底板巖巷探放水施工安全技術(shù)措施
永華二礦12041上底板巖巷是12采區(qū)的巖石集中巷，東部鄰近12采區(qū)皮帶下山，與開采區(qū)域距離較遠(yuǎn)，北、西方向均為未采煤層。由于地質(zhì)資料較少，前方地層和構(gòu)造情況不明，堅(jiān)持公司“立足掘進(jìn)、有掘必探、先探后掘、長探短掘、有水必注”的治水方針，探明前方可能存在的斷層及富水區(qū)域?qū)κ┕さ挠绊懀?duì)斷層及富水區(qū)進(jìn)行注漿封堵裂隙，加固巷道底板。現(xiàn)決定在12041底板巖巷向西繼續(xù)循環(huán)探放水。
一、目的
探明12041底板巖巷可能存在的斷層水，利用鉆孔將12041底板巖巷探明前方巷道掘進(jìn)區(qū)域的賦水情況，并提前采取有效措施，注漿封堵裂隙，加固巷道底板，保證礦井安全生產(chǎn)。
二、位置
12041底板巖巷向西掘進(jìn)至Fa斷層邊界，在12041底板巖巷掘進(jìn)過程中始終要堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘”。(詳細(xì)位置見12041底板巖巷平面圖)。
三、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
該巖巷是沿太原組上段L7灰?guī)r布置的巖石集中巷。巖巷上部為二1煤層底板細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及太原組泥巖、L8灰?guī)r，一般不含水，下部為太原組中段砂泥巖段，為較好的隔水層。L7灰?guī)r厚度約7～11米，含水性不均一，局部有巖溶發(fā)育。
該區(qū)域受Fa斷層影響，地質(zhì)條件中等，總體為單斜構(gòu)造，局部因斷層影響而有所起伏，但波幅不大。
該巖巷水文地質(zhì)條件中等，主要充水水源為因斷層而連通的下伏承壓含水層。水量不均一，涌水量變化較大，有突水危險(xiǎn)，依據(jù)水文觀測(cè)孔測(cè)得此巷道奧灰水壓3.16Mpa。
四、鉆孔布置
按照有疑必探，先探后掘的原則，對(duì)可疑斷層超前探放水，從起始點(diǎn)開始循環(huán)探放水，每次超前鉆探150m，鉆孔沿掘進(jìn)前方及下方布置，底板方向的鉆孔布置兩個(gè)，鉆孔在水平方向小角度布置，中心孔方位為巷道掘進(jìn)的方向，兩幫鉆孔與中心鉆孔夾角8º，在確保不受水害威脅后，才可以繼續(xù)掘進(jìn),并在前一次探水的位置前方120米處停止掘進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的打鉆探放水，否則不得擅自掘進(jìn)。
根據(jù)《煤礦防治水工作條例》要求沿巖層探巖層水或斷層水鉆孔水壓大于3Mpa時(shí)，超前距應(yīng)大于20m，現(xiàn)取超前距為30m，幫距為21m。即在前一次探水的位置前方120米處停止掘進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的打鉆探放水，否則不得擅自掘進(jìn)。
根據(jù)該巖巷實(shí)際情況，布置鉆孔如附圖《12041探放水鉆孔布置圖》，鉆孔參數(shù)見《12041探放水鉆孔參數(shù)表》。
施工中要先施工1號(hào)孔，再施工2號(hào)孔、3號(hào)孔。鉆孔以133㎜孔徑開孔，鉆至孔深16米換徑75㎜至終孔。
鉆進(jìn)中鉆具的組合：(1)、開孔鉆進(jìn)采用φ133mm金鋼石復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn)，孔口管為φ108mm×2m無縫鋼管，用水泥—水玻璃漿液固孔。(2)、正常鉆進(jìn)采用φ63.5×1.5m鉆桿，每根相連，底部終端φ75mm金鋼石復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn)，探明掘進(jìn)前方水文地質(zhì)情況。
