施工瓦斯抽放孔做业规程.docx
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施工瓦斯抽放孔做业规程
松树滩煤矿瓦斯抽采
千米钻机钻进
作业规程
编制：
生产科
审核：
编制日期：
2011年5月18日
太西煤集团
兰山煤业公司松树滩煤矿（哈沙图钻场）
目录
第一章概况3
一、矿井概况3
二、施工地点及位置：
7
第二章：
钻场钻孔布置及施工方案8
一、钻场钻孔布置8
二、钻孔结构设计8
三、钻孔参数设计9
四、开孔设计9
五、施工钻场连接10
六、封孔设计10
七、项目区内钻进施工顺序11
八、钻孔工程量统计和施工顺序及工期安排11
九、常用记录和报表格式13
第三章：
钻机施工管理机构及劳动组织16
一、组织机构16
二、劳动组织形式16
第四章：
施工安全管理措施17
一、施工措施17
二、安全措施18
三、防止煤与瓦斯突（喷）出措施20
四、避灾路线21
第一章概况
一、矿井概况
（一）矿井地质情况
1、矿井基本情况
哈沙图煤矿井田位于内蒙古自治区阿拉善左旗境内古拉本矿区立新井田14～17勘探线之间，东北与陡崖沟煤矿井田、西南与长沟煤矿井田相邻，深部+1600水平以下为松树滩煤矿井田。
井口距乌巴公路1km为沙石路，距巴彦浩特镇45km，距乌海市103km，距宁夏银川市167km，均为柏油路面，交通十分便利。
矿井海拔标高在+1975m～+2263m左右，地势为中部高，东、西部略低。
境内除确台沟一带有少量黄土覆盖外，其余皆为岩石裸露，地形切割剧烈。
地层走向北东向，倾向西北，倾角55°～63°，构造比较简单。
区内无地表径流，确台沟位于井田北部，为矿区内最大的谷地，平日无水，雨季可汇集确台沟、哈沙图沟、炭窑沟形成洪流，因此在雨季暴雨时，对矿井生产有一定的影响。
2、地层
立新井田地层出露良好，含煤系地层为下侏罗统汝箕沟组，平均厚度227m，呈角度不整合于上三迭统之上。
其上连续沉积中侏罗统木葫芦沟组，厚320m，上侏罗统确台沟组厚800m。
寒武系灰岩及前震旦系花岗片麻岩，在矿区西部逆于侏罗系之上，第四系冲、洪积层存在于沟谷间或呈阶地存在。
下侏罗统含煤11层，即：
一、二1上、二1、二2、二3、二4、三、四、五、七1、七2。
含煤地层总厚度197m，煤层总厚度26.42m，含煤系数0.13。
在14～17勘探线之间哈沙图煤矿井田内共含煤5层，其中二1、二3、二4层煤大部可采，二1上、二2层煤局部可采。
二1上层煤在14线以南1300m范围内可采，二2层煤在16勘探线以南2500m的范围内可采。
3、地质构造
哈沙图煤矿井田为一单斜构造，地质构造简单，煤系地层在东面出露，区内已知的断层有F17逆断层，从哈沙图煤矿+1780水平运输石门揭露情况看，造成二3、二4层煤重复，钻孔施工过程中要特别注意。
其它构造目前尚不明确。
4、水文地质
煤矿内无地表径流，确台沟为矿区内最大谷底，平日无水，雨季可汇集托立沟，确台沟，木葫芦沟，吞莫尔沟，炭窑沟雨水形成洪流，由西北流泄矿区外。
二道岭沟常年有溪流，因此雨季时，对矿区生产，生活有一定的影响。
地层含水系数小，矿井涌水量不大，不会对钻进工作造成影响，但要注意断层附近涌水量的变化。
5、煤层特征
井田内共有五层煤，煤层编号从上而下分别为二1上、二1、二2、二3、二4层煤。
二1上层煤，较稳定、为简单结构煤层。
二1层煤，全区较稳定、为简单结构煤层，局部结构复杂。
二2层煤，不稳定，在18号勘探线以南的局部地段尖灭13#号孔以北尖灭。
二3层煤，较稳定，为简单结构煤层。
二4层煤，较稳定，为简单结构煤层。
6、煤质
煤质为低灰、低硫、低磷的无烟煤，平均灰分在12%左右，硫分在0.4%以下，发热量在7700大卡左右（约32.24MJ%kg）,磷分低于0.005%，是优质无烟煤。
（见综合柱状图）
