22采區軌道運輸上山460m探放水施工設計
22采區軌道運輸上山460m探放水施工設計
一、工程概況
截止2008年6月16日, 22采區軌道運輸上山已掘進446m，根據公司防治水工作管理細則，需在460m處進行超前鉆孔探水,摸清掘進前方水文狀況，防止發生突水事故，探放水鉆場設在軌道運輸上山590m處。本次設計施工三個探水孔，并且注漿封堵。
二、施工設計依據
1、460m處中心位置：X3825919.334，Y38398132.987，Z-184.691;巷道位于L7灰巖下部。
2、76m處的副7004鉆孔二1煤層底板位置：X3826009.87，Y38398168.93，Z-192.65;二1煤層底板距L7灰巖頂板9.95m。
3、巖層傾角-220，且從東向西下俯角-120，推測460m前方76m內巖層平均傾角為190。
三、設備選型
根據兩條上山地層的條件：巷道布置在L7灰巖中下部，巖石堅硬，選取設備材料如下：
1、設備是西安煤科院鉆探分院生產的ZDR1900S(MDK—5S)型煤礦用全液壓坑道鉆機，注漿泵采用胡蘆島生產的2TGZ-60/210型一臺，泥漿泵采用衡陽生產的DW—250型一臺。
2、使用電機功率共計37KW+7.5KW+15KW =59.5KW，BQZ—80開關3臺。
材料有φ108mm×2m套管，4寸高壓閘門，防噴裝置,水泥、水玻璃等。
3、人工攪灰過篩使用。
四、探水孔的設計參數
本次施工鉆孔三個，1#孔傾角-20°，方位346°05′40″，孔深200m;2#孔傾角-25°,方位349°05′40″,孔深200m;3#孔傾角-18°,方位2°05′40″，孔深200m。主要目的是探明掘進前方的水文地質情況，并對水害進行綜合處理。鉆探有頂鉆現象時，要引起高度重視，停鉆進行認真觀察返水情況，涌水增大要立即關閉大閘門和防噴裝置。各鉆孔設計參數見下表。
孔 號設 計 參 數設計終孔位置備 注
方 位傾 角孔深(m)
1346°05′40″-20°200L7灰巖中下部
2349°05′40″-25°200L2灰巖
32°05′40″-18°200L7灰巖中下部
合 計 600
五、鉆進中鉆具的組合
1、開孔鉆進采用￠133mm金鋼石復合片鉆頭鉆進，孔口管為￠108mm×2m無縫鋼管，用水泥—水玻璃漿液固孔。
2、正常鉆進采用￠63.5×1.5m鉆桿，每根相連，底部終端￠75mm金鋼石復合片鉆頭鉆進，探明掘進前方水文地質情況。
六、注漿壓力及漿液性質
根據地質報告及以前探放水經驗，預計本次探放水時水壓值最大為2.5 MPa。
1、孔口管做耐壓試驗不低于9MPa，鉆孔試壓長度為10m，壓力不低于9MPa。
2、鉆孔注漿壓力不低于6MPa，鉆到終孔無水時可用雙液漿按要求封孔。
3、漿液性質
(1)孔口管固定時用水泥—水玻璃漿液，水灰比1：1～1.3,灰漿和水玻璃的體積比1: 0.3～0.5,現場可根據實際進行調整。
(2)探水孔出水注漿時，以單液漿為主，注液結束封孔時改為雙液漿。
(3)孔口管試壓結束后，進行鉆進深度達到30m時，停止鉆進，起鉆進行注漿試壓。其目的是為了對巖層裂隙進行充填加固，防止出水時巖壁底板跑水跑漿，給施工造成影響。
七、漿液注入量
本次探水施工鉆孔三個，總進尺600m，預計漿液注入量為：
Q =AπR2Hηβ/m
式中， Q——預計漿液注入量，m3;
R——漿液擴散半徑，取5m ;
H——注漿孔總長度，600m;
A——漿液損失系數，取1.1;
η——漿液在裂隙內的有效填充系數，取0.85;
β——巖體裂隙率，由于巖石較破碎及裂隙發育，取2%;
m——結石率，取0.85
Q=1.1×(3.14×52×600×2%×0.85)/0.85≈1036.3m3,
按照水灰比為1:1計算，配制1m3漿液需要水泥750kg，注漿需水泥1036.3×750/1000≈777.2T，水玻璃按照水泥用量的10%計，用量應為777.2×10%≈77.7T。
22采區膠帶運輸上山424.2m
一、工程概況
截止2008年5月22日, 22采區膠帶運輸上山已掘進440m，22采區軌道運輸上山已掘進455m，距上次探水終孔位置25m。根據公司防治水工作管理細則，為了摸清掘進前方水文狀況，防止發生突水事故，需要打鉆探放水，探放水鉆場設在膠帶運輸上山424.2m處3#鉆機硐室內。本次施工三個探水孔，并且注漿封堵。由于在膠帶運輸上山施工,膠帶運輸上山施工的開拓一隊應配合探防隊提運設備，開拓一隊負責運送水泥。工作面必須達到“三通一平”的施工條件，通水、通電、通風由開一隊組織。
二、施工方案
利用膠帶上山3#鉆機硐室布置三個鉆孔對前方200m水文情況進行探水并注漿加固，施工順序為3#、1#、2#。
三、設備選型
根據兩條上山地層的條件：巷道布置在L7灰巖中下部，巖石堅硬，選取設備材料如下：
1、設備是西安煤科院鉆探分院生產的ZDR1900S(MDK—5S)型煤礦用全液壓坑道鉆機，注漿泵采用胡蘆島生產的2TGZ-60/210型一臺，泥漿泵采用衡陽生產的DW—250型一臺。