套管結(jié)構(gòu)為：從孔口至孔深16米下Φ89㎜套管，套管口須高出孔口100㎜，注漿固結(jié)套管，并做耐壓試驗(yàn)，檢測(cè)套管固結(jié)效果，套管固結(jié)良好后，方可重新鉆進(jìn)，否則，須重新注漿。孔深16米以深為裸孔。
五、注漿壓力及漿液性質(zhì)
依據(jù)水文觀測(cè)孔測(cè)得12041底板巖巷奧灰水壓3.16Mpa。
1、孔口管做耐壓試驗(yàn)不低于8MPa，套管長度為16m。
2、鉆孔注漿終壓不低于7MPa，鉆到終孔無水時(shí)可用雙液漿按要求封孔。
3、漿液性質(zhì)
(1)固結(jié)套管水泥凝固24小時(shí)后，方可透孔復(fù)鉆，復(fù)鉆至16米，必須做耐壓試驗(yàn)，檢測(cè)套管固結(jié)效果。壓水壓力不得小于6Mpa， 測(cè)壓時(shí)間須達(dá)30分鐘以上，孔口管外無滲漏，方為合格。套管固結(jié)效果不好，要重新注漿，直至套管固結(jié)良好為止。若單液注漿效果不好，可改用雙液注漿，加入合適比例的玻璃水，加快水泥凝固速度。
(2)探水孔出水注漿時(shí)，以單液漿為主，根據(jù)注漿情況調(diào)整注漿濃度級(jí)別。
(3)孔口管試壓結(jié)束后，進(jìn)行鉆進(jìn)深度達(dá)到30m時(shí)，停止鉆進(jìn)，起鉆進(jìn)行注漿試壓。其目的是為了對(duì)巖層裂隙進(jìn)行充填加固，防止出水時(shí)巖壁底板跑水跑漿，給施工造成影響。
利用2吋厚壁管、高壓法蘭盤連接作為注漿管路經(jīng)立井輸送漿液到打鉆地點(diǎn)與出水鉆孔連接，實(shí)現(xiàn)大壓力大流量注漿，達(dá)到注漿封堵的目的。注漿材料以425#硅酸鹽水泥為主，在吸漿量較大時(shí)根據(jù)情況加入30%玻璃水實(shí)現(xiàn)雙液注漿，在吸漿量很大時(shí)根據(jù)需要加入骨料，骨料由粗到細(xì)(黃豆、鋸末、海帶絲等)。
注漿壓力及注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：
根據(jù)有關(guān)參數(shù)要求注漿壓力一般選擇靜水壓力的2至2.5倍，考慮本地區(qū)的水壓，最終壓力選擇在不小于7Mpa。注漿終量達(dá)到為50-60L/min,方可結(jié)束注漿。
4、注漿系統(tǒng)
(1)、由地面注漿站，安裝2TGZ-120/105注漿泵一臺(tái)，通過高壓泵、高壓管經(jīng)立井壓入12041底板巖巷鉆場(chǎng)。經(jīng)泥漿泵(泥漿泵用一備一，共備兩臺(tái))將水泥漿注入鉆孔。
(2)、注漿過程要嚴(yán)格漿液濃度的配比，每小時(shí)檢查一次濃度，達(dá)不到要求及時(shí)調(diào)整，漿液配比要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，水泥漿比重1.35～1.38 t/m3。
(3)、井下注漿設(shè)備檢修要到位，管路連接要可靠，注漿時(shí)不得出現(xiàn)管路變形、堵塞、跑漿、傷人等事故。
(4)、利用地面注漿站注漿，注漿前必須對(duì)各種注漿管路、設(shè)備進(jìn)行檢修，保障注漿系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。保證孔口管封孔質(zhì)量、孔口管與注漿管連接質(zhì)量，方可進(jìn)行注漿。
(5)、注漿結(jié)束前應(yīng)盡量把注漿管路內(nèi)的漿液壓入孔內(nèi)，注漿結(jié)束后及時(shí)沖冼管路，把注漿管中殘余水泥沖冼干凈，運(yùn)用大泵量沖洗時(shí)間不少于60分鐘，防止管路堵塞，必須及時(shí)沖冼管路或并沖冼干凈。沖冼的廢漿液要妥善管理，在鉆場(chǎng)附近設(shè)沉淀池，每班及時(shí)清理，不允許巷道內(nèi)漿液流散。
六、操作措施
(一)操作前準(zhǔn)備
1、入井前應(yīng)檢查機(jī)械設(shè)備是否可靠，不得帶故障下井。
2、檢查鉆桿、鉆頭等磨損是否超限，鉆桿是否彎曲，鉆(桿)具是否有微小裂隙(縫)。
3、根據(jù)設(shè)計(jì)要求帶足本項(xiàng)鉆探工程所需的器材、工具、材料等。
(二)設(shè)備運(yùn)輸注意事項(xiàng)
