综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施方案

编订：foonshion综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施Safetytechnicalmeasuresforadvanceddrillingandpre-splittingin精品文档放心下载fullymechanizedminingface精品文档放心下载解决方案系列编号：FS-FA-04021综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施感谢阅读队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定一、工程概述为提高块煤率、瓦斯抽采率及降低煤尘，根据12407精品文档放心下载谢谢阅读际，需在12407综采工作面，对煤层进行超前钻孔预裂。精品文档放心下载感谢阅读二、钻孔布置技术参数及要求、施工工艺1、钻机技术参数采用ZDY3200S感谢阅读参数:钻孔深度:350/100m:63.5/73mm感谢阅读度1.5m，额定转速:50~175r/min，主轴倾角:0~±900，给精品文档放心下载进行程:600mm。泵电动机型号:YBK2-225S-4，泵电压感谢阅读660/1140，适用钻孔深度:350/100m，终孔直谢谢阅读径:150/200mm。第2页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-040212、预裂钻孔布置参数(1)预裂单排钻孔布置参数精品文档放心下载孔，在回风顺槽1600米，布置1#钻孔，依次向外布置2#、精品文档放心下载3#……2.4m精品文档放心下载布置在采高中间位置，即1.2m处，当采高为3m时，钻孔谢谢阅读布置在采高中间位置，即1.5m处。实验阶段1600m(1#钻精品文档放心下载孔离停采线距离)150m谢谢阅读据地质资料，在实施区域内，当遇到断层不能打预裂钻孔，谢谢阅读可避开断层10m外继续布置预裂钻孔。根据工作面周期来感谢阅读谢谢阅读4-1精品文档放心下载所示。1)孔间距:设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔谢谢阅读平均间距10m。2)钻孔数量:感谢阅读共10个钻孔。第3页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-040213)预裂孔长度:预裂钻孔设计长度为126m。4)钻孔直径:113mm。5)钻孔角度:如表4-24-1钻孔布置参数表钻孔直径113mm钻孔间距10m钻孔长度126m封孔长度20m预留保护线20m钻孔数量10个12407工作面回风巷高程高于运顺，存在一定角度。感谢阅读由于12407回顺与运顺的高程测点存在20m的错距，感谢阅读因此在计算过程中需纠正错距引起误差。4-2钻孔布置参数12407回顺12407运顺正切值角度测点标高测点错距测点标高15000.22154仰角15100.144765仰角1520910.71315201500910.8910.001190.06799仰谢谢阅读角15300.056818仰角第4页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-0402115400.045645仰角15500.034473仰角1560907.33115701550907.3920.000410.0233仰谢谢阅读角15700.22899仰角15800.20569仰角15900.296885仰角1600904.79515951575905.8110.006770.38808仰谢谢阅读角(2)预裂双排钻孔布置参数在距离单排眼钻孔10#孔向外10m处，打双排钻孔的精品文档放心下载1#钻孔，依次布置2#、3#……，在回风顺槽钻机及预裂设精品文档放心下载备布置，从回风顺槽画好的点位置及角度向运输顺槽钻孔，感谢阅读精品文档放心下载与底板间距1m1m感谢阅读12m12m精品文档放心下载距离为6m。