有史以来内容最全的钻探C3l8灰岩水安全技术措施.docx

1、有史以来内容最全的钻探C3l8灰岩水安全技术措施“”管子道钻探C3L8灰岩含水层施工安全技术措施二一三年五月十五日“”管子道钻探C3L8灰岩含水层施工安全技术措施编 制：审 核：科 长：地测副总：总 工：日期：二一三年五月十五日“”管子道钻探C3L8灰岩含水层施工安全技术措施一、概况1.井下位置“”管子道位于我矿33采区南翼，北临”南大巷（间距14m）；在二1煤层和C3L8之间布置；从泵房里端开口，掘进方位305。探水钻场位于管子道“泵2”导线点向前5m位置左帮，顶板距二1煤18.3m，底板距C3L8灰岩8m。2.巷道支护参数“”管子道净断面3.8m（净宽）2.9m（净高），目前采用锚网喷支护

2、。3.巷道附近的含水与充水情况“”管子道在新区施工，附近无老空老巷积水。对该巷道有直接影响含水层为二1煤层（S9）底板砂岩含水层和C3L8灰岩含水层。二、目的、工作流程和要求1.目的通过在”管子道内打钻，探测在”管子道附近施工的”内、外水仓及配水巷底板与C3L8灰岩含水层之间的准确距离；通过钻探埋管安水压表，观测C3L8灰岩含水层的准确水压。2.钻探C3L8灰岩含水层工作流程图1 “”管子道钻探C3L8灰岩水工作流程图3.要求按照煤矿防治水规定、煤矿安全规程及公司有关防治水管理文件，制定如下要求：本次探放水作业由我矿地测防治水机构制定设计，编制钻探C3L8灰岩水安全技术措施提交矿总工程师组织会

3、审。设计和安全技术措施审批后要下发至钻探队和岩巷队，钻探队和岩巷队要组织学习贯彻，以便于指导施工。本次探水施工由专业的探放水队伍钻探队使用专用探放水钻机实施，钻探队根据生产科的探放水设计和安全技术措施制定钻探C3L8灰岩水打钻施工安全技术措施，并由矿总工程师组织会审；措施会审通过后要贯彻到所有参与施工的人员中去。生产科地测人员为探放水提供准确的技术资料，要根据设计现场放线；在探放过程中做好水量控制工作；在探放水过程中做好钻孔出水量和水压变化等情况的观测和记录。探水工作开始前，钻探队要确保钻场支护完好。探水工作开始前，岩巷队负责清理巷道，挖好排水沟及水窝，按本措施的要求安装排水泵及配套排水管路并

4、负责管理，确保排水畅通。延深轨道水沟由运输区管理，要求必须保证畅通。调度室要确保”管子道探水地点电话畅通，并且距探放水地点不大于20m。同时要负责调度通知、通报的上传下达，保证钻探过程中出现异常情况时，能够统一协调指挥。安质科的安检人员要按照探水设计，监督现场施工情况，履行好岗位职责。机运科负责机电设备的配置，负责监督检查、落实供电系统与排水设备正常运转。生产科、钻探队、岩巷队人员跟班期间，要求做好交接班记录，记录内容分别包括：本班探放水情况、注意事项、排水系统情况、签字等内容并及时向调度汇报探放水情况。探水结束后，地测防治水机构要对探水效果进行评价，并提交给总工；总工组织生产、安全、地测等部

5、门进行审核；审核通过后，地测防治水机构下达”内、外水仓及配水巷临时地质和水文地质预报。岩巷队根据临时地质和水文地质预报上的要求安排施工，确保安全生产。 三、水文地质条件1.矿井C3L8灰岩含水层特征C3L8灰岩含水层埋藏、厚度38灰岩在区内发育良好，分布稳定，厚度3.925.23m ，平均4.68m，岩溶裂隙较为发育，含岩溶裂隙承压水。距煤层的相对位置该含水层距二1煤间距为27.8039.71m，平均33.35m；根据”管子道附近的钻孔综合，在该巷道附近C3L8含水层距二1煤间距为 29.2m。含水性、水头压力及物理力学参数等由补勘的17个孔穿过38灰岩钻孔统计资料，冲洗液消耗量大于10m3h

