1402回采面顺层水利割缝钻孔钻孔施工措施

1402回采区域（里段300m）顺层水力割缝钻孔
施工安全技术措施
中科工集团重庆研究院有限公司
新田煤矿瓦斯治理项目部
二零一七年十月
1402回采区域（里段300m）顺层水力割缝钻孔
施工安全技术措施
编制人：
项目经理：
中科工集团重庆研究院有限公司
新田煤矿瓦斯治理项目部
二零一七年十月
目录
1编制说明 (1)
2钻孔施工设计 (1)
3施工设备及工作原理 (1)
3.1设备组成 (1)
3.2工作原理 (1)
4工程进度计划 (2)
5施工组织管理 (2)
6水力割缝相关安全注意事项 (2)
7紧急事故的预防措施 (4)
7.1水力割缝可能存在的安全事故预防措施 (4)
7.2钻孔防喷孔、防瓦斯超限预防措施 (5)
8紧急事故处理措施 (6)
8.1高压伤人处理措施 (6)
8.2施工机械失稳处理措施 (6)
8.3现场触电处理措施 (6)
8.4瓦斯超限处理措施 (7)
8.5有毒有害气体超限处理措施 (7)
8.6现场火灾处理措施 (7)
9 其他安全措施 (7)
9.1钻机运输 (7)
9.2钻机固定、撤钻、移钻 (9)
9.3钻机搭火 (10)
9.4钻孔封孔操作 (10)
9.5其他事项 (11)
10避灾路线 (12)
1编制说明
根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿安全规程》(2016)要求，结合中煤科工集团重庆研究院有限公司2017年8月编制的《永贵能源开发有限责任公司新田煤矿1402采掘工作面超高压水力割缝卸压增透技术方案》和《永贵能源开发有限责任公司新田煤矿1402采掘工作面超高压水力割缝卸压增透技术安全技术措施》，为加强1402回采区域（里段300m）瓦斯抽放效果，决定在1402回采区域（里段300m）施工水力割缝钻孔，为保证钻孔的施工质量及施工期间的安全，特制定本安全技术措施。

2钻孔施工设计
1402回采区域（里段300m）顺层水力割缝钻孔设计见附图所示。

3施工设备及工作原理
3.1设备组成
本次钻孔施工位于1402回采区域（里段300m），采用设备、设施均为符合国家要求的矿用设备，主要施工设备、器具如表3.1所示。

表1 主要施工设备、器具表
3.2工作原理
高压旋转水射流割缝增加了煤体暴露面积，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件，缝槽上下的煤体在一定范围内得到较充分的卸压，增大了煤层的透气性。

缝槽在地压的作用下，周围煤体产生空间移动，扩大了缝槽卸压、排瓦斯范围。

在高压旋转水射流的切割、冲击作用下，钻孔周围一部分煤体被高压水击落冲走，形成扁平缝槽空间，增加了煤体中的裂隙，可大大改善煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯排放创造有利条件，改变了煤体
的原始应力和裂隙状况，缓和煤体和围岩中的应力紧张状态，既可削弱或消除突出的动力，又可提高煤层的强度，起到防突作用，并提高透气性和瓦斯释放能力。

超高压水力割缝工艺系统如图3-7所示：
图3-7 超高压水力割缝工艺示意图
1-金刚石水力割缝钻头；2-高低压转换器；3-水力割缝浅螺旋钻杆；4-超高压旋转接头；
5-螺纹接头；6-超高压橡胶管；7-超高压清水泵；8-水箱
4工程进度计划
本次施工预抽采钻孔177个，总进尺14745m，其中1402回风顺槽侧设计钻孔117个，钻孔进尺9945m,钻孔施工每班预计平均完成50米，预计66天施工完成；其中1402运输顺槽侧设计钻孔60个，钻孔进尺4800m，钻孔施工每班预计平均完成50米，预计32天施工完成。

5施工组织管理
组长：郭重刚
副组长：罗文伦
成员：施工队所有人员
分工要求：组长主要负责安排协调工作，副组长负责安排组织人员施工钻孔，小班钻探人员负责钻孔的施工、封孔及连抽等。