（二）、矿井瓦斯基本情况
1、矿井煤层气（瓦斯）资源量
由于哈沙图煤矿未进行过瓦斯参数测定工作，瓦斯含量是根据煤炭科学研究总院西安研究院2007年7月在其深部的松树滩煤矿完成的《松树滩煤矿煤层瓦斯参数测试及突出危险性评价》及瓦斯赋存梯度进行推算得出。
经推算标高
+1700米水平：
二1上煤层瓦斯含量为14.58m3/t；二1煤层瓦斯含量为15.1m3/t；二2煤层瓦斯含量为21.84m3/t；二3煤层瓦斯含量为15.96m3/t。
标高1800米水平：
二1上煤层瓦斯含量为12.46m3/t；二1煤层瓦斯含量为13.5m3/t；二2煤层瓦斯含量为21.78m3/t；二3煤层瓦斯含量为15.72m3/t。
二4煤层暂无数据。
哈沙图矿瓦斯总储量约244250.83km3，可开发瓦斯量约53807.47km3。
２、瓦斯抽采现状
哈沙图煤矿的抽放管路已与松树滩煤矿抽放泵站实现对接，目前泵站运转正常，正在对+1780水平现有的钻孔进行抽采，抽放系统能够满足施工要求。
二、施工地点及位置：
哈沙图煤矿+1780水平运输石门南翼二1上层、北翼二1上、二1、二3、二4、层煤，+1720运输石门南翼二1上、二1、二3、二4、层煤煤层底板处布置钻场。
第二章：
钻场钻孔布置及施工方案
一、钻场钻孔布置
+1780水平二1上层煤沿用现有钻场，钻孔相对标高：
0、+20m；+1780水平二1层煤北翼可利用现有的顺层平巷（已形成回风系统）做钻场；+1720水平各煤层和+1780水平二1上、二3、二4层煤的钻场均布设在煤层底板内距煤层8m处，钻场规格：
6m（宽）×3m（深）×3m（高），采用锚喷支护。
钻孔抽放半径定为5m，钻孔相对标高：
0、+10m、+20m、+30m、+40m；钻孔均为走向长钻孔，控制范围：
+1780水平北翼走向长1000m，南翼走向长均为640m，倾向长59m，煤层倾角58°。
二、钻孔结构设计
由于之前澳钻对本水平实施钻孔布置，未达到预想的抽放效果，二1上仍存在掘进瓦斯过高，故对二1上进行增加补孔以解决掘进瓦斯高的问题。
设计在1号钻场增加布置一个主孔，钻孔主孔设计长度为646m。
三、钻孔参数设计
在三维空间中，钻孔设计参数是根据煤层底板等高线和相关测点坐标，分析煤层产状变化情况，先计算出钻孔轨迹中每个控制点和钻孔靶点的X、Y值和轨迹方位，根据接露情况计算出Z值和钻孔轨迹倾角，再根据每个控制点和靶点的值，运用插值计算方法，设计中间点的各参数值。
受地质条件的影响，煤层在走向和倾向上都有波状起伏，钻孔轨迹设计是理想状态下的轨迹，在实际施工过程中根据施工情况随时调整钻孔参数。
四、开孔设计
1、钻前准备：
由哈沙图煤矿提前做好供电、供水、通风、通讯、瓦斯监控等方面的工作，并协助松树滩煤矿将钻机及配套设备运入钻场。
2、第一次开钻：
采用φ96mmPDC钻头回转钻进9-12m,退钻换φ153mmPDC扩孔钻头扩至6m后退钻，下入φ133mm高强度复合材料管，用水泥固定。
3、第二次开钻：
用φ96mmPDC钻头+孔底马达+下无磁钻杆+随钻测量仪器+上无磁钻杆+φ73mm通缆钻杆钻具组合，开始定向钻进。
4、定向钻进时，每施工3米对孔底进行一次参数测定，根据测定的参数和已掌握的现场实际地质情况，调整参数，力求钻孔按照设计轨迹和要求钻进。
五、施工钻场连接
钻孔开始正常施工时，必须先于瓦斯抽放主管路相连接，再在气水分离器上口连接钢丝胶管上安装一个阀门控制抽放负压，根据钻孔瓦斯涌出量大小调节阀门，实行边施工边抽放，杜绝瓦斯喷孔事故的发生。
六、封孔设计
为防止塌孔并封闭有害气体，需对开孔段进行封孔，具体要求如下：
1、封孔必须采用封孔专用设备进行封孔，必须保证煤层中封孔长度不小于6米，岩层中不小于5米。
2、开孔时先采用φ73mmPDC钻头回转钻进至9-12m后提钻，然后用φ95mmPDC复合片扩孔钻头扩孔6m—7m后，反复洗孔，保证孔内清洁无煤渣后退出钻杆。