具体如下图:12407回风巷双排钻孔布置示意图第5页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021钻孔，可避开断层10m外继续布置预裂钻孔。根据工作面精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读如表4-3所示。1)孔间距:设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔精品文档放心下载平均间距10m。2)钻孔数量:沿垂直于煤层倾向方向布置钻孔，12407工感谢阅读作面初步设计预裂区域长度为1600m，试验区域共266个感谢阅读钻孔。3)预裂孔长度:预裂钻孔设计长度为126m。4)钻孔直径:113mm。5)钻孔角度:根据测得高程计算得。表4-3钻孔布置参数钻孔直径113mm钻孔间距6m钻孔长度126m封孔长度20m预留保护线20m预计钻孔数量250个二、煤层预裂技术参数及要求、施工工艺第6页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-040211、预裂泵的技术参数(1)预裂泵驱动功率:160KW66MPa精品文档放心下载大排出流量:7.1m3/h。(2)水箱规格:2m×1m×1m，与预裂泵直接相连，内有水精品文档放心下载质过滤装置，可保证水质。(3)超高压软管:超高压软管规格:16×6S-80(内径钢丝层精品文档放心下载数-压力)，每根长度可根据需求定做。(4)液压卷管器:液压卷管器对预裂深度、速度进行控制，谢谢阅读起到给进、后撤作用。(5)封孔器:采用FKS-80/15型号系列超高压煤层注水封谢谢阅读88mm2.2m40MPa;精品文档放心下载精品文档放心下载的KFB型矿用封孔泵，封孔长度8米，封孔距离20m。感谢阅读(6)管路附属装置:配套材料包括配套法兰、阀门、连接感谢阅读胶管及螺栓、胶垫等。2、高压脉冲预裂技术参数(1)预裂方式:根据工作面煤层赋存条件，通过高压预裂谢谢阅读150精品文档放心下载第7页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021裂。(2)预裂压力:预裂出口压力66MPa，可以自行控制。感谢阅读(3)预裂半径:5米。(4)预裂时间:高压预裂预裂器运行速度2m/min感谢阅读间1h。(5)巷道保护煤柱:20m。3、水压致裂裂化技术参数(1)预裂方式:根据工作面煤层赋存条件，通过高压预裂感谢阅读150感谢阅读裂。预裂液让煤体充分预裂、破碎，煤层间隙进一步裂化，感谢阅读采用多孔单泵水平混合预裂裂化工艺。(2)预裂压力:预裂压力控制在8~10MPa。(3)预裂渗透半径:10米。(4)单孔预裂时间:0.5~1h。(5)单孔压裂时间:不少于预裂时间2/3。(6)单孔预裂量:水平长轴5m，垂直短轴1m。(7)谢谢阅读(8)预裂量:单孔0.7m3，累计1m3。第8页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021(9)预裂流量:根据经验，动压预裂时应为0.7~2.0m3/h。感谢阅读(10)预裂超前工作面开采位置的距离，不低于150米。感谢阅读(11)封孔长度:20米。4、钻孔超前预裂工艺根据红石岩煤矿综采工作面煤层赋存条件、构造特征，感谢阅读分析，红石岩煤矿2#煤层超前预裂实施方案:采取第一步高精品文档放心下载压脉冲预裂法，第二步水压致裂预裂法与综采工艺协调时，谢谢阅读相配套的综合预裂技术方案。12407谢谢阅读方案:精品文档放心下载1600米处开始布置1#感谢阅读间距为101500米即长度100m10个钻谢谢阅读孔，采用单排钻孔超前预裂工艺，进行预裂。第二实验方案:10#感谢阅读6米处布置双排1#钻孔，钻孔水平投影间距长度6米，从精品文档放心下载1500米到1400米共计100m16谢谢阅读第9页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021用双排钻孔超前预裂工艺，进行预裂;对12407综采工作面剩余1500m分成三个预裂区进行预裂精品文档放心下载感谢阅读两个实验方案中选择最佳方案，对12407综采工作面剩余感谢阅读1400m分成三个预裂区进行预裂施工。