1、鉆機(jī)應(yīng)經(jīng)機(jī)電科安排機(jī)電隊(duì)檢查防爆性能合格后，方可入井。
2、鉆機(jī)在軌道上運(yùn)輸時(shí)，要重心平穩(wěn)，不得前傾后仰，不得超高、超寬，兩頭做好防碰撞設(shè)置。
3、鉆機(jī)在車上運(yùn)輸時(shí)，必須捆綁結(jié)實(shí)，不得超長、超寬、超高、超重，否則應(yīng)解體裝車并符合井下運(yùn)輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定。高瓦斯礦井井下運(yùn)輸時(shí)，車兩頭應(yīng)設(shè)置軟墊，以免碰撞產(chǎn)生火花。拆下的零件要用有蓋的箱子裝好，容易丟失的零件由鉆工自帶。
4、運(yùn)輸超長管材時(shí)，必須制定有關(guān)安全技術(shù)措施。
5、設(shè)備解體分裝、分運(yùn)時(shí)應(yīng)采取特殊保護(hù)措施，要保護(hù)好易損部件。
6、斜巷中運(yùn)輸或搬運(yùn)設(shè)備時(shí)，作業(yè)地點(diǎn)下方不得有人員停留，不得在斜巷下方同時(shí)作業(yè)，嚴(yán)禁在斜巷中向下滾放任何物品。
7、設(shè)備裝卸嚴(yán)禁摔、滾、碰、撞、擊。
8、人工搬運(yùn)設(shè)備時(shí)，繩子要系牢，并輕抬輕放，要由有經(jīng)驗(yàn)的專人統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)，起落行動(dòng)一致。
(三)鉆探設(shè)備的安裝必須遵守以下程序和要求：
1、施工鉆場(chǎng)必須符合鉆探技術(shù)要求，并檢查和加固鉆場(chǎng)及周圍支架，防止倒棚、冒頂、片幫。要清理各種雜物、障礙物，挖好水池和水溝，必要時(shí)在低洼處建立相應(yīng)的排水系統(tǒng)。
2、按鉆孔方向?qū)@機(jī)對(duì)準(zhǔn)鉆孔位置，擺正鉆機(jī)架，整平底板，固定鉆機(jī)，機(jī)座與螺帽加彈簧墊圈擰緊。
3、鉆機(jī)及其動(dòng)力設(shè)備等都必須安裝平穩(wěn)、牢固。在容易積水處施工時(shí)，設(shè)備要適當(dāng)墊高，并配備水泵排水，以防被水淹。
4、固定鉆機(jī)的材料材質(zhì)及規(guī)格必須滿足作業(yè)要求，安裝人員不得隨意改變。
5、鑒于斷層水可能有壓力，鉆機(jī)安裝位置與鉆孔口之間距離應(yīng)適當(dāng)加大，鉆機(jī)要安設(shè)反壓裝置，孔口要安裝防噴器具，以防高壓水沖倒鉆機(jī)傷人。
6、對(duì)鉆機(jī)的傳動(dòng)部分如傳動(dòng)皮帶、傳動(dòng)鏈條等，要安裝防護(hù)裝置。
7、鉆探設(shè)備安裝完畢，接通電源后，鉆場(chǎng)的動(dòng)力設(shè)備與局部風(fēng)機(jī)應(yīng)聯(lián)鎖，確保停風(fēng)即停電。
8、接通電源之前應(yīng)首先檢查電源電壓是否與電機(jī)的額定電壓相符，電纜有無漏電現(xiàn)象等。
9、在安裝、檢修電氣設(shè)備時(shí)，必須先切斷電源，并在開關(guān)上掛“有人工作，不準(zhǔn)送電”的警示牌，不得帶電作業(yè)，作業(yè)必須有2人以上在場(chǎng)。
10、電器設(shè)備的安裝，必須執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》和有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。安裝完畢、無關(guān)人員遠(yuǎn)離動(dòng)力設(shè)備后，方可送電、試車。
11、電源接好后，檢查接線正確后再送電試運(yùn)轉(zhuǎn)，并檢查電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
12、電纜要用電纜鉤吊掛整齊。電纜接頭必須使用接線盒連接，嚴(yán)禁采用“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭等連接方式。
