一、概述
根据矿安排及《-730~-960m联络斜巷(下段)揭5-2、4-2煤区域预抽钻孔设计》,我单位将于-730~-960m联络斜巷(下段)迎头法距5-2煤顶板7m前,施工区域措施及效检钻孔,其中区域措施钻孔用于预抽揭煤区域5-2煤、4-2煤瓦斯;效检钻孔用于区域措施效果检验。为确保本次钻孔施工的安全与质量,特编制本安全技术措施。
二、巷道及瓦斯地质情况
1、井巷工程情况
-730~-960m联络斜巷(下段)是潘三矿二水平延深工程的关键主线,为二水平开拓巷道的回风通道。该巷自-730~-960m联络斜巷(-817m水平)以 22°下山施工,揭穿8煤、7-2煤、7-1煤、6-2煤、6-1煤、5-2煤、5-1煤、4-2煤、4-1煤后进入4-1煤底板施工,全长371.6m,设计拱形断面,净高4.1m,净宽5.2m,采用锚索网喷支护。现-730~-960m联络斜巷(下段)已施工至法距5-2煤顶板7m处,该巷采用放炮进尺,扒矸机扒货,皮带机出货。
-730~-960m联络斜巷(下段)南部的二水平东一11-2煤采区皮带机上山揭煤联巷、-817m东翼轨道石门正在掘进。
2、煤层赋存情况
-730~-960m联络斜巷(下段)揭6煤区段煤层总体呈单斜状,向西南倾斜,煤层赋存稳定,煤(岩)层产状为220~270°∠1~5°,其中5-2煤:厚1.9(0.5)0.6m,4-2煤:厚1.1m,5-2煤与4-2煤层间距约7.4m。
-730~-960m联络斜巷(下段)揭5-2、4-2煤钻孔施工范围内,钻孔由浅至深依次揭露煤岩为:细砂岩(7m)、5-2煤1.9(0.5)0.6m、砂质泥岩(3.55m)、细砂岩(2.95m)、泥岩(0.9m)、4-2煤(1.1m)、泥岩(1.5m)。
3、水文地质情况
⑴充水因素:
①该巷基岩面标高-244~-300m,距离较远,第四系下含水对该巷施工影响较小。
②煤系地层砂岩裂隙水富水性弱、导水性差,以静贮量为主的砂岩裂隙水为该巷主要充水因素,局部巷道可能出现短期滴淋水现象,预计对生产影响不大。
③揭煤段巷道30m范围内无老空区、无钻孔。
④F47断层可能导水,对生产有一定影响。
该巷水文地质条件简单,煤系地层砂岩裂隙水为该巷主要充水因素,
⑵涌水量预计:
该巷水文地质条件简单,与东翼-650~-750m新增进风下山相似,东翼-650~-750m新增进风下山掘进过程中未出现水害,仅局部出现短期滴淋水现象,最大水量0.1m3/h。采用比拟法预计该巷涌水量
式中:Q1、S1、H1分别为东翼-650~-750m新增进风下山的涌水量,平面积和水位降深;Q、S、H分别为该巷的预计涌水量、平面积和水位降深。
已知 Q1最大为0.1m3/h,正常为0m3/h, S1=1500m2, H1=755m: S=2100m2,H=976m
经计算该巷最大涌水量0.05m3/h ,正常涌水量0m3/h。正常情况下仅局部可能出现短期滴淋水现象。
4、突出危险程度
-730~-960m联络斜巷(下段)实测5-2煤瓦斯压力为1.8MPa,瓦斯含量6.4m3/t;4-2煤瓦斯压力为2.8MPa,瓦斯含量8.7m3/t。
4、巷道通风情况
-730~-960m联络斜巷(下段)采用四台2×30KW局扇,二路Φ800mm的风筒向迎头供风,风量不低于600 m3/min。
5、巷道抽采情况
采用二路Φ325mm瓦斯抽采管进行抽采,预计每路管路抽采混合量≥30m3/min,抽采负压≥0.02MPa。其中一路用于瓦斯抽采,另一路用于防喷抽采。
6、打运系统
打运线路:副井→井底车场→-650~-817m暗副斜井→-817m井底车场→-817m水平车场一线回风联巷→-730~-960m联络斜巷(下段)→迎头。沿途打运设施齐全,由矿方进行打运。
7、排水系统
排水线路:迎头→-730~-960m联络斜巷(下段)→-817m水平车场一线回风联巷→-817m井底车场→-705~-817m联络巷→东翼回风大巷→东翼进风巷。沿途采用4寸或6寸铁管,并挖设多个大水泱配电泵分段排水,直至排至东翼进风巷水沟。
三、钻孔设计
1、钻孔设计
⑴区域措施钻孔:利用-730~-960m联络斜巷(下段)迎头及两帮钻场施工下向穿层钻孔,共设计19组329个钻孔,工程量18779m。钻孔控制到揭煤处巷道轮廓线外15m的全部5-2、4-2煤层,且钻孔控制范围的外边缘距待掘巷道轮廓线外不少于7m。钻孔按照有效半径1.5m设计,开孔间距不小于0.5m。
钻孔终孔孔深范围为20.5m~106.2m。钻孔倾角范围为-10.8度~-81.2度。
三台钻机同时施工,预计施工工期50天。
⑵效检钻孔:区域防突措施控制范围内煤层瓦斯预抽率达到45%及以上后,将措施孔停抽,并在采取区域措施位置施工效检钻孔,采用残余瓦斯压力Pc和残余瓦斯含量Wc共同对5-2、4-2煤进行效果检验。共设计6个钻孔,工程量430.4m。钻孔累计个数335个,累计工程量19209.4m。
