杨村煤矿副井井筒探放水安全技术措施(报处)

杨村煤矿副井井筒过基岩段第一含水层探放水
施工安全技术措施
工程名称：杨村煤矿副井井筒
施工单位：中煤四十九处杨村项目部
编制人：潘广宜
项目经理：韩亮
编制日期: 2014年5月1日
执行日期: 2014年5月1日
会审表
名称：杨村煤矿副井井筒基岩段第一含水层探放水施工安全技术措施
杨村煤矿副井井筒过基岩段第一含水层探放水施工安全技术措施
一、工程概况
杨村煤矿设计生产能力5.0Mt/a，副井筒的表土段、风化基岩段及部分基岩段采用冻结法施工；设计副井井筒深度1000.7m，副井冻结深度725m，井筒基岩段已采用地面预注浆。

第一含水层：729.36～771.41m，层厚42.05m，已施工至706.8m，层位为基岩段二叠系细砂岩，已经施工完成2.2m止浆垫，目前正在进行井筒套壁施工。

二、副井井筒水文地质条件
（一）副井含水层情况
1.埋深为73
2.10～774.85m的第一含水段该含水段厚度为42.75m，主要由粉、细砂岩和中、粗砂岩构成，其中所含的泥岩层的累计厚度仅占总厚度的20%左右。

该段裂隙较发育，尤其是732.10—749.40m深度的中砂岩和细砂岩互层段的RQD值甚至小于45%。

盐化扩散测井曲线在此段有显著异常，流量测井曲线也出现幅度值激增的现象。

2.埋深为856.40～871.65m的第二含水段，该含水段厚度为15.25m，主要由粉砂岩和中砂岩构成。

该段裂隙较发育，岩芯采取率和RQD的加权平均值分别只有40%和35%。

盐化扩散测井曲线在此段有显著异常，流量测井曲线也出现幅度值显著增加的现象。

但根据流量测井曲线在此段的增幅比例可以判断，该含水段的导水系数约相当于第一含水段50%。

（二）副井井筒检查孔涌水量预计
采用非稳定井流公式计算含水层的水文地质参数，预计副井在二叠系基岩段第一含水层的涌水量：正常涌水量79.1m3/h,瞬时最大涌水量231.4 m3/h，见下表。

副井在二叠系基岩段第一、二个含水层预计涌水量
三、副井井筒地面预注浆情况
为了解决副井井筒施工过程中可能遇到的水害及工程地质方面的问题，矿方已对井筒
所处地段进行地面预注浆。

（一）副井地面预注浆
杨村煤矿副井井筒地面预注浆工程于2008年3月16日正式施工，2008年11月25日完工，副井井筒注浆段（670m～1012m），实际注浆量17736.6m3(单液水泥浆949.3m3，粘土水泥浆16787.3m3)，井筒单位注浆量51.86 m3/m，实际井筒单位注浆量超过设计量5.08 m3/m,副井地面预注浆孔布置图见下图1。

（二）副井停止注浆条件
1.岩帽注浆段：注浆终量≤100L/min，稳定时间≥20min，注浆压力：静水压力的1.5～
2.0倍。

2.粘土水泥浆注浆段：注浆终量≤250～300L/min，稳定时间≥30min，注浆压力：静
水压力的2.0～2.5倍。

3.副井地面预注浆效果评价
按照井筒地面预注浆的要求，对注浆堵水效果采用最后一个注浆孔进行压水试验，在最后施工的注浆孔（注6#孔）进行压水试验，经计算注后井筒基岩注浆段剩余涌水量为
6.373m3/h，达到设计要求（≤10m3/h）。

四、副井探放水钻孔方案设计
针对冻结段外的基岩含水层需停头打钻进行探放水工作，消除井筒掘进过程中可能存在的水害隐患，确保井筒施工安全。

本次探放水工程主要针对二叠系基岩段第一含水层（副井基岩段729.36～771.41m）。

（一）编制探放水方案设计的目的
（1）探查副井基岩段第一含水层的富水性；
（2）探查副井地面预注浆的效果；
（3）为副井井筒过含水层采取工作面注浆提供依据。

（二）、止浆垫施工
副井止浆垫采用C30混凝土浇筑，厚度2.2m，目前已经施工完成，止浆垫顶界面距离含水层顶界面的距离为25.0m。

（三）、钻孔位置、参数及工程量
在止浆垫处停头探放基岩段第一含水层水，采用“三角”型布置方式，共布置5个钻孔，根据实际探水情况再调整钻孔施工数目，具体钻孔参数见表，钻孔平面布置见图。