6水力割缝相关安全注意事项
（1）超高压水力割缝装置可实现钻进、切割一体化，钻孔施工完毕后，直接进行割缝作业。

（2）在加接水力割缝浅螺旋钻杆前，必须将钻杆的两端和钻杆内孔冲洗干净，以免残留的煤岩屑及其它细小颗粒进入；加接钻杆时需利用钻机将钻杆的连接螺纹旋紧，以保证割
缝钻杆的密封效果，检查钻杆密封圈是否完好，若出现破损应及时跟换；当连接钻杆的长度接近预定煤孔深度时，应停止钻机推进，并重新核对推入孔内的钻杆深度。

（3）超高压旋转接头与超高压软管接头处，以及超高软管之间接头处需采用4寸铁管护套，超高压三通装置需加工三通铁质箱体，避免在割缝作业时管路连接处泄露伤人，或导致超高压清水泵无法调至割缝所需压力。

超高压软管铺设需避开撞击、打轧，避免与金属或质地坚硬物体表面接触、摩擦，导致超高压软管安全防护套破损，影响其使用寿命。

（4）在检查确认水力割缝浅螺旋钻杆和超高压软管等的连接牢固、可靠后，开启超高压清水泵。

待超高压清水泵出水压力达到要求数值后，开启钻机控制油压，钻机以适当的转速带动水力割缝浅螺旋钻杆旋转，开始进行割缝作业。

在割缝作业时钻机动力头夹持器必须卡紧钻杆，防止由于钻杆滑落导致超高压旋转接头及其与超高压软管连接处触地，造成接头处变形、泄露。

（5）根据设计的割缝间距进行退钻、分段割缝，直至设计的停割位置。

（6）在完成一个钻孔的割缝作业后，先将泵压缓慢回零再断电，卸下超高压旋转接头，退出水力割缝钻杆及高低压转换器；每卸下一根钻杆都应整齐地放置在专用的铁架上，以保护钻杆螺纹和防止杂物进入钻杆。

（7）割缝作业完成后应将高低压转换器冲洗干净，并检验其是否完好；钻头、高低压转换器及超高压旋转接头为水力割缝的关键部件，应有专人负责保管，在携带和储存过程中应严禁跌落或受到其它物体的碰撞和冲击，且不能随意拆卸。

（8）打钻及割缝过程，工作人员不得正对钻孔操作，防止水、煤渣高压喷出伤人事故发生。

（9）割缝作业地点设置瓦斯监测传感器，当工作地点瓦斯超限时，应停止所有作业；待风流瓦斯恢复正常、经检查工作面安全时方可恢复作业。

（10）超高压清水泵防爆电机电源连接必须要具备专业技能的电工连接，确保电缆、电压、电流足够承受满负载运转，连接后需经过隔爆测试并贴证。

注：高压清水泵配套四级防爆电机，电机功率250KW电压设有660V/1140V,电压以现场实际使用电源电压为准。

（11）超高压清水泵站安装后泵箱体加N68#机械油，加油时必须在空气过滤器滤网口加入，严禁煤渣矸石等杂物进入箱体内，润滑油容量在泵相对水平的情况下箱体侧面设有油位透视板，正常油量保持在红线和绿线之间不得低于红线。

（12）首次启动超高压清水泵前，将清水箱吸液蝶阀打开后，先进行排空气，在吸液腔
设有放气螺堵，将放气螺堵拧松或拧下把吸液腔空气彻底放尽后重新将放气螺堵拧紧。

（13）超高压清水泵启动前操作者先撤离危险区，确保启动后噪音无异常、管路无泄漏现象后进行观察齿轮油泵的工作油压，齿轮油泵油压为小于0.1MPa。

（14）启动正常空载5分钟以上，（首次或高压腔有空气，在空载过程泵头高压腔拧松放气螺钉，高压腔内空气排尽后即拧紧放气螺钉），然后进行调压，加压时必须要缓慢进行加压不得瞬间加压。