6、的个孔（585-1、585-2、585-8、584-11），1.52.5m3h的个孔，其余均小于1.0m3h。漏失量较大的钻孔都分布在向斜南翼和断层带附近，充分说明南翼的38灰岩岩溶裂隙较为发育，并说明与构造有关系。经过长期疏放，预计目前C3L8灰岩水对”管子道下平道底板处水压为0.3MPa。2. C3L8灰岩含水层的出（突）水规律，预计目前水位标高，预计可能的出水量C3L8灰岩含水层的出（突）水规律38灰岩水主要通过巷道直接揭露构造裂隙（断层为主）时涌出，突水特征为，初始水量较大，水压亦高，但水量、水压衰减很快；如二水平南、北翼大巷施工的疏水降压钻孔，初始水压达0.400.55MPa，但随着

7、疏放水的延续，涌水量与水压逐渐变小，现已疏干；另外C3L8灰岩突水点大部分布在南翼地区，且水量较大，北翼水量相对较小，显示C3L8的富水性不均一，且随开采深度延深，当发生下部突水时，浅部出水点有被逐渐疏干的特点。预计目前水位标高鹤煤我矿多年来在三水平大巷、-520南大巷、-520北大巷、3306中巷、3308中巷对C3L8灰岩水采取疏放为主的措施。经过长期疏放，目前矿井北翼的C3L8灰岩水位标高已降到-597m，矿井南翼的C3L8灰岩水位标高预计已降到-570m。预计可能的出水量预计正常出水量10.5m3/h，预计最大出水量21m3/h。四、探水钻孔设计1.钻孔设计参数钻孔设计参数一览表钻孔编

8、号方位（）倾角（）深度（m）孔径(mm)孔口位置预计进入及穿过C3L8位置距泵2点距巷顶见C3L8深度（m）过C3L8深度（m）1215-10277552.4516262232-1326755.52.4515.5252.水量预计预计单孔水量根据裘布依公式其中 K含水层渗透系数（m/d）； Q钻孔出水量 (m3/d)； S承压水位与孔口高度差（m）；M承压含水层厚度（m）；R含水层半径，即应用补给半径（m）；r探水孔半径（m）。在K、M、R、r值不变的情况下，Q（钻孔出水量）和S（水位降深）呈正比关系：即取2011年度在3306中巷疏放C3L8灰岩水时的具体参数：单孔出水量Q1=14 m3/h和

9、承压水位与孔口位置高度差S1=40m；以及”管子道位置承压水位与孔口位置高度差S2=30m；计算出：“”管子道探水单孔预计水量Q2=10.5 m3/h最大水量探水施工逐孔进行，根据单孔涌水量计算结果，预计最大水量为21m/h。3.孔口装置及有关要求安装孔口装置的要求施工的1、2号钻孔上均要埋设套管，套管外接压力表和阀门。安装孔口装置需要的设备、材料表10 安装孔口装置需用的设备、材料名称规格数量及单位备注钻机150型1台含配套设施钻头137mm1枚合金三翼钻头75mm1枚复合片三翼风动注浆泵KFQFK型1台含配套设施钢管100mm，3.5m长2根一端车内丝，一端焊100mm法兰，并在法兰端15

10、0mm位置焊接安装压力表的小管钢管100mm，2.1m长2根一端车外丝，能与焊接法兰的钢管连接防突水装置100mm，0.3m长1个可复用阀门100mm2个铝塑管16mm5m压力表00.6MPa 2个压盖100mm变25mm2个由变头和法兰焊接而成 球阀25mm2个水泥32.5R0.2t混合料米石子和砂子混合0.1m3用于浇注孔口的防水闸墩安设孔口装置的工作流程按设计使用150型钻机配50mm钻杆、137mm合金钻头施工钻孔，孔深5.5m。施工钻孔完毕，退出钻杆、钻头后，必须及时将孔内的岩粉用冲净，保持孔内平整且无碎矸、岩粉等杂物。在钻孔内先下2.1m长的钢管（100mm），并在孔口和3.5m长