副井706.8处停头探放第一含水层水钻孔参数
副井第一含水层探放水方案
五、副井探放水施工准备 （一）副井探放水设备选型
本次探放水钻孔设备选用宣化煤矿机械厂产潜孔钻机和石家庄煤矿机械厂产ZLJ —700型煤矿坑道钻机，钻杆采用Φ42mm ×δ6mm 地质钻杆，钻头采用Φ75mmPD 复合片无芯钻头，采用地面直接供水作打钻循环用水。

钻进过程中，孔口管上部必须安装高压闸阀及防突水装置。

注浆泵选用2TGZ-60/210型注浆泵和XPB-90E 型聚能泵。

（二）排水系统
1.探放水前应形成不低于50m3/h 的排水能力。

利用井筒内一路Φ108mm 无缝钢管作为排水管路，吊盘上安设一台DC50-80×10型高扬程离心式水泵及水箱，工作面放置多台潜
副井第一含水层探放水方案一I
图2
水泵。

2.利用工作面潜水泵将工作面涌水排至吊盘水箱，然后由DC50-80×10型泵将水箱中的水通过供水管路排至地面。

3.井口外备用一台DC50-80×10型高扬程离心式水泵，要保证设备完好，随时投入使用。

（三）信号的传输
设备人员下放、探放水施工时采用项目部原有声光讯号保持井上、下联系。

（四）设备下放及安装
1.从井口下放钻机采用起吊勾头进行下放，钻机下放时绞车要匀速行驶，下放速度不要超过0.5～0.8m/s，在钻机通过喇叭口时，井口上下人员要注意钻机的通过，以免有刮碰的现象发生。

2.钻机到达井底安设在加工好的钻架上用螺丝连接的方式固定，再用12.5mm钢丝绳套配合2吨手拉葫芦固定在井筒底板上，并确保安装牢固。

钻机设备到工作面后由班长持证进行操作，并进行安全检查，确认安全无误。

六、副井探放水施工工艺
（一）孔口管埋设
孔口管埋设时，采用先钻孔、后埋管的方式，严格按照新集集团公司批复的设计孔位在井筒工作面止浆垫上利用潜孔钻机施工Φ130mm竖直钻孔至22m深，埋设Φ108mm×8mm 无缝钢管，上端焊接高压法兰盘，作为打钻注浆孔口管。

上端高出止浆垫0.3m。

先施工副1、副3、副5钻孔，再确定副2、副4钻孔是否施工及钻孔参数。

严格按照设计施工钻孔，预埋孔口管时，钻孔的径向角、切向角要由专业技术人员进行操作，预埋过程中要及时准确校对。

（二）耐压试验
待孔口管完成埋设，用钻机扫掉孔口管内水泥至深度22m，做压水试验，并联合注浆管路做耐压试验。

耐压试验压力不得低于12MPa，不漏水、孔口管不活动即为合格，否则注浆加固孔口管直至合格为止。

（三）探放水作业及注意事项
1.对每一个钻孔施工时必须有清出记录，了解掌握含水层的深度、层位、岩性、水量、
静水压力等参数，对含水层的水文地质情况有全面清晰的了解。