13、開鉆前，必須由機(jī)(班)長親自檢查開孔位置、鉆桿方位及傾角是否與設(shè)計(jì)相符，檢查鉆機(jī)各部件安裝是否穩(wěn)固，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。
(四)開鉆前必須具備以下條件
1、檢查各操作系統(tǒng)及各手把、按鈕是否齊全、靈活可靠，控制閥密封是否完好。
2、開鉆前的準(zhǔn)備工作：
①檢查有害氣體含量。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到或超過1.00%時(shí)，不得開鉆。
?、诠ぷ魅藛T進(jìn)入鉆場(chǎng)必須首先檢查鉆場(chǎng)及其周圍的安全狀況，如防水、防火、通風(fēng)設(shè)施及圍巖情況等，如有不安全因素，不得開鉆。
?、蹤z查機(jī)械設(shè)備安裝質(zhì)量及安全設(shè)施情況，經(jīng)試車合格后，方可開鉆。
(五)操作施工
打鉆時(shí)要做到：
1.測(cè)量人員按照鉆孔設(shè)計(jì)標(biāo)定鉆孔的方位角和傾角，并由跟班隊(duì)長及鉆機(jī)操作人員在鉆進(jìn)時(shí)經(jīng)常校正，保證鉆孔參數(shù)正確，不經(jīng)總工同意，不得擅自改動(dòng)。
2.鉆探工人穿戴要整齊、利落，衣襟、袖口、褲腳必須束緊。
3.啟閉開關(guān)時(shí)，精力要集中，做到手不離按鈕，眼不離鉆機(jī)，隨時(shí)觀察和聽從機(jī)長命令，準(zhǔn)確、及時(shí)、迅速地啟動(dòng)和關(guān)閉開關(guān)。
4.禁止用手、腳直接接觸機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分，禁止將工具和其他物品放在鉆機(jī)、水泵、電機(jī)保護(hù)罩上。
5.扶把時(shí)，要站在鉆機(jī)的手把一側(cè)，不得緊靠鉆機(jī)。鉆機(jī)后面和前面，不準(zhǔn)站人，防止高壓水將鉆具頂出傷人或手把打傷人。給壓要均勻，根據(jù)孔內(nèi)情況及時(shí)調(diào)整鉆法及壓力。
6.鉆進(jìn)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)“見軟”、“見空”、“見水”，要立即停鉆，丈量殘尺并記錄其深度和記錄孔內(nèi)變化情況。
7.若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)涌水時(shí)，應(yīng)測(cè)定水壓、水量。
8.若發(fā)現(xiàn)煤巖松動(dòng)、片幫、來壓、見水或孔內(nèi)水量、水壓突然加大或頂鉆時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，迅速向礦調(diào)度室匯報(bào)，并派人監(jiān)視水情。
9.如施工地點(diǎn)出現(xiàn)透水征兆時(shí)(掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、裂隙出現(xiàn)滲水、頂板淋水增加、臭味、水色發(fā)渾)，要立即停止鉆探作業(yè)(但不得拔出鉆具)，將人員撤到安全地點(diǎn)，向調(diào)度室及時(shí)匯報(bào)，待通知后方可施工。
10.鉆進(jìn)時(shí)操作人員不準(zhǔn)離開鉆機(jī)。并做到“兩聽”、“三看”，即聽機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，聽孔內(nèi)震動(dòng)聲音;看操作把手震動(dòng)、給進(jìn)壓力和鉆進(jìn)速度，出水情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停鉆處理。
11.鉆進(jìn)過程中若發(fā)生機(jī)械故障或突然停電，應(yīng)立即斷開開關(guān)。