3、退出钻杆后下入φ133mm孔口管，外端必须超出煤（岩）壁300mm，并采用封孔专用设备向孔内注入水泥、速凝剂和水的均匀混合浆，水泥、速凝剂和水的重量比约为5：
1：
2，注完后必须保证静置至少4小时。
封孔后保证钻孔不漏气。
七、项目区内钻进施工顺序
首先由西安煤科院带领在+1780水平南翼二1上层煤内进行施工，解决运输平巷“先抽后掘”问题，并对该煤层+1780水平以上奥钻施工区域进行钻孔加密，提高该区域瓦斯抽采率，同时检验钻机性能和锻炼队伍；考虑到该区域内奥钻已经在+30m、+11m、-8m（钻孔相对标高）布置了三个走向钻孔，需要和西安院协商能否再增加钻孔，又因为+1720水平运输石门巷道断面小，未建钻场，无法进钻机，不具备钻进施工条件，可将+1780水平二1层煤北翼定为预备钻场，若二1上层煤无法施工时，先在预备钻场内施工。
为了不影响技改施工，待+1720水平具备施工条件后，先进行该水平南翼各煤层钻孔施工，完工后再撤至+1780水平进行北翼各煤层钻孔施工。
八、钻孔工程量统计和施工顺序及工期安排
钻场
孔号（标高m）
孔深（m）
岩孔
分支点
分支孔深（m）
总进尺（m）
A钻场
1780水平二1上层煤南翼钻孔
小计
640
1#孔（0m）
578
640
B钻场
1780水平二1层煤北翼钻孔
5000
2#孔（0m）
1000
1000
3#孔（+40m）
1000
1000
4#孔（+30m）
1000
1000
5#孔（+20m）
1000
1000
6#孔（+10m）
1000
1000
C钻场
1720水平二1上层煤南翼钻孔
3200
7#孔（0m）
640
640
8#孔（+40m）
640
640
9#孔（+30m）
640
640
10#孔（+20m）
640
640
11#孔（+10m）
640
640
D钻场
1720水平二1层煤南翼钻孔
3200
12#孔（0m）
640
640
13#孔（+40m）
640
640
14#孔（+30m）
640
640
15#孔（+20m）
640
640
16#孔（+10m）
640
640
E钻场
1720水平二3层煤南翼钻孔
3200
17#孔（0m）
640
640
18#孔（+40m）
640
640
19#孔（+30m）
640
640
20#孔（+20m）
640
640
21#孔（+10m）
640
640
F钻场
1720水平二4层煤南翼钻孔
3200
22#孔（0m）
640
640
23#孔（+40m）
640
640
24#孔（+30m）
640
640
25#孔（+20m）
640
640
26#孔（+10m）
640
640
G钻场
1780水平二1上层煤北翼钻孔
5000
27#孔（0m）
1000
1000
28#孔（+40m）
1000
1000
29#孔（+30m）
1000
1000
30#孔（+20m）
1000
1000
31#孔（+10m）
1000
1000
H钻场
1780水平二3层煤北翼钻孔
5000
32#孔（0m）
1000
1000
33#孔（+40m）
1000
1000
34#孔（+30m）
1000
1000
35#孔（+20m）
1000
1000
36#孔（+10m）
1000
1000
I钻场
1780水平二4层煤北翼钻孔
5000
37#孔（0m）
1000
1000
38#孔（+40m）
1000
1000
39#孔（+30m）
1000
1000
40#孔（+20m）
1000
1000
41#孔（+10m）
1000
1000
总计
33378
注：
钻孔标高为相对开孔点的标高
施工顺序
钻场施工顺序：
按钻场英文字母编号A、Ｂ、Ｃ．．．．．．Ｈ、Ｉ顺序进行。
钻孔施工顺序：