超高压清水泵最高公称压力为100MPa，安全阀调定压力为泵公称压力的1.1倍，当泵压超过泵的公称压力的1.1倍时安全阀自动打开，非专业人员严禁调节安全阀。

（15）超高压清水泵检修时严禁带压作业，应在电源控制台设定移动警示牌。

超高压清水泵运转时严禁人员站在高压接口处以及高压软管上方，避免造成不必要人身伤害。

（16）超高压清水泵首次运行150小时后更换箱体内机械润滑油，投入正常工作800小时后更换箱体内机械润滑油。

（17）未尽事宜参照《永贵能源开发有限责任公司新田煤矿1402采掘工作面超高压水力割缝卸压增透技术安全技术措施》执行。

7 紧急事故的预防措施
7.1水力割缝可能存在的安全事故预防措施
（1）水力割缝过程中，禁止无关人员进入。

（2）水力割缝过程中所有施工人员应集中精力，认真操作，及时观察各种显示仪表。

（3）所有电路连接必须牢固，每次设备启动前必须由2名或2名以上专业技术人员进行电路复检，确保电路连接安全可靠，线路无损伤等。

（4）泵组场地确保顶底板、巷道两帮不漏水，水箱放在远离电机的一侧，防止电机受潮，影响其稳定性。

（5）所有高压水管路连接必须牢固，每次设备启动前必须由2名或2名以上专业技术人员对所有管路及接头进行复检，确保所有管路和接头连接安全可靠，保证管路无破损；水力割缝增透过程中，禁止无关试验人员靠近高压泵组。

（6）泵组井下调试、水力割缝前确保试验电源电压稳定可靠，并安排电工全程跟踪，保证设备运行稳定。

（7）当天高压泵组以及水力割缝增透结束后，由2名或2名以上技术人员确保电源处于完全断开状态，确保高压泵组及高压管路完全泄压，避免伤人。

（8）试验地点配备灭火器材，确保现场出现火情时能够及时灭火。

如遇火灾时，要将火
灾的性质、灾区通风和瓦斯等情况及时汇报调度室，在领导指挥下由通风、安监人员监护监督下立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势。

电气设备着火时，要首先切断电源，切断电源之前必须用不导电的灭火器材进行灭火。

灭火过程中，队长统一指挥，在通风、安检人员的监护下进行，专职瓦检员负责检查有害气体和风向的变化，采取措施防止人员中毒。

如果控制不住火势，有高浓度CO和烟雾时，所有人员要立即佩戴自救器，按火灾避灾路线撤离。

（9）水力割缝煤体高压水排出后，如遇钻孔出水量异常时，立即停止钻进，并向上级领导如实汇报；施钻过程记录如实记录煤孔段施工现象。

（10）遇瓦斯、煤尘爆炸或巷道内散发有害气体事故时，所有人员迅速背朝爆炸传来方向卧倒，脸朝下，用衣物掩盖身体裸露部分，迅速佩戴好自救器沿避灾路线撤离。

（11）每班班组长、技术人员要认真检查巷道顶板变化情况，有危险要及时组织维护、防止巷道冒顶堵巷，一旦遇到冒顶堵巷时，被困人员要及时构筑脱险通道，立即维护加固冒落地点和人员躲避处顶板，控制流矸，同时敲击风、水管发出营救信号，并打开压风管路补充新鲜空气。

（12）水力割缝增透过程中未尽安全事宜，参照《煤矿安全规程》、《永贵能源开发有限责任公司新田煤矿1402采掘工作面超高压水力割缝卸压增透技术安全技术措施》等相关规定。

7.2钻孔防喷孔、防瓦斯超限预防措施
（1）钻孔施工前，抽采管应接到打钻地点，并安设防喷装置除渣器，开孔采用Ф133mm 复合片钻头钻进2m后，安装好孔口防喷装置，打钻时每班对防喷装置进行除渣清理，确保防喷装置有负压。

钻机前方另外加装皮带机皮（0.8m*0.8m）设置防喷挡板。

（2）钻孔施工过程中，应适当控制钻进速度和给进压力；钻机操作人员应密切观察孔口和钻机压力表变化情况，当出现钻孔返水量减小、排渣不畅、压力表压力增大、钻机电机声音异常时，应及时进行处理，待钻孔正常后方可施工。