(1)三个预裂区单排钻孔超前预裂工艺第一预裂区从1500m至1300m200m精品文档放心下载置钻孔20113mm谢谢阅读10m，钻孔长度126m，端头封孔长度10m。第二预裂区从1300m至距开切眼900m区域内，长度感谢阅读400m4017个钻孔，谢谢阅读钻孔直径113mm，钻孔长度126m，端头封孔长度10m，感谢阅读间距10m，钻孔平行与工作面水平布置。第三预裂区从距开切眼900m至12407工作面停采线，谢谢阅读长度1000m。煤层中布置90个钻孔，钻孔直径113mm，谢谢阅读钻孔长度126m10m10m精品文档放心下载与工作面水平布置。第10页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021(2)三个预裂区双排钻孔超前预裂工艺第一预裂区从1400m至1300m100m感谢阅读置钻孔16(依据现场工作面实际推进情况钻眼数量可做调谢谢阅读整)，钻孔平行与工作面，钻孔直径113mm，错间距6m，谢谢阅读钻孔长度126m10m感谢阅读布置参数表为准。第二预裂区从1300m至距开切眼900m区域内，长度精品文档放心下载400m66113mm感谢阅读度126m，端头封孔长度10m，错间距6m，钻孔平行与工谢谢阅读作面水平布置。第三预裂区从距开切眼900m至12407工作面停采线，谢谢阅读长度1000m。煤层中布置150个钻孔，钻孔直径113mm，精品文档放心下载钻孔长度126m10m10m谢谢阅读角度以钻眼布置参数为准。求采用XKRFS-Ⅱ-1型煤岩层多功能水力预裂Ⅱ代1型设谢谢阅读谢谢阅读第11页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021裂化的专用设备。具体使用方法如下:1、安装(1)、根据综采工作面煤层预裂设计，超前工作面采用ZDY3200S钻机，布置钻孔。(2)精品文档放心下载感谢阅读口对准选准的钻孔。(3)、将设备固定好，保证设备稳定、平稳。2、连接(1)感谢阅读接。(2)、将高压泵组回流管与高位水箱回流口连接。(3)精品文档放心下载1/2水箱，谢谢阅读最好保持水箱中水量完全充满，保证压力。(4)谢谢阅读660/1140V高压电连接，确保电机转向与指示方向一致。感谢阅读(5)15W-402/3。谢谢阅读第12页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021液压卷管器液压油箱注入液压油，不低于18L。(6)90精品文档放心下载上特制帽套。(7)、检查装备各部件连接处牢靠性、密封性。3、运行(1)精品文档放心下载谢谢阅读排水阀门。(2)感谢阅读谢谢阅读闭状态。(3)、开启液压卷管器防爆电机。(4)精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载送高压胶管。(5)精品文档放心下载间位置，停止推送高压胶管。第13页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021(6)、启动高压泵组防爆电机。(7)、启动红外数据采集系统;观察校对压力表压力。(8)感谢阅读调节压力到60MPa，停止调节调压阀。(9)精品文档放心下载2m/min谢谢阅读谢谢阅读转筒依次排列整齐。(10)、在抽出高压胶管过程中，仔细观察高压胶管上的感谢阅读安全标线，待出现10m标线时，将液压卷管器控制箱中的精品文档放心下载手动换向阀扳动到中间位置，停止收管。(11)、逆时针完全旋转高压泵组调压阀，处于完全开启感谢阅读状态，使高压管逐渐降压至完全卸压。(12)、关闭高压泵组防爆电机。(13)、向下扳动液压卷管器控制箱换向阀，使高压胶管感谢阅读从孔内完全退出，扳动换向阀到中间位置，取下预裂器。(14)、将高压胶管与封孔器接头连接，向上扳动液压卷精品文档放心下载管器控制箱换向阀，将封孔器送入孔内距离孔口10m处位谢谢阅读第14页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021置，将换向阀扳动到中间位置。