⑶地质钻孔:根据矿地质安全生产联系书,为探明下部4-1煤赋存状况,选取4-5#、4-9#、4-11#、8-10#4个钻孔做为地质孔,4个孔均需测斜。
2、钻孔参数 (具体见附图)
四、各单位责任
1、开拓二区
⑴在钻孔施工前,确保钻孔施工范围内巷道支护完好,帮、顶支护到位。巷道迎头10m范围内、左右钻场内出尽货,底板平整。
⑵按照设计要求,钻场规格为净宽×净高×深度=19.6m×3.5m×6m。迎头及两帮钻场需全断面喷浆,底板需施工水泥地坪,地坪厚度约200mm。在迎头向后2.4m位置施工一个水泱子,水泱子规格为:长×宽×深=2.5m×1.5m×1.5m。在迎头退后2.5m的位置在迎头及两帮钻场底板上施工一条宽×深=0.42m×0.42m的水沟并与水泱子相连。
⑶负责将风、水、排管路接至迎头钻场外口。风、水、排水管拨头规格分别为Φ25mm、Φ25mm、1.5寸。风、水、排水管路管径不小于Φ108mm,风压不小于0.5Mpa,水压不小于4Mpa。
⑷负责按要求施工专用锚杆(具体眼位由钻机工区标定)用于起吊或固定钻机。
⑸负责在水泱子内安装排水泵,并试运转正常,用于打钻期间排水。
⑹钻孔施工期间,按要求定期安排扒矸机司机、皮带机司机协助清理钻屑。
⑺钻孔施工期间,负责相关设备、材料的打运工作。
2、监控中心
⑴于钻机下风侧5~10m处安装甲烷传感器,其报警点浓度≥0.5%、断电浓度≥0.8%、复电浓度<0.5%。断电范围为打钻地点20m范围及其回风系统内全部非本质安全型电气设备。确保甲烷传感器灵敏可靠。
⑵于钻孔施工现场装设一部调度电话,确保通讯畅通。
3、通风区
⑴钻孔施工期间,确保-730~-960m联络斜巷(下段)风量不小于600m3/min,风筒距巷道迎头距离不大于10m,钻场拨风筒通风。
⑵区域效检钻孔施工期间,负责收集煤样进行瓦斯含量测定。
4、抽排队
⑴钻孔施工前,负责完善抽采系统,确保抽采系统的负压抽采。其中防喷抽采管路管径≥DN200mm,抽采混合量≥20m3/min。
⑵钻孔施工期间,负责区域措施钻孔的合茬抽采工作,钻孔注浆浆液凝固后(注浆48小时以后),钻孔方可进行正常抽采。
⑶钻孔施工期间,若抽采管路妨碍钻孔施工,及时采取措施进行整改,确保钻孔施工有足够的空间。
⑷及时对钻孔进行验钻工作。
5、地测科
⑴放好巷道中线及两帮钻场内的钻孔施工基准线。
⑵地质孔施工期间,安人现场跟班。
6、通防科
⑴及时提供钻孔设计。
⑵负责钻孔施工期间的平衡、协调工作。
7、钻机工区
钻孔施工前,与矿方相关单位共同对各项准备工作进行检查,确保满足各项施工要求。
五、钻孔施工质量保障措施
1、打钻质量
⑴钻孔施工前,施工现场基准线、钻孔孔位要齐全。
⑵钻机安装必须找平基础,固定牢固。
⑶钻孔开孔,其孔位、倾角、方位角必须准确,误差在允许范围内。
⑷钻孔施工中,要合理控制钻进速度、给进压力,确保钻孔轨迹正常。
⑸钻孔作业人员要根据实际情况,认真填写钻孔施工的相关记录,及时悬挂孔口牌。
⑹第一个钻孔需测斜;实际见煤岩深度与设计深度误差大(±5m)的钻孔,要及时测斜并上报资料,同相关单位共同分析原因,采取针对性措施。
2、封孔质量
⑴钻孔终孔起钻时,要加强扫孔排渣。
⑵封孔前,提前准备好各类封孔材料。
⑶下套管时,各封孔管之间的连接必须牢靠,防止脱节。
⑷聚氨酯按比例使用。聚氨酯堵头设置位置、制作方法要符合要求。
⑸水泥浆按比例配比。注浆时,要使用注浆压力不小于4MPa的注浆泵进行带压注浆。
⑹确保钻孔封孔严实不漏气。对于抽采浓度达不到要求的钻孔,要及时分析原因,采取针对性措施。
六、钻孔施工
1、施工设备及器具
钻机:ZDY4000S液压钻机3台。
钻杆:⑴Φ63.5/Φ89mm×1m肋骨钻杆,简称Φ89mm肋骨钻杆。⑵Φ73/ 89mm×1.5m大通径肋骨钻杆,简称跟管钻进钻杆。
钻头:Φ153mm复合片钻头、Φ113mm复合片钻头、Φ94mm复合片钻头、Φ103mm一字铰接可开闭前置式钻头,简称Φ103mm钻头。
注浆泵:ZBY3/7.0-11型液压式注浆泵
2、钻孔施工工艺
Ⅰ、左、中、右三个钻场每个钻场的第一个钻孔施工时使用简易防喷装置,若施工过程中无喷孔现象,则后续钻孔按正常工艺施工。钻孔先采用Φ153mm复合片钻头开孔进尺2m,安装简易防喷装置。
⑴采用普通钻进工艺(指采用Φ89mm肋骨钻杆+Φ113mm或Φ94mm复合片钻
头施工)或跟管钻进工艺(指采用跟管钻进钻杆+Φ103mm钻头施工)。
⑵钻孔全孔采用压力水排渣施工。若施工过程中孔内破碎可更换压风排渣施工。
⑶钻孔孔深以穿过设计的最后一道煤煤层底板大于8m为准。