（3）每次接过钻杆后，要缓慢开启控水闸阀，控制水量，防止孔内积聚瓦斯短时间排出造成瓦斯超限，需待孔口排渣正常后，方可正常钻进。

（4）钻孔施工过程中如遇到瓦斯异常，必须及时将钻孔临时合茬抽采，恢复正常后方可继续施工。

（5）钻孔终孔后必须开启控水闸阀冲洗钻孔3~5min，防止煤岩粉堵孔及延期喷孔事故。

（6）安全防护：若喷孔造成风流瓦斯超限时，立即停止钻进，并向矿、区调度汇报。

（7）妥善避灾：施工地点将现场环境清理干净，保持撤人路线通畅无阻。

8紧急事故处理措施
8.1高压伤人处理措施
施工中发生高压水外泄伤人事故、损坏设备事故后。

首先，立即关闭高压设备，确保泄压；
其次，观察环境，确认安全后，检查伤员情况和设备及周边设备损坏情况；并通过工作面电话向项目经理汇报井下人员受伤情况和设备损坏情况；
再次，如果有人受伤，立即采取适当措施处理，升井送医；
最后，确保现场断水、断电，不会发生次生灾害后升井向项目经理详细汇报。

项目经理在向矿调度室和相关领导汇报情况。

8.2施工机械失稳处理措施
首先，事故发生后，钻机应立即断电、停转，防止事故扩大。

其他人员撤到施工区域以外，由施工队长指派专人检查支撑立柱、钻机的情况，确保不会发生事故扩大后所有人员升井。

其次，对事故中受伤害人员，应立即组织就地抢救或送往医院。

最后，根据事故轻重，报告应急指挥小组组长和矿调度室。

8.3现场触电处理措施
（1）触电解脱方法
a、切断电源。

如发生触电事故紧急馈电开关处切断电源；
b、若一时无法切断电源，可用干燥的木棒、木板、绝缘绳等绝缘材料解脱触电者。

c、用绝缘工具切断带电导线。

d、抓住触电者干燥而不贴身的衣服，将其拖开，切记要避免碰到金属物体和触电者的裸露身体。

（2）发现触电事故的任何人员都应当在第一时间抢救触电者，并让在场人员拨打煤矿调度室等有关部门电话求援，同时向应急指挥小组组长报告。

（3）触电急救的原则是在现场采取积极措施保护伤员生命，避免在抢救时发生其它事故。

（4）医务人员到达前的现场抢救方法
a、触电者神智清醒，让其就地休息。

b、触电者呼吸、心跳尚存、神志不清，应仰卧，周围保持空气流通，注意保暖。

c、触电者呼吸停止，则用口对口进行人工呼吸；触电者心脏停止跳动，用体外人工心脏挤压维持血液循环；若呼吸、心跳全停，则两种方法同时进行。

注意：现场抢救不能轻易中止，要坚持到医务人员到场后接替抢救。

（5）触电事故发生后，单位应立即在现场警戒，维护抢救现场的正常秩序，警戒人员应当引导医务人员快速进入事故现场。

（6）事故现场警戒线必须待医务人员将触电者带离现场赴医院救治，事故调查和排险抢修工作完毕，现场已无事故隐患时，方可解除。

8.4瓦斯超限处理措施
当施工区域瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止施工区域20米及受其影响范围内的一切作业活动，作业人员和跟班人员撤到20m以外区域，所有人员检查自救器。

由瓦检员负责实时测量瓦斯浓度，信号工做好发出升井信号的准备，等待瓦斯浓度降到0.5%以下，方可恢复正常作业，若瓦斯浓度继续升高达到1%时，发出升井信号，人员撤到地面。