11、的钢管（100mm）连接成一整根5.6m长的套管。下入的套管，孔内深度5.1m，外余0.5m。在孔口使用混合料和32.5R水泥配置混凝土砌一道0.3m厚、0.5m长（两个孔的孔口闸墩可连接起来），比套管外壁高出0.15 m的闸墩，混凝土强度不低于C30；砌好后凝固3个小班（24小时）。在套管上连接100mm变25mm压盖，在压盖上接注浆管路，使用KFQFK风动注浆泵向孔内和孔外空隙内注入水泥浆液。水和灰的配比2：12：3，且要混合均匀；根据预计水压0.3 MPa的情况，注浆压力控制在0.6MPa0.9MPa，终孔压力设定为1.5MPa。向孔内注浆后，注意观察出气管的返浆情况和注浆泵压力表读数，

12、发现出气管返浆后，迅速堵住出气管口，将出气管对折，并使用铁丝或塑料绳将对折后的出气管固定住，防止漏浆。然后继续向注浆管内压注水泥浆，直待压力达到1.5MPa且维持时间不少于3分钟后，方可停止注浆，并关闭压盖上的25mm球阀，卸下注浆管路。注浆结束待凝固2个小班（16小时）后，先使用150钻机配75mm钻头在钻孔内钻进6m，起钻后，在套管上连接100mm变25mm压盖，在压盖上接注浆管路，使用KFQFK风动注浆泵向套管内注清水做耐压试验，根据水0.3 MPa的情况，耐压试验的压力控制为1.0MPa并持续至少5分钟。如果钻孔及巷帮漏水或套管松动，需重新进行注浆加固，加固后按上述要求重新试压，无漏水

13、等现象后方可在套管上安装闸门、防突水装置、压力表。用同样方法埋设第二个套管。在套管末端安装上100mm阀门、防突水装置和小量程的压力表（00.6MPa），孔口装置安装完成。图2 孔口装置示意图五、钻探施工与排水1.施工单位，钻机型号，钻探设备运输及安装。施工单位探放水施工队伍为我矿钻探队，属专职探放水队伍。钻机类型探放水施工使用的钻机型号为150型，主要由液压泵站、操作台、机架、钻具等组成,该钻机配套使用50mm钻杆，可使用75mm 和137mm钻头施工钻孔，施工钻孔深度可达150m。钻机的运输钻机运至工作地点前要解体成若干部件：泵站、动力头、机架、操纵台和钻具等，液压油放置容器内，单独运输。

14、解体时各胶管应卷成圈，固定在相应的部件上，弯曲不要过大，所有外露孔要包裹或加帽罩，防止煤泥等脏物进入元件和胶管内。拆下的各紧固件和连接件应带在相应的零部件上，以免丢失或混淆。解体后的各部应牢固地固定在运输设备上（内），运输过程中应避免各部件碰撞和跌落。钻机的安装钻机安装前，首先清理并加固好钻机周围的巷道，要求安全可靠，空间足够，通风良好。供给钻机相适应的清水管供水量应大于50L/min,供水压力应大于0.3 MPa，电源及相应的配套设备也应与钻机相适应。将泵站和操纵台安放在既安全又利于操作和观察钻机工作情况的地方。给钻机油泵加油，接上电源。将动力头、夹持器安装到机架上。根据探水钻孔的设计调节钻

15、机，并把钻机用压柱和戗柱压紧背牢。禁止用钻杆或其它金属代替压柱及戗柱。压柱不得少于4根，压柱上要拴有防倒链，防倒链拴在巷道外露出的金属网上，戗柱不少于2根（戗柱使用直径不小150mm的圆木）。连接油管、冷却器、水辫等。打钻前，必须重新检查一遍钻机,进行调试、试转,检查钻机、钻具、油泵、操作台等的完好情况，检查液压管路是否连接畅通、正常，检查油量、油压是否符合规定；检查各类操作手把是否到位，确保钻机性能良好。2.开工，钻探记录，跟班，钻探过程中异常情况处理与汇报，钻探结束标准，验收，封孔等探放水开工前必须完成的工作生产科地测人员现场标定钻孔位置、方位、倾角等。钻机安装必须牢固、平稳，钻机要用专用

