22采区轨道运输上山460m探放水施工设计
22采区轨道运输上山460m探放水施工设计
一、工程概况
截止2008年6月16日, 22采区轨道运输上山已掘进446m，根据公司防治水工作管理细则，需在460m处进行超前钻孔探水,摸清掘进前方水文状况，防止发生突水事故，探放水钻场设在轨道运输上山590m处。本次设计施工三个探水孔，并且注浆封堵。
二、施工设计依据
1、460m处中心位置：X3825919.334，Y38398132.987，Z-184.691;巷道位于L7灰岩下部。
2、76m处的副7004钻孔二1煤层底板位置：X3826009.87，Y38398168.93，Z-192.65;二1煤层底板距L7灰岩顶板9.95m。
3、岩层倾角-220，且从东向西下俯角-120，推测460m前方76m内岩层平均倾角为190。
三、设备选型
根据两条上山地层的条件：巷道布置在L7灰岩中下部，岩石坚硬，选取设备材料如下：
1、设备是西安煤科院钻探分院生产的ZDR1900S(MDK—5S)型煤矿用全液压坑道钻机，注浆泵采用胡芦岛生产的2TGZ-60/210型一台，泥浆泵采用衡阳生产的DW—250型一台。
2、使用电机功率共计37KW+7.5KW+15KW =59.5KW，BQZ—80开关3台。
材料有φ108mm×2m套管，4寸高压闸门，防喷装置,水泥、水玻璃等。
3、人工搅灰过筛使用。
四、探水孔的设计参数
本次施工钻孔三个，1#孔倾角-20°，方位346°05′40″，孔深200m;2#孔倾角-25°,方位349°05′40″,孔深200m;3#孔倾角-18°,方位2°05′40″，孔深200m。主要目的是探明掘进前方的水文地质情况，并对水害进行综合处理。钻探有顶钻现象时，要引起高度重视，停钻进行认真观察返水情况，涌水增大要立即关闭大闸门和防喷装置。各钻孔设计参数见下表。
孔 号设 计 参 数设计终孔位置备 注
方 位倾 角孔深(m)
1346°05′40″-20°200L7灰岩中下部
2349°05′40″-25°200L2灰岩
32°05′40″-18°200L7灰岩中下部
合 计 600
五、钻进中钻具的组合
1、开孔钻进采用￠133mm金钢石复合片钻头钻进，孔口管为￠108mm×2m无缝钢管，用水泥—水玻璃浆液固孔。
2、正常钻进采用￠63.5×1.5m钻杆，每根相连，底部终端￠75mm金钢石复合片钻头钻进，探明掘进前方水文地质情况。
六、注浆压力及浆液性质
根据地质报告及以前探放水经验，预计本次探放水时水压值最大为2.5 MPa。
1、孔口管做耐压试验不低于9MPa，钻孔试压长度为10m，压力不低于9MPa。
2、钻孔注浆压力不低于6MPa，钻到终孔无水时可用双液浆按要求封孔。
3、浆液性质
(1)孔口管固定时用水泥—水玻璃浆液，水灰比1：1～1.3,灰浆和水玻璃的体积比1: 0.3～0.5,现场可根据实际进行调整。
(2)探水孔出水注浆时，以单液浆为主，注液结束封孔时改为双液浆。
(3)孔口管试压结束后，进行钻进深度达到30m时，停止钻进，起钻进行注浆试压。其目的是为了对岩层裂隙进行充填加固，防止出水时岩壁底板跑水跑浆，给施工造成影响。
七、浆液注入量
本次探水施工钻孔三个，总进尺600m，预计浆液注入量为：
Q =AπR2Hηβ/m
式中， Q——预计浆液注入量，m3;
R——浆液扩散半径，取5m ;
H——注浆孔总长度，600m;
A——浆液损失系数，取1.1;
η——浆液在裂隙内的有效填充系数，取0.85;
β——岩体裂隙率，由于岩石较破碎及裂隙发育，取2%;
m——结石率，取0.85
Q=1.1×(3.14×52×600×2%×0.85)/0.85≈1036.3m3,
按照水灰比为1:1计算，配制1m3浆液需要水泥750kg，注浆需水泥1036.3×750/1000≈777.2T，水玻璃按照水泥用量的10%计，用量应为777.2×10%≈77.7T。
22采区胶带运输上山424.2m
一、工程概况