当施工区域瓦斯浓度达到1%时，必须停止井下一切作业活动，向项目值班室和矿调度汇报后，作业人员和跟班人员撤到地面。

8.5有毒有害气体超限处理措施
井下配备有CH4、CO、H2S等传感器，若发生超限，立即打开自救器佩戴并立即向调度室汇报，然后按避灾路线撤退地面。

8.6现场火灾处理措施
（1）施工过程中带电电气设备发生火灾时，应立即切断电源，应使用沙子或干粉灭火器，不能使用泡沫灭火器或水。

（2）一旦发生火灾，发现者应立即向现场跟班人员和安全员报告。

现场跟班人员接报后，应立即通知调度室请求支援，并向应急指挥小组组长汇报。

（3）发生火灾后所有人员立即将毛巾取下在最近的水沟浸湿，捂住口鼻撤并检查自救器，跟班人员立即向调度室汇报后撤退到地面。

9 其他安全措施
9.1钻机运输
1、轨道运输及材料堆放
（1）装封车必须合格，装车不得超高、超宽；采用车皮装车时，材料和物件不得超过矿车边沿，采用平板车装车时，必须采用绳径不小于15.5mm的钢丝绳封车且不得少于3道，装车高度不得高于车皮的高度。

（2）运输前必须对绞车钢丝绳、信号装置、绞车完好情况进行检查，检查设备完好且熟悉运输路线后方能启动绞车，运输时要正常使用三环连和保险绳，矿车之间的连接使用好保险销。

（3）信号把钩工、绞车司机必须经过培训合格，做到持证上岗；把钩和开绞车过程中必须集中精力，发现异常及时打停点停车进行处理。

（4）操作对拉绞车时，绞车司机必须密切配合好，听清楚信号后方能开车，并在开车前撤出将绞车运行范围内的全部人员。

（5）斜巷运输过程中必须撤出沿线人员，做到“行车不行人、行人不行车”制度，运输过程中严禁不带电放车、放飞车和余绳松车。

（6）钻机运输到位后必须用卡轨器或道木打木马将矿车固定，防止矿车在轨道上自由滑行造成伤人事故。

（7）管路及材料装车时不能太满，不能超高，封车要牢固，要用钢丝绳和废钎子组合封车，并用铁丝进行加固。

（8）所有材料及工具等必须提前准备好并运输到安装位置。

所有材料运至安装地点后必须按要求摆放整齐，并不得影响运输和行人。

（9）所需的短节及坡度管必须提前丈量好现场尺寸后及时在地面进行加工。

（10）材料堆放要整齐，堆放在巷道左帮顶板无淋水、底板无积水的地点，不得影响行车、行人。

2、无轨运输
（1）人工搬运钻机时，要将钻机各部件拆卸分开运输，人工抬运钻机部件时必须使用足够强度的钢丝绳或麻绳捆绑抬运，抬运人员要配合好，防止钻机部件下滑伤人。

（2）搬运钻机大件时可以用3t葫芦捆绑钻机慢慢拉移，拉移过程中必须有专人观察钻机部件，发现问题及时进行处理。

（3）如无轨运输距离较长时，可以将钻机大件放置并固定在旱船上，人员合力拉移旱船达到移钻的目的，拉移旱船过程中，必须派专人观察钻机与旱船的固定情况，发现问题及时进行处理；或者使用小绞车运输。

（4）钻机运输到位后，必须将钻机放置在不影响其他单位运输或通风的地点，并将钻机放置平稳、牢固。

（5）钻机拆卸运输时必须将油管接头包扎好，防止灰尘等进入液压系统内。

9.2钻机固定、撤钻、移钻
1、准备工作
（1）进入安装地点前，应先检查巷道支护(用长件工具进行敲帮问顶）及通风等情况，发现问题及时处理。

整修、清理钻场时，应清理干净杂物，疏通好水沟。

（2）钻机的安装、固定严格按《钻工操作规程》进行操作，钻机顶底板必须垫上垫木，垫木必须与顶板用铁丝提前固定，防止垫木滑落伤人，要求垫木长*宽*高：200mm*200mm*200mm。

2、钻机固定
（1）钻机要支撑好，严禁将撑木打在浮矸（煤）上，且撑木要吃劲有力，周围要有足够的安全间隙，在运输巷道安设钻机时，以不影响运输为主。

（2）安设地点底板应平整，在巷道底板必须放置枕木，以便支设钻机立柱，立柱必须达到初撑力，按钻孔方位和倾角摆正钻机。

（3）机身安放平稳后，应上紧底固螺丝，各机械转动部分要安装防护栏、保护罩。

（4）安装钻机时，钻机压柱必须栓上防倒绳，且钻机两根压柱之间必须栓上联锁防倒绳进行联锁并确保牢固，压柱与顶板接触点必须放置木板或木垫等防滑物料，液压支柱注液必须加3%乳化液，严禁用清水直接注入液压支柱。