16、压柱及戗柱压实顶牢，钻机底部要用轨枕或方木垫实，确认牢固可靠后方可开钻。开钻前及时加固钻位附近的巷道支护，以保证施工的安全。探放水作业使用的电话距探放水地点不大于20m。按设计需要安设孔口装置的钻孔必须安设孔口装置。按设计完善排水系统（包括水泵和管路），清挖水沟，保证排水线路畅通。巷道内的物料要码放整齐到巷帮，杂物要清理干净，保证后路畅通。探放水作业在钻探施工前安装上阀门、防突水装置和压力表。取下钻机的75mm钻头，卸开防突水装置压盖和橡皮垫，依次套在钻杆上；在钻杆上安装75mm钻头；启动钻机，钻机转动要平稳，待钻头进入套管后，停止钻机运转，用螺丝上紧压盖和皮垫到防突水装置末端法兰上。再次启动

17、钻机，钻机转动要平稳，打开供水阀门给冷却器和水辫供水，动力头慢转，并慢慢推进，当钻进一定深度且钻机、钻具运转平稳后，用正常旋转和推进速度钻进。探放水过程中，利用排粉管排出钻粉。加装钻杆时先停止推进，再停止旋转，关闭供水阀门；人工用管钳卸下水辫；在动力头后面加接1根钻杆；将水辫旋接在钻杆上；夹持器夹紧钻杆、松开卡盘，动力头正常后退或快速后退至机架后端；卡盘夹紧钻杆，松开夹持器，打开水辫供水阀门，向钻孔供水，待水从钻孔中流出后，再进行正常钻进。钻探施工接近C3L8深度时，要放慢钻进速度。钻探出水后，如果水量、水压过大，应及时关闭排粉管上50mm阀门，控制住出水；如果现场确认不再向前钻进，可后退钻头

18、到防突水装置的100mm主管内。关闭100mm阀门，高压水被控制在100mm阀门的后方。随 后即可卸掉压盖，退出钻头。将100mm阀门留在套管上，防突水装置拆下可复用。钻探过程中发现孔内的水量突然增大、有异味、顶钻、掉钻等异常现象时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，应及时关闭排粉管上的50mm阀门，对钻机进行再加固，并立即向矿调度和队值班汇报，经地质人员测定水压、涌水量，确认没有大量涌水后，才能继续进行下一步作业。拆卸钻杆操作时，将动力头置于适当的位置，关闭水辫供水阀门；夹持器夹紧钻杆，操作正常进退手把至最后位置即浮动位，动力头反转,使钻杆与第一根钻杆分离一段距离，将正常进退手把向前推至正常

19、后退位，使推进油缸正常后退；松开卡盘，取下后置水辫和钻杆；动力头前进至能夹住钻杆处停止前进；卡盘夹紧钻杆，松开夹持器，动力头正转（在起拔钻杆时需钻具旋转时）并后退至适当位置（即从卡盘取下第一根钻杆后，卡盘能夹住下一根钻杆），停止旋转和后退；夹持器夹紧钻杆，操作正常进退手把至最后位置（浮动位），动力头反转，松开钻杆间连接螺纹，将正常进退手把向前推至正常后退位，使推进油缸正常后退；松开卡盘，取下第一根钻杆；再按以上步骤操作，即可卸下第二根，第三根止至卸下最后一根钻杆。钻机在钻孔过程中，动力头绝不能反转。只有在加接或拆卸钻杆时，夹持器夹住钻杆后才可反转。每班要认真填写打钻原始施工记录，填写内容包括各

20、项打钻参数和打钻过程中出现的顶钻、夹钻、出水、喷孔等情况。跟班与钻探记录钻探队打钻时必须有队干部跟班并现场交接班，探放水时，施工单位人员要听从地测技术人员的指挥，并做好现场钻探记录。地测人员要做好见C3L8位置、过C3L8位置、出水位置、出水量、施工影响等情况的记录。钻探期间异常情况的处理和汇报钻探队司钻人员不能加压过大，以防止岩粉颗粒过大，造成钻孔堵塞、卡钻等现象。注意各运动部件的温升情况。钻机表面温升和变速箱中的油液温升40，外表面最高温度75，泵站油箱出油口液压油的最高温度50，否则应停机检查并加以处理。观察各压力表所提示的压力，判断钻机是否过载。出现过载现象应调节节流阀，降低钻进速度，

