泥需班班浇水保持湿润度，确保钻孔出现CO时可以正常使用。4、施工人员操作时应必须站在钻孔上风侧操作，避免出现一氧化碳时发生人员窒息事故。5、所有施工人员必须熟练掌握自救器的使用方法及避灾路线，一旦发生孔内瓦斯燃烧或煤炭燃烧时人员要立即佩戴自救器撤至进风流巷到中。十二、灾害预兆及避灾线路 1、透水预兆煤壁挂红、挂汗、空气变冷、发生雾气、有水叫声、顶板淋