(15)、再次开启高压泵组防爆电机。(16)、顺时针缓慢旋转高压泵组调压阀，观察抗震压力精品文档放心下载表，调节压力到15MPa，停止调节调压阀。(17)、观察煤层裂隙破坏状态，持续加压至煤层预裂裂谢谢阅读0.2h谢谢阅读完全旋转高压泵组调压阀，处于完全开启状态。(18)、关闭高压泵组防爆电机。(19)、观察预裂钻孔破裂效果，以及孔内工作液的卸除精品文档放心下载情况，直到孔口泄水基本结束，封孔器收缩回复原型。4、停车回收(1)感谢阅读的情况下，操作液压卷管器控制箱，向下扳动手动换向阀，感谢阅读精品文档放心下载置，取下封孔器。(2)、关闭液压卷管器防爆电机。(3)感谢阅读上操作。第15页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021(4)感谢阅读滤器底部排水阀门、高压泵底部排污排水阀门打开完全打开，精品文档放心下载精品文档放心下载备。5、数据处理(1)、设备在预裂过程中的压力可通过抗震压力表(校对感谢阅读压力表)精品文档放心下载系统采集压力，在设备附近无线通讯的有效距离为10m范谢谢阅读围，通过数据采集器采集当前一段观测数据，保存。(2)精品文档放心下载采集系统采集数据的时间来确定。6、注意事项(1)感谢阅读谢谢阅读使用没有煤矿安全标志的产品。(2)感谢阅读安标配套件及零(元)部件配置，安全阀出厂已调定，不许随谢谢阅读意调整。第16页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021五、封孔施工工艺及程序(1)精品文档放心下载谢谢阅读口20m处位置，向上扳动液压卷管器控制箱换向阀，将换精品文档放心下载向阀扳动到中间位置。(2)、再次开启高压泵组防爆电机。(3)精品文档放心下载压，压力使封孔器膨胀，对钻孔进行封孔。(4)再通过对钻内注带压水，使煤层裂隙进一步致裂。(5)观察抗震压力表，调节压力到15MPa，停止调节调精品文档放心下载压阀。(6)精品文档放心下载大范围扩展，运行时间小于0.2h。完全开启状态。(7)、关闭高压泵组防爆电机。(8)精品文档放心下载况，直到孔口泄水基本结束，封孔器收缩回复原型。第17页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021六、供电1、12407回风顺槽的电源来自四采区变电所，05#移精品文档放心下载KBZ-400馈电、KBZ-谢谢阅读200谢谢阅读源开关QBZ-80N放置在平板车上，跟随钻孔位置移动。感谢阅读2、KBZ-400馈电上安装瓦斯断电仪，报警深度≥谢谢阅读0.5%CH4断电浓度≥0.5%CH4，复电浓度七、施工技术要求1、加强测量工作，提高测量精度，钻孔前由地测科根据钻孔设计方位角度，准确定位。2、打钻时，钻孔必须依次编号，严格按施工设计参数打眼，并要有详细的原始记录。3、在高压预裂割煤过程中，对每个孔预裂压力、流量、预裂量等参数做详细记录。4、水压致裂预裂过程中，每孔预裂量、预裂时间、压力、流量等参数必须详细记录。5、水压致裂预裂工要有高度责任心，观察要详细，记谢谢阅读第18页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-04021达到设计要求。6、地测科要将预裂孔位置标清，生产科与通风科负责感谢阅读后煤层预裂提供可靠的理论依据。724精品文档放心下载小时，避免塌孔影响预裂效果。八、施工安全技术措施1、施工人员，进入施工现场必须先检查后工作，发现精品文档放心下载作业，应及时汇报矿调度室，必须做到不安全不生产。2、施工人员必须在安全可靠的支护下进行施工作业，谢谢阅读精品文档放心下载伤人。3、钻机安排专人管理，按照说明书进行维护、保养，系统压力不得超调，压力油管不得在漏油、渗油下工作。4、钻机的渗漏油液时，应及时收集回收，上井进行处理。第19页/共23页解决方案系列编号：FS-FA-040215、钻机的高压胶管不得随意更换，保证接头连接可靠，防止钻机工作时，出现伤人事故。6、钻机的油管未全部接好不允许试转电机，孔内有钻具，除按规定程序卸钻杆外，绝不允许马达反转。7、停止钻进时，要立即将夹持器功能手把推向前位，使夹持器夹紧钻杆，确保安全