12.執(zhí)行“四檢查”：起下鉆具檢查、孔內(nèi)事故后檢查、加尺檢查、準(zhǔn)備鉆具時(shí)檢查;“三不下”：絲扣不合格不下、鉆具磨損嚴(yán)重不下、鉆桿彎曲超標(biāo)不下;“二看”：看進(jìn)尺、看鉆孔返水情況;“二聽”：聽機(jī)器聲、聽孔內(nèi)震動(dòng)聲;“一及時(shí)”：發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。
(六)進(jìn)出鉆具時(shí)要按下列要求施工：
1.在進(jìn)、出鉆具的過程中，操縱鉆機(jī)人員必須與其他崗位工人緊密配合，互相關(guān)照。操作要輕而穩(wěn)，不得猛送、猛放，不得超負(fù)荷作業(yè)。其他人員要注意鉆具進(jìn)出，在完成鉆具進(jìn)出作業(yè)后，必須站在鉆具影響范圍以外。
2.及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地記錄各種數(shù)據(jù)，包括進(jìn)尺、殘尺、孔深、涌漏水情況、套管下置深度、班報(bào)表等。
七、安全要求
1、皮帶下山現(xiàn)有排水設(shè)備，MD-46-30*5水泵兩臺(tái)，MD-155-30*7水泵一臺(tái)，BQS-50-60潛水泵兩臺(tái)(兩級(jí)排水到西大巷水溝)，現(xiàn)有排水能力完全可以滿足200m3/h的排水能力。在探放水期間，機(jī)電科要安排機(jī)電隊(duì)加強(qiáng)排水設(shè)備、設(shè)施的管理，確保出水后有足夠的排水能力。在鉆探期間，水泵要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且排水能力不得低于30m3/h，水泵必須有專人負(fù)責(zé)。
2、套管與套管之間用套管接箍連接，絲扣必須纏生料帶或涂染，防止絲扣漏水。
3、注漿期間，設(shè)專人觀察打鉆硐室兩幫、頂板，如有異常情況，應(yīng)立即停止注漿。
4、12041底板巖巷低洼處不得有積水，低洼處要預(yù)先安設(shè)排水泵，要有0.4x0.4m的水溝，通過水溝流入皮帶下山迎頭水窩。
5、鉆孔出水異常，工作人員不能驚慌失措，要清醒冷靜，做好自主保安，關(guān)好截水閘閥或防噴裝置，防止出水太多，淹沒設(shè)備或波及其他地點(diǎn)。
6、工作地點(diǎn)附近必須安設(shè)專線電話。
7、打鉆時(shí)必須設(shè)專人觀察打鉆地點(diǎn)巷道壓力和突水征兆，如有異常立即停止鉆進(jìn)，不得拔鉆桿，待原因查明后方可施工。如情況危急，人員立即撤到安全地點(diǎn)，并立即向調(diào)度室匯報(bào)出水情況。
8、注漿泵等注漿機(jī)具要定期維修，保證處于完好狀態(tài)，注漿前，各管路接頭要連接牢固。在注漿時(shí)，司泵工必須按操作規(guī)程認(rèn)真操作，并隨時(shí)注意壓力、流量、油溫的變化，注意吸漿籠頭是否堵塞的情況，如有異常及時(shí)向跟班技術(shù)人員匯報(bào)，以確定處理方法。
9、注漿前要對(duì)整個(gè)管路系統(tǒng)做壓水實(shí)驗(yàn)，檢查管路系統(tǒng)上的接口、法蘭、閥門、管件的耐壓性能，符合要求才能開始注漿。
10、在注漿期間，要設(shè)專人觀察、壓蓋、大閥、孔口管周、巖帽等處是否發(fā)生了跑漿。一但出現(xiàn)跑漿，應(yīng)立即向井下跟班技術(shù)員匯報(bào)，以便采取相應(yīng)措施。
11﹑在鉆孔施工過程中，防水套管的壓力實(shí)驗(yàn)是探水的關(guān)鍵，必須嚴(yán)格按照措施施工。
12﹑在探水過程中，如果出水必須加密注漿鉆孔的數(shù)量，直到檢查孔無出水為止。
13、探放水必須按照該設(shè)計(jì)施工，未經(jīng)總工程師審批不得擅自修改設(shè)計(jì)。
14、鉆孔出水后要立即向調(diào)度室匯報(bào)出水情況，調(diào)度室及時(shí)通知相關(guān)單位采取措施。
13、打鉆施工及附近工作人員要熟悉避水災(zāi)路線。
14、12041底板巖巷→12采區(qū)皮帶下山→西大巷→井底→井口。