21、减少负荷；当发现回油压力超过0.8MPa时，应停机清洗或更换过滤器滤芯。观察钻机在钻进过程中的运动状态，若发现有异常声响、动力头振动过大、机架有摆动、压柱有晃动，应停机检查并加以处理。各操作手把应按规定的标识和规定的程序操作。换向不能过快，以免造成液压冲击，损坏机件。观察油箱的油位，当油位下降到标定位以下时，应停机加油。钻探水结束标准首先，本次钻探应能探清C3L8灰岩含水层的准确位置。第二，正常情况下，每个孔均应穿过C3L8含水层1m后再起钻（若水量超过20m3/h或水压超过0.6MPa，可提前起钻）。起钻后，可关闭阀门正常观测水压，打开阀门正常观测涌水量。若无异常情况，即可结束本次钻探C3L

22、8含水层工程。封孔要求如果钻孔内无水，可使用注浆方法封孔。具体操作为：卸下孔口阀门，在套管上连接100mm变25mm压盖，在压盖上接注浆管路，使用KFQFK风动注浆泵向孔内注入水泥浆液。水灰比2：12：3，且要混合均匀。然后向注浆管内压注水泥浆，直待压力达到1.5MPa且维持时间不少于3分钟后，方可停止注浆，并关闭压盖上的25mm球阀，卸下注浆管路。3.设备维护与运转，排水情况（管路、泵的型号、排水线路）岩巷队每班组织人员对”管子道供电系统进行排查，发现隐患要及时整改。根据放水孔单孔出水量和最大出水量，”管子道钻场附近必须施工临时水窝（有效容积不小于2m3）；水窝内安设水泵两台，扬程均不小于1

23、0m，单泵排水能力不小于20m/h，总排水能力不小于30m/h，一台使用，一台备用，安设50mm排水管路一趟，由岩巷队专人负责管理。岩巷队要对水泵和开关经常检查维护，开泵人员熟知每台泵的开启和关闭。排水线路：探放出的水使用水泵从”管子道探水钻场排至延深四车场水窝内，经延深四车场水泵排至延深三车场泵窝，经延深三车场水泵排至-520泵房水仓内，经-520泵房水泵排至三水平大巷水沟，流至三水平水仓，经三水平泵房水泵排出。4.瓦斯监测，有毒有害气体监测，出水监测，钻场的安全情况。瓦斯及有毒有害气体检查探水期间，通风区瓦斯检查员要执行现场交接班制度，加强对瓦斯及有毒有害气体检查，确保安全施工。出水监测探

24、放水期间，生产科地测防治水人员现场交接班，详细记录出水量、见八灰位置、过八灰位置、钻孔开始出水位置、钻孔终孔位置等情况，探放水将结束前，要对照探放水结束标准，确定是否可以结束探放水作业。打钻地点的安全情况打钻地点巷道高度要保证施工人员有足够操作空间，人员后路要保持畅通，打钻处钻杆要码放整齐不准影响行人。打钻地点的巷道顶、帮上的活动浆皮要及时找到，防治片落伤人。六、安全措施1.一般规定加强钻孔附近的巷道支护。清理巷道，清理好排水沟，维护好排水设施，保证排水畅通。打钻地点附近20m安设专用电话并保持畅通。生产科地测人员跟班，现场放线，给定钻孔方位、倾角、孔口高度、孔口位置、深度和钻孔数量等参数；探

25、水过程中做好钻孔出水量和水压变化的观测工作，钻孔施工验收结束后，要写出总结。钻孔必须严格按设计施工，开孔后严格按设计要求安装套管、阀门等，套管严格按设计进行固结，阀门和防突水装置应灵活可靠。2.钻机运输、安装及使用安全措施从矿车内向外起吊钻机时，检查钻机及其配件是否完整、倒链是否合格、钢丝绳是否完好、吊挂是否牢固，以防止搬运的过程中下滑伤人，确认无误后，方可下放。运输和起吊钻机时，要做到轻抬轻放，前后照应。运输前，先将途中杂物清理干净防止磕绊。搬运钻机的所有人员的衣物要合身并束紧，以免在搬运的过程中缠上杂物被拉倒造成事故。开钻时应严格遵循先供水后送电，停钻时先停电后停水的操作原则。钻探队钻探前