2.钻注施工前，先打开孔口压盖，对将钻注的孔口管安装孔口安装高压阀门，连接牢固；，并安装防突装置，预防突水。

3.探水钻孔至22m时，进行压水试验，注水压力为12MPa。

注浆时钻一孔，注一孔，均达到设计终压。

4.钻机安装调整好后，应全面检查各部件安装，是否准确，各部分的螺钉、螺母接头等处是否都已拧紧，夹紧器是否夹得牢固可靠。

管路接头处不得有漏水现象。

5.正常钻进时，先以较小力推进钻进，以便于钻头定位，给予适当的水量以减少粉尘；待钻头钻进10cm左右时再以全量钻进，并适当加大推进力，进行正常的钻进工作。

钻完一根钻杆，要停止电动机运转和停止送水，使接头与钻杆脱开，再接第二根钻杆，按此循环连续工作。

6.钻机开孔角度严格控制，钻孔偏斜率要求不大于1%。

7.机器在短时间内停止工作时，要给予少量的水，以防止钻具冻入孔内。

8.钻进过程中，采用清水钻进。

当钻孔涌水量大于5m3/h时，立即停钻进行注浆，扫孔后涌水量无突增趋势，方可继续钻进。

若钻孔施工至设计位置没有明显出水仍需对该段高进行按注浆程序进行注浆。

9.禁止弯曲钻杆下井，提高对中度，过硬岩时，不应加压过量。

带阀清水钻进，地面连续供水，一旦水量变小或中断应立即停钻或提钻，检查原因，恢复正常供水后，再继续钻进。

10.定时检查钻具，发现不符合要求的应及时更换，钻具加工要规范，出刃一致，焊接牢固，加压、钻速适当。

为防止掉物入孔，钻进时孔口钻杆套厚皮胶板。

11.每孔终孔停钻后，应加大水量冲孔，冲孔时间一般为30min左右，直到孔内岩粉基本排除为止。

12.要认真做好钻进记录与钻机维修工作。

施工过程中若出现报废钻孔，应认真记录孔内情况，并及时向设计单位汇报，经现场确认后进行全孔注浆封闭，然后按设计单位调整后业务联系单的参数重新施工。

（四）钻孔防突水及防喷措施
1.涌水量较大时，及时提钻，放水、放沙，注清水，再放水，再注清水打通裂隙，再
放水最后进行注浆。

2.钻孔施工前要建立完善的排水系统，确保工作面至地面的排水管路畅通，并配备一台完好排水泵（大泵），一台备用。

3.每个钻孔孔口管耐压试验合格后，均要在孔口法兰上安装高压闸阀和防喷阀后方可钻进。

4.孔内涌水后立即启动排水系统，并及时向项目部领导汇报，经同意后方准提钻，提钻时钻具一律由立轴中以上卸下，提钻后立即关闭孔口高压闸阀，并连接注浆装置进行注浆。

5.钻孔出水后要及时进行观测记录。

6.套管法兰盘与闸阀及闸阀与注浆法兰盘之间一律使用铅垫圈，并压紧压牢。

7.现场要准备管子割刀，当钻孔出现突水，来不及抽出钻杆的情况下，及时割断钻杆关闭闸阀。

8.钻进过程中若钻孔出水，应对出水深度、水量、水压、水温等严格观测和记录，到达设计孔深后保持放水，并取样进行水质化验，若发现水量、水压和水温异常，应立即停止钻进，但不得起出钻杆，并立即汇报调度室及相关矿领导，如果发现危险情况时，必须立即撤出所有受水害威胁的人员，然后采取措施进行处理。

七、施工安全措施
（一）通风计算
由于在探水施工过程中可能出现瓦斯等有害气体，因此必须进行通风。

1.风机选型
通风机主要技术参数：
型号：FBD№7.1/2×45KW对旋式通风机
风量：780～420(m3/min)
全压：1450～7580(Pa)
效率：>85%
型号：FBD№6.3/2×30KW对旋式通风机
风量：550～420(m3/min)
全压：810～6000(Pa)
效率：>85%
2.风量、风速验算
（1）按人数计算：Q1=4N=4×25=100m3/min
式中：Q1—掘进工作面实际需要的风量，m3/min。

N—掘进工作面同时工作的最多人数，取N=25人。

（2）过煤层或者有瓦斯涌出岩层时井筒最低风速为0.25m∕s，,最小风量为Q最大=44.16×0.25×60=662.4m3/min（需2台局扇2路风筒同时工作），无煤层或者无瓦斯涌出岩层时井筒最低风速为0.15m∕s,最小风量为Q最大=44.16×0.15×60=397.4m3/min（需1台局扇1路风筒工作）。

由上述计算得知，所选2台局扇2路风筒同时压入式通风系统满足探水施工用风需要。

（二）管理制度及人员配备要求
1.建立健全各工种及技术人员的岗位责任制，施工前对所有施工人员学习本措施签字、考试合格后在施工中严格执行，做好自主保安和相互保安工作。

2.严格贯彻执行杨村煤矿安全生产管理的各项规章制度和岗位责任制，以确保钻注施工的安全、快速、优质，各班组均配备有经验的钻、注技术工人，施工期间每班井上下作业，必须各设置一名生产负责人。

（三）吊盘使用安全措施
1.提、落吊盘前进行安全检查，确认安全无误后方可进行工程施工。

2.在吊盘施工时，所有人员、器具全部做留绳拴在安全可靠的生根点上。

其它工器具捆绑也要牢固，确保无坠落危险，派专人检查落实。

3.吊盘信号工要严格执行岗位责任制，严禁出现信号不清不明，发生误操作。

4.人员在作业平台施工作业，以及乘坐吊桶上、下井时，头手不得伸出作业平台和吊桶外，并且不能用手触摸井壁及井筒内设施，以免伤人。

5.班内作业结束，本班人员把所有工器具、设备、材料清点搬离地面后本班方可撤离现场。

6.作业平台放平后与井壁安全间隙不得大于150mm。

7.吊盘施工人员保险带必须生根牢固。

（四）提升信号管理措施
1.严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定。

2.井筒探放水时，井筒内作业平台上设置专职信号工，井上、下信号工必须持证上岗，必须参加措施学习，对井筒内的施工位置做到心中有数，必须熟悉提升设备和信号设施等情况。