（5）当巷道高度超过钻机立柱高度无法支设立柱时，可用40t链子将钻机锁死固定在轨道上进行施工钻孔，但必须保证钻机在施工过程中不移动、不晃动。

3、撤钻
（1）撤钻前必须向值班调度室汇报，调度室同意后方可撤钻。

（2）撤钻前必须先用水或压风先将孔内煤（岩）粉排净后才能撤钻；竣工撤钻钻孔必须在钻孔施工原始记录手册上签字。

4、移钻
（1）移钻过程中必须有专人监护，移钻机时立柱旁边严禁站人，必须确保稳好立柱后方可卸压，撤卸立柱时要轻拿轻放，防止立柱砸伤人员或设备，撤下的立柱要平放在地上。

（2）挪移钻机时要相互叫应好，在斜坡段移钻机时下方严禁站人。

（3）移钻机时要爱护好设备，轻拿轻放，需拆开机体时油管及接头处必须包裹好。

（4）移钻机时应先将固定钻机的两根柱子全部卸掉后，方可移钻机；严禁提前剪掉钻机立柱保险绳，剪掉保险绳后必须立即将立柱放下并放好。

9.3钻机搭火
1、电钳工要根据钻机的功率大小选择合适的电缆、开关、启动按钮。

2、搭火要写好停电申请票，写明停电影响范围、单位和停电时间。

3、搭火后，对电气设备进行全面检查，杜绝失爆。

4、搭火时必须严格按照《井下电钳工》操作规程进行操作。

9.4钻孔封孔操作
1、封孔前的准备
（1）封孔前事先准备好长度不小于8m的Ф50PE管封孔管若干或Ф32PE管封孔管若干（根据钻孔长度定），长度为1.5m的Ф16注浆管一根、注浆箱一个（用废旧油桶加工制作，高度不少于0.5m）、长件捣实工具一件、马丽散、水泥。

（2）钻孔施工完毕后，撤钻前必须利用水将钻孔内的钻渣排净，撤钻过程中，每撤10根钻杆必须打开水管截止阀，利用水排出钻孔内煤渣，保证钻孔内无钻渣，确保封孔效果。

（3）封孔前把注浆泵的所有管路都连接完好，连接处不允许使用铁丝，必须使用“U”型卡连接，并且保证各个管路的球阀灵活可靠，确保安全。

（4）将注浆管放入待封钻孔内；使马丽散进行封孔，再将棉纱放到钻孔孔口以里0.3～0.4m 并用长件工具捣实。

（5）过10min待马丽散膨胀变硬后，在注浆用的大容器内按水泥：水:石膏粉=0.8:1.1：0.2的比例配制好混合水泥浆，搅拌均匀后用QB-152型注浆泵接上风管向孔内进行注浆，注浆至封孔管内出浆后视为注浆饱满，完成钻孔的封孔。

为防止注浆堵塞测压管，在注浆时当封孔管返水后必须立即停止注浆。

2、其它规定及安全注意事项
（1）所有钻孔封孔时必须有施工队管理人员或钻机队长以上管理人员在现长跟班监督封孔，必须确保封孔不漏气。

（2）封孔结束后必须等待25分钟以上方可连抽，连抽后跟班监督封孔的管理人员及现长封孔人员必须立即检查封孔效果，若出现封孔漏气立即进行处理，直至封孔不漏气为止，现场监督封孔的管理人员方可离开。

（3）若钻孔施工完后管理人员不能及时到现场及时监督封孔，则钻孔撤完钻杆后施工人员必须将封孔管放入孔内，若孔内瓦斯较大，则必须用干棉纱堵住孔口，并将封孔管连至抽采系统上并适当开启抽采，抽采球阀开启大小以孔口无瓦斯涌出为准。

（4）钻孔施工到位撤钻前，必须开启压风向孔内供风排渣并保持钻机慢速旋转不少于5。