26、应检查钻机支设是否牢固可靠。打钻过程中压柱、戗柱出现松动时，要及时停钻重新打牢，否则不得打钻。打钻、接钻杆人员要穿戴整齐，束紧工作面下摆，扎好袖口，不准戴手套，防止缠住人员手臂伤人。施工钻孔，要边旋转边进、退钻杆，保持钻孔畅通。钻孔施工完毕后必须旋转退钻，拆卸钻杆，严禁直接从孔中拖出钻杆。接钻杆时，钻机必须停稳，人员方可上前接钻杆。接好钻杆，待接钻杆人员离开后，方可旋转钻机继续打钻。拆卸钻杆时,要等停稳钻机后,卸钻杆人员上方可上前将钻杆卸下,待卸钻杆人员离开后,操作人员方可操作钻机继续从钻孔中将钻杆旋转拉出。在起钻过程中，禁止用铁器或其它金属物体敲打钻杆、禁止用管钳卡住钻杆打倒转，在钻机未停稳

27、之前，任何人不得安装、拆卸钻杆。安装、拆卸钻杆人员不得正对孔口安装、拆卸钻杆，必须从侧面拆卸钻杆，防止钻孔内喷出杂物伤人。钻机在使用期间，必须保持清洁、完好、功能齐全、灵活可靠、进行日常维护和定期检修。交接班时，检查各操作手把是否灵活可靠、各压力表指针是否能正确指示压力、各油管连接是否完好、有无漏油现象、水辫是否漏水，发现问题及时处理。3. 通风、瓦斯管理安全措施打钻期间，通风系统不正常，严禁开钻。通风区每班要派瓦检员，检查打钻地点及附近的CH4和CO，发现异常时采取措施，进行处理。打钻人员每班要携带便携式CH4报警仪和CO便携式，并将其悬挂在距打钻地点回风侧不大于3m，距巷道一侧圆弧的1/2

28、处吊挂，如瓦斯大于0.7%时，要立即停止打钻，切断电源，人员撤到新鲜风流中去。待瓦斯检查员检查瓦斯小于0.7%时，方准打钻，如果发现钻孔内涌出CO时，应立即停止打钻，撤离人员，查明原因并采取措施，待处理完毕后方可打钻。清水管须接到打钻现场附近，直径不得小于50mm，水压不小于0.3MPa。4.放水、排水安全措施开钻前排水管路及水泵未按设计安设，严禁开钻。探放水施工期间，岩巷队要有专人管理水泵及排水管路，确保完善可靠。探放水施工期间，”管子道内的水泵开关、槽子电机等机电设备要比孔口位置高出0.5m。打钻地点要保持水沟流水畅通，防止巷道积水，钻探队每班要将打钻排出的岩粉清理干净。钻探队钻探前必须将

29、钻杆、设备码放整齐，确保后路畅通。钻进时发现岩体松软、片帮、来压或钻孔内水量突然增大等异常时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，要及时关闭防突水装置上的 50mm阀门；应当立即向矿调度室汇报，派人监测水情；情况危机时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员到安全地带。然后采区措施进行处理。经生产科技术人员测定水量正常时，方可继续进行施工作业。探放水期间，地测人员和钻探队跟班干部现场指导工作，并详细记录钻探情况。探放水期间，施工单位要做好钻探记录，详细记录孔口位置、倾角、孔深、终孔位置。探水期间，探水现场的开泵人员、四车场的开泵人员、三车场的开泵人员、-520泵房的水泵司机、三水平泵房的水泵司机要坚持交

30、接班制度并有记录，保证排水及时。5.机电设备管理钻探队每班开钻前应检查所有电器设备是否完好，是否符合防爆要求。只有确认所有设备完好，符合防爆要求时，方可施工。油泵开关要安装操作按钮，并放置在可靠处，操作按钮距操作人员的距离不得超过1m。每次移钻机前,要首先切断电源，移钻机时，要做到轻拉轻放，不准用钻机本身顶住巷道帮移钻。打钻过程中出现停电，要由电工送电。管线按规定吊挂整齐。6.现场应急措施钻探队钻探期间，经生产科现场跟班人员测定孔内水量大于30m3/h，应及时启动两个回路的水泵排水抢险，并及时向调度汇报。调度室在接到施工地点水量有增大趋势汇报后，根据情况确定是否启动重大水灾应急救援预案。现场施工人员及所有受水害威胁地区的人员应及时沿避水灾线路撤离。七、避灾线路探水前，钻探队、岩巷队及其它在该地点