每个钻场先施工水平孔，用于探明煤层走向其它孔按标高由上向下依次
按钻孔数字编号1、2、3、．．．．．．40、41顺序进行。
工期安排
本项目区钻孔总工程量为33378m。
根据ZDY6000LD型钻机能力，每月按1500m计划工程量，计划2011年6月1日开始施工，预计工期668天，于2013年4月3日竣工。
九、常用记录和报表格式
①瓦斯抽放工程和钻孔施工记录表。
②瓦斯抽放参数测定记录表。
③抽放泵房值班记录表。
④抽放瓦斯工程月报表。
⑤瓦斯抽放量旬（月、季、年）报表。
以上报表格式，可根据矿井的实际情况进行取舍和添加。
瓦斯抽放工程和钻孔施工记录表
日期
地点
孔号
孔径
上班残尺
班次
岩性描述
班进尺
孔深
本班残尺
问题
说明
出勤人
负责人
瓦斯抽放参数测定记录表
日期
地点
孔号
浓度
（%）
负压
（Pa）
压差
（Pa）
温度
（℃）
气压
（Pa）
混合量
（m3/min）
纯量
（m3/min）
标准量
（m3/min）
测定人
备注
抽放瓦斯泵房值班记录
年月日运行泵号：
号泵
检查
时间
抽放瓦斯系统
抽放瓦斯泵房
备注
浓度
（%）
负压
（mmHg）
孔板压差
（mmH2o）
流量
（m3/min）
泵轴温度
（℃）
气压
（Pa）
瓦斯浓度
（%）
温度
（℃）
瓦斯抽放工程月报表
工作
地点
工程
名称
工程
描述
工程
单位
工程量
计划
完成率
存在
问题
通风科长：
总工程师：
矿长：
矿井瓦斯抽放量旬报表
序号
地点
负压
（mmHg）
浓度
（%）
温度
（℃）
混合瓦斯量
（m3/min）
纯瓦斯量
（m3/min）
旬抽放量
（Mm3）
累计抽放时间
（小时）
备注
最大
最小
平均
本旬全矿总计
（Mm3）
全矿累计抽放量
（Mm3）
通风科长：
总工程师：
矿长：
注：
矿井瓦斯抽放量月、季、年报表格式相同
第三章：
钻机施工管理机构及劳动组织
一、组织机构
为使钻机施工工作有条不紊有始有终安全顺利的进行，特成立钻机施工管理领导小组，各项工作必须在领导小组的领导下逐步进行。
组长：
李军（矿长）
副组长：
魏荣福（总工）寇慧兵（安全副矿长）
王宝德（生产矿长）郑国强（机电副矿长）
成员：
谢辉仁（安监科长）潘存杰（机电科长）
张文成（生产科长）李正晓（钻探队副队长）
胡朝明（钻探队副队长）杨来仁（钻探队副队长）
张文平（钻探队副队长）王昊龙（生产技术员）
二、劳动组织形式
1、计划配备一台钻机施工。
每台钻机实行早、中、夜三班作业制，每台钻机每班配六人，共配18人。
2、劳动组织配备可根据松树滩煤矿具体人员进行灵活配备。
第四章：
施工安全管理措施
一、施工措施
１、所有施工人员必须认真学习《煤矿安全规程》、《ZDY6000LD钻机操作规程》、《哈沙图煤矿井下定向瓦斯抽放钻孔设计方案》、《松树滩煤矿瓦斯抽放作业规程》、《哈沙图煤矿井下相关安全规程和安全措施》，并严格执行。
2、施工高仰角钻孔装卸钻杆时，必须将夹持器关闭，以防钻杆下滑伤人，钻进时钻机后方不得站人。
3、钻进参数的选择要合理，严禁超负荷运转。
4、严格按设计方位角、倾角、左右偏差施工，确保施工质量，避免孔底事故。
5、施工时严格按要求探顶探底，当出现顶底板不明时必须停钻，分析原因，采取措施，做到顶底板不明不施工，以保证钻孔安全和有效率。
6、每次加完钻杆，必须待孔内返水正常后，方可钻进。
7、钻进时要保持钻压均匀，加减压应连续均匀地进行，不得采用跳跃式忽高忽低地加压。
8、根据资料，施工时钻遇软分层时，要勤划眼，少进多冲，钻机操作人员要密切观察仪表情况，出现任何异常情况，应立即停止钻进，及时提钻至安全区域，进行处理。
9、人工加卸钻杆时，要与钻机操作人员配合得当，严禁在打开夹持器时反转回转器。
10、为了确保实际钻进轨迹与设计轨迹相符，每钻进一根钻杆测量一次，并根据实钻情况及时调整工具面向角，保证钻孔轨迹符合要求。