截止2008年5月22日, 22采区胶带运输上山已掘进440m，22采区轨道运输上山已掘进455m，距上次探水终孔位置25m。根据公司防治水工作管理细则，为了摸清掘进前方水文状况，防止发生突水事故，需要打钻探放水，探放水钻场设在胶带运输上山424.2m处3#钻机硐室内。本次施工三个探水孔，并且注浆封堵。由于在胶带运输上山施工,胶带运输上山施工的开拓一队应配合探防队提运设备，开拓一队负责运送水泥。工作面必须达到“三通一平”的施工条件，通水、通电、通风由开一队组织。
二、施工方案
利用胶带上山3#钻机硐室布置三个钻孔对前方200m水文情况进行探水并注浆加固，施工顺序为3#、1#、2#。
三、设备选型
根据两条上山地层的条件：巷道布置在L7灰岩中下部，岩石坚硬，选取设备材料如下：
1、设备是西安煤科院钻探分院生产的ZDR1900S(MDK—5S)型煤矿用全液压坑道钻机，注浆泵采用胡芦岛生产的2TGZ-60/210型一台，泥浆泵采用衡阳生产的DW—250型一台。
2、使用电机功率共计37KW+7.5KW+15KW =59.5KW，BQZ—80开关3台。
材料有φ108mm×2m套管，4寸高压闸门，防喷装置,水泥、水玻璃。
3、人工搅灰过筛使用。
四、探水孔的设计参数
本次施工探放水钻孔三个，1#孔倾角-13°，方位336°05′40″，孔深200m;2#孔倾角-18°,方位349°05′40″,孔深200m;3#孔倾角-13°，方位352°05′40″，孔深200m。主要目的是探明掘进前方的水文地质情况，并对水害进行综合处理。钻探有顶钻现象时，要引起高度重视，停钻进行认真观察返水情况，涌水增大要立即关闭大闸门和防喷装置。各钻孔设计参数见下表。
孔 号设 计 参 数设计终孔位置备 注
方 位倾 角孔深(m)
1336°05′40″-13°200L7灰岩中下部
2349°05′40″-18°200L2灰岩
3352°05′40″-13°200L7灰岩中下部
合 计 600
五、钻进中钻具的组合
1、开孔钻进采用￠133mm金钢石复合片钻头钻进，孔口管为￠108mm×2m无缝钢管，用水泥—水玻璃浆液固孔。
2、正常钻进采用￠63.5×1.5m钻杆，每根相连，底部终端￠75mm金钢石复合片钻头钻进，探明掘进前方水文地质情况。
六、注浆压力及浆液性质
根据地质报告及以前探放水经验，预计本次探放水时水压值最大为2.5 MPa。
1、孔口管做耐压试验不低于9MPa，钻孔试压长度为10m，压力不低于9MPa。
2、钻孔注浆压力不低于6MPa，钻到终孔无水时可用双液浆按要求封孔。
3、浆液性质
(1)孔口管固定时用水泥—水玻璃浆液，水灰比1：1～1.3,灰浆和水玻璃的体积比1: 0.3～0.5,现场可根据实际进行调整。
(2)探水孔出水注浆时，以单液浆为主，注液结束封孔时改为双液浆。
(3)孔口管试压结束后，进行钻进深度达到30m时，停止钻进，起钻进行注浆试压。其目的是为了对岩层裂隙进行充填加固，防止出水时岩壁底板跑水跑浆，给施工造成影响。
七、浆液注入量
本次探水施工钻孔三个，总进尺600m，预计浆液注入量为：
Q =AπR2Hηβ/m
式中， Q——预计浆液注入量，m3;
R——浆液扩散半径，取5m ;
H——注浆孔总长度，600m;
A——浆液损失系数，取1.1;
η——浆液在裂隙内的有效填充系数，取0.85;
β——岩体裂隙率，由于岩石较破碎及裂隙发育，取2%;
m——结石率，取0.85
Q=1.1×(3.14×52×600×2%×0.85)/0.85≈1036.3m3,
按照水灰比为1:1计算，配制1m3浆液需要水泥750kg，注浆需水泥1036.3×750/1000≈777.2T，水玻璃按照水泥用量的10%计，用量应为777.2×10%≈77.7T。
八、主要劳动组织
序号职别/工种人数(人)备 注
1值班队长3指挥和协调工作，人员调配等
2技术管理人员3技术指导和整体技术交底
3操作工12注浆人员、搅拌工及打钻工
4电、钳工3检修、调试和安装等
5运搬工6负责材料运输
6司泵工6排水泵的运转
7巷壁观察人员3注浆时负责观察巷壁有无异常