3.接班后井口信号工应首先与绞车司机联系好，仔细检查试验有关信号设备、设施是否正常，待一切安全可靠后方可正式操作。

4.无论是短距离运行，还是交接班绞车运行，井下与井口、井口与绞车司机，均事先联系好运行距离或停车位置后，再发送信号走钩。

5.信号发出后，井口信号工不得离开信号室，并应密切监视提升容器、钢丝绳及信号显示系统的情况如发现异常现象，应立即发出停车信号，查明原因处理后，方可重新发送信号。

对于事故隐患，必须随即上报有关领导查处。

（五）副井探放水期间绞车司机操作安全措施
1.为确保副井井筒及探放水施工人员提升安全，绞车司机加强安全工作责任心，服从施工负责人的指挥，严格按信号开车。

2.操作时精力要集中，听准信号，起钩要慢，运行要稳，发现异常情况及时停车。

在排除异常情况后必须与现场负责人联系好后，方可开车。

绞车发生故障，应安排专人及时检修。

3.副井提升执行项目部各项提升信号规定。

4.探水过程中，井底工作面必须留有一个吊桶，防止在施工过程中发生特殊情况。

（六）保证施工人员及器具的安全措施
1.施工前必须将本施工措施贯彻至每一个参与施工的人员。

2.当班人员严禁班前或班中喝酒，班前饮酒者严禁进入井口。

3.每次施工前应对井口的杂物、煤(矸)及井口内所有的杂物进行清理，谨防杂物坠入井筒伤人。

4.对井下停、送风、水，必须确认后方可进行操作。

5.所有机电设备、开关等均需采用隔爆设备，杜绝失爆。

6.开好班前及班后会，布置和总结生产及安全情况，发现不安全因素，及时汇报并积极处理，施工中作好施工原始记录。

7.注浆固定孔口管时，施工人员应佩戴劳动保护用品，注浆人员应戴胶皮手套、护目镜，并严防浆液飞溅到眼中。

（七）井筒防坠措施及上、下井工具物品清点制度
1.为了防止上、下井物品坠落掉入井筒，确保井筒内施工人员及物品的安全，特制订井筒防坠及上、下井物品清点制度。

2.施工队长作为防坠措施监督负责人，信号工为上、下井工具物品清点责任人。

3.人员防坠落：井筒内所有施工人员都必须配戴安全帽、系安全带并将安全带系在牢固、可靠的地方，安全带的长度应适中，生根要安全、牢固、可靠。

4.器具材料防坠：所有入井的风锤、工具、大板等材料，在工作平台上必须系留绳。

5.工具防坠：所有的零星材料必须放在桶里并安放稳固，使用的工具应妥善放置，手头工具应系留绳。

每次入井前均应检查安全带、留绳的完好情况，确认完好方可使用。

6.上井后所有物品必须清点核对，如发现缺少工具物品，应查明原因并追究责任人和施工队长的责任。

每天收工前必须对施工现场进行清理。

（八）安全管理措施
1.严禁酒后入井。

2.所有人员必须执行现场交接班制度。

3.钻机正上方严禁站人，以防顶钻伤人。

4.司钻人员在开机前必须确认其他人员已离开机器转动部分，否则不得开机。

5.在钻探工作全过程中，必须保证排水系统正常运转，随时排出井下涌水。

6.工作人员在下列情况时必须佩带保险带：
（1）乘吊桶或随吊盘升降时；
（2）在吊盘上施工时；
7.其它未尽事宜，严格按照《煤矿安全规程》、《杨村煤矿副立井基岩段施工组织设计》及相关规范规定的有关条文执行。

八、避灾路线
1.有提升时避水灾路线：井底→吊桶→井口→安全地点。

2.无提升时避水灾路线：井底→软梯→吊盘→安全梯→井口→安全地点。

九、施工工期及劳动组织
（一）副井探放水施工工期
1.准备时间1天。

2.开孔及固定孔口管5天（3个孔）
3.孔口管耐压试验1天（3个孔）
4.钻孔、注浆24天（有破碎岩石需反复钻进、注浆加固。

3个孔）
合计工期30天。

（二）劳动组织
1.实行项目管理方式，项目经理全面负责工程施工的安全和质量。

2.本次注浆实行钻注合一，钻工兼注浆，采用“三八”制作业方式。

钻注劳动组织表
十、探放水施工主要材料和主要设备表
注浆机具及材料需用计划表。