11、下钻前必须认真检查钻具（钻头、钻杆、孔底马达、探管、上下无磁、接手等），绝不允许“带病”钻具下入孔内，发现“带病”钻具必须及时更换。
12、钻进过程中，必须使用气水分离器装置，边抽瓦斯边钻进。
二、安全措施
1、入井施工人员必须佩带安全帽、矿灯、自救器、便携式瓦斯报警仪，严禁带烟、火或点火物品入井、严禁穿化纤衣服和酒后入井、不得配戴项链等首饰。
2、施工人员要密切配合，做好自保、互保、联保工作。
3、作业前要检查钻场的支护情况，确保顶、帮支护完好后方可施工作业。
4、矿方必须在钻场内增设监控探头，以随时检查施工地点的瓦斯浓度、一氧化碳浓度及温度，瓦斯浓度或一氧化碳浓度超过规定时立即停止施工，断电撤人，通知矿方进行处理。
5、必须每班检查一次电气设备完好情况，严禁电气设备失爆作业。
6、在钻进过程中，发现煤岩松散、片帮、来压或钻孔喷孔、喷煤、瓦斯突然增大等异常现象，严禁提钻，必须立即停电、撤人，并立即向队领导及松树滩煤矿、哈沙图煤矿调度室汇报。
7、钻场所有电气设备必须安设保护接地，严禁带电维修，并安装符合要求的漏电保护装置，检修机电时，必须确认断电无误后，方可检修。
8、定期组织施工人员进行应急救援预案及避灾演习并开展安全隐患排查整治工作，消除各类不安全因素。
9、无特殊情况，工作期间不得离开钻场，不得破坏井下设备、设施，严禁井下睡觉。
10、钻场通风必须稳定可靠，风量必须满足施工地点至少6人同时作业的要求。
11、瓦检员入井前详细检查瓦检器的完好情况，及时更换药品，严禁带病瓦检器入井。
12、必须安排专职瓦检员在施工点设点不定时检查瓦斯，并将检查结果填入瓦斯报表及牌板。
13、交接班时，施工人员必须交接清楚施工地点的通风瓦斯情况，并用100%高浓度光干涉瓦斯检查仪检查孔内瓦斯浓度，并记录。
三、防止煤与瓦斯突（喷）出措施
1、施工时钻机前方必须安设防突网，防突网与钻机前立柱牢固连接，发生防止煤与瓦斯突（喷）出时，能挡住突出的煤体。
防突网的目数不大于15mm。
2、必须保证封孔质量：
钻孔封孔管下设长度煤孔不小于8米，且封孔时必须使用专用设备封孔，保证封孔质量和封孔强度。
一旦发生煤（岩）与瓦斯突（喷）出时，钻孔封孔管有足够的强度。
3、封孔管与气水分离器之间安设闸门，发生瓦斯喷孔时，不能关闭孔口闸门，及时调节抽放管路负压，以控制抽放钻孔内喷出的瓦斯，降低孔内瓦斯压力；发生煤（岩）突（喷）出预兆时（如：
无声征兆：
工作面顶板压力增大，煤壁被挤出、片帮掉渣、顶板下沉或底板鼓起，煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽，煤质变软、煤壁发亮，工作面风流中瓦斯忽大忽小，打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。
有声征兆：
工作面支架有声响，有煤炮声、机枪声、声音由远到近、由小到大，有短暂的、连续的、间隔时间长短不一，煤壁发生震动或冲击，顶板来压、支架发生折裂声。
开裂、片帮掉渣、剥落、底鼓、钻孔变形、夹钻杆等），关闭孔口闸门，但不能退钻。
同时停止作业，并将钻场内的所有机电设备开关手把打至零位，将人员撤出并向矿调度室汇报，待采取措施排除隐患后方可继续施工。
四、避灾路线
1、哈沙图煤矿+1780水平水、火、瓦斯避灾路线
+1780水平钻场→+1780石门→斜井→地面（见附图）
2、哈沙图煤矿+1720水平水、火、瓦斯避灾路线
+1720水平钻场→+1720石门→斜井→地面（见附图）
3、哈沙图煤矿+1780、水平防洪避灾路线
+1780水平钻场→﹢1850暗斜井→﹢1850总回风巷→﹢1850石门→主井→地面（见附图）
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