8合计36
九、预计工期
预计工期30天。
十、预计材料一览表
序号材料名称型号规格单位数量备注
1水泥325# T1036.3
2水玻璃45Be T77.7
3钻头φ75mm 个6
4三翼钻头φ127mm/φ133mm 个1/1
5无缝钢管φ108mm M30
6高压注浆管40MPa1″M30
7过滤筛网400mm×400mm 个3
8小铁桶 个4
9高压球阀 1″个4
10手锤 2.5镑把2
11压力表40MPa 个10
12三通 36″个2
13管钳 24″把2
14法兰4寸 个2
15眼罩 个20自加工
16钢卷尺 5m个20
17机械油 Kg40
18黄油 Kg10
19液压油 kg100
十一、钻机操作注意事项
1、本次施工是以探放为主，钻进中如果出现塌孔或涌水立即注浆封堵，终孔后及时对钻孔进行封堵。因此本次施工关键是防水套管的质量问题，套管下入必须严格按操作规程执行。
①、钻机安装完毕后，进行钻机液压系统的调试，各机器必须达到最佳状态，方能钻进。
②、开孔采用￠133mm钻进，达到10m后，把孔内的岩粉冲洗干净，套入￠108mm×2m套管5根10米。
③、套管与套管之间用套管接箍连接，丝扣必须缠生料带或涂料，防止丝扣漏水。
④、套管套入开口钻孔后，上好封孔管节法兰盘、截水闸阀，连接注浆装置，双管注浆固定套管，待孔口返出泥浆后，停止注浆。凝固6小时后，透孔钻进，压清水试压，压力达到9Mpa，持续30min压力稳定，套管不漏液为合格，否则重新注浆加固。
2、套管固定好后，正常钻进30m后再进行试压一次，确保防水套管滴水不漏，做到万无一失，方能正常钻进。
3、钻进中注意观察孔内返水情况，出现异常，出水量异常增大，在小于下山水泵排水能力时,必须停钻，立即起钻，关好截水闸门进行注浆堵水;如果涌水过大,水量超过下山水泵排水能力,关闭防喷装置，及时汇报矿调度室,采取安全防范措施进行处理。
4、上、下钻具时，认真检查钻具，钻头使用情况，发现碰坏、磨损严重的钻头，立即更换，不准继续使用，仔细检查钻杆内有无铁屑，清除干净后才能加接钻杆。
5、每班的原始记录必须认真填写，下班后关闭大闸门，防止滞后出水。
6、操作钻机者，必须认真学习操作技术知识，发现异常情况，查明原因，处理完毕后，方可继续钻进，严防孔内事故发生。
7、钻进中遇到煤层、软岩构造时，应记录好孔深、岩性并及时与生产技术科汇报钻进情况。
8、搞好现场文明卫生，保证设备完好，做好预防钻孔出水的一切准备工作。
1、本次施工设备运输安全是关键，每台设备必须捆绑牢固，且注意沿途车辆运输及过风门等运输安全。
2、人员上下井，注意过往的车辆，行走要谨慎，小心滑倒，时刻做好自我保安及群体保安。
3、开拓一队与探防队要配合好，放炮时通知探防队人员撤离到警戒线以外安全地点，撤离时要停机，防止钻孔事故。
4、钻机按钻孔设计方位、角度安装、调试、固定，钻机四角用单体液压柱固定牢固。
5、钻孔出水异常，工作人员不能惊慌失措，要清醒冷静，做好自主保安，关好截水闸阀或防喷装置，防止出水太多，淹没设备。
6、在钻探期间，水泵要正常运转，且排水能力不得低于30m3/h，水泵必须有专人负责。
7、在打钻过程中，要观察岩性变化、涌水情况及出水位置，并收集水文资料。
8、在操作过程中，要有专职探放工操作钻机，操作工要精心操作，保证钻探质量，防止钻探事故发生。
9、注浆时，要有专人时刻观察巷道四周情况，发现有异常情况立即停止注浆，经检查处理确认无危险后方可重新施工。
10、水管、阀门必须拧紧、上牢，以防脱落伤人。
11、探水、注浆时，不得随意停水、停电，以免影响注浆效果甚至发生卡钻事故。
12、钻探地点或附近要有电话。
13、钻机硐室出口要畅通无阻，管线吊挂整齐，高度不低于1.6m。
14、开工前，跟班负责人要严格执行敲帮问顶制度，及时找落活矸危石。
十三、避灾路线：
1、避水灾事故线路：工作地点—皮带上山—皮带下山—总回风巷—主井—地面。
2、避火、瓦斯事故线路：工作地点—皮带上山—接力车场—轨道下山—125大巷—主斜井—地面。