2、使用電機功率共計37KW+7.5KW+15KW =59.5KW，BQZ—80開關3臺。
材料有φ108mm×2m套管，4寸高壓閘門，防噴裝置,水泥、水玻璃。
3、人工攪灰過篩使用。
四、探水孔的設計參數
本次施工探放水鉆孔三個，1#孔傾角-13°，方位336°05′40″，孔深200m;2#孔傾角-18°,方位349°05′40″,孔深200m;3#孔傾角-13°，方位352°05′40″，孔深200m。主要目的是探明掘進前方的水文地質情況，并對水害進行綜合處理。鉆探有頂鉆現象時，要引起高度重視，停鉆進行認真觀察返水情況，涌水增大要立即關閉大閘門和防噴裝置。各鉆孔設計參數見下表。
孔 號設 計 參 數設計終孔位置備 注
方 位傾 角孔深(m)
1336°05′40″-13°200L7灰巖中下部
2349°05′40″-18°200L2灰巖
3352°05′40″-13°200L7灰巖中下部
合 計 600
五、鉆進中鉆具的組合
1、開孔鉆進采用￠133mm金鋼石復合片鉆頭鉆進，孔口管為￠108mm×2m無縫鋼管，用水泥—水玻璃漿液固孔。
2、正常鉆進采用￠63.5×1.5m鉆桿，每根相連，底部終端￠75mm金鋼石復合片鉆頭鉆進，探明掘進前方水文地質情況。
六、注漿壓力及漿液性質
根據地質報告及以前探放水經驗，預計本次探放水時水壓值最大為2.5 MPa。
1、孔口管做耐壓試驗不低于9MPa，鉆孔試壓長度為10m，壓力不低于9MPa。
2、鉆孔注漿壓力不低于6MPa，鉆到終孔無水時可用雙液漿按要求封孔。
3、漿液性質
(1)孔口管固定時用水泥—水玻璃漿液，水灰比1：1～1.3,灰漿和水玻璃的體積比1: 0.3～0.5,現場可根據實際進行調整。
(2)探水孔出水注漿時，以單液漿為主，注液結束封孔時改為雙液漿。
(3)孔口管試壓結束后，進行鉆進深度達到30m時，停止鉆進，起鉆進行注漿試壓。其目的是為了對巖層裂隙進行充填加固，防止出水時巖壁底板跑水跑漿，給施工造成影響。
七、漿液注入量
本次探水施工鉆孔三個，總進尺600m，預計漿液注入量為：
Q =AπR2Hηβ/m
式中， Q——預計漿液注入量，m3;
R——漿液擴散半徑，取5m ;
H——注漿孔總長度，600m;
A——漿液損失系數，取1.1;
η——漿液在裂隙內的有效填充系數，取0.85;
β——巖體裂隙率，由于巖石較破碎及裂隙發育，取2%;
m——結石率，取0.85
Q=1.1×(3.14×52×600×2%×0.85)/0.85≈1036.3m3,
按照水灰比為1:1計算，配制1m3漿液需要水泥750kg，注漿需水泥1036.3×750/1000≈777.2T，水玻璃按照水泥用量的10%計，用量應為777.2×10%≈77.7T。
八、主要勞動組織
序號職別/工種人數(人)備 注
1值班隊長3指揮和協調工作，人員調配等
2技術管理人員3技術指導和整體技術交底
3操作工12注漿人員、攪拌工及打鉆工
4電、鉗工3檢修、調試和安裝等
5運搬工6負責材料運輸
6司泵工6排水泵的運轉
7巷壁觀察人員3注漿時負責觀察巷壁有無異常
8合計36
九、預計工期
預計工期30天。
十、預計材料一覽表
序號材料名稱型號規格單位數量備注
1水泥325# T1036.3
2水玻璃45Be T77.7
3鉆頭φ75mm 個6
4三翼鉆頭φ127mm/φ133mm 個1/1
5無縫鋼管φ108mm M30
6高壓注漿管40MPa1″M30
7過濾篩網400mm×400mm 個3
8小鐵桶 個4
9高壓球閥 1″個4
10手錘 2.5鎊把2
11壓力表40MPa 個10
12三通 36″個2
13管鉗 24″把2
14法蘭4寸 個2
15眼罩 個20自加工
16鋼卷尺 5m個20
17機械油 Kg40
18黃油 Kg10
19液壓油 kg100
十一、鉆機操作注意事項
1、本次施工是以探放為主，鉆進中如果出現塌孔或涌水立即注漿封堵，終孔后及時對鉆孔進行封堵。因此本次施工關鍵是防水套管的質量問題，套管下入必須嚴格按操作規程執行。
①、鉆機安裝完畢后，進行鉆機液壓系統的調試，各機器必須達到最佳狀態，方能鉆進。
②、開孔采用￠133mm鉆進，達到10m后，把孔內的巖粉沖洗干凈，套入￠108mm×2m套管5根10米。
③、套管與套管之間用套管接箍連接，絲扣必須纏生料帶或涂料，防止絲扣漏水。
④、套管套入開口鉆孔后，上好封孔管節法蘭盤、截水閘閥，連接注漿裝置，雙管注漿固定套管，待孔口返出泥漿后，停止注漿。凝固6小時后，透孔鉆進，壓清水試壓，壓力達到9Mpa，持續30min壓力穩定，套管不漏液為合格，否則重新注漿加固。
2、套管固定好后，正常鉆進30m后再進行試壓一次，確保防水套管滴水不漏，做到萬無一失，方能正常鉆進。
3、鉆進中注意觀察孔內返水情況，出現異常，出水量異常增大，在小于下山水泵排水能力時,必須停鉆，立即起鉆，關好截水閘門進行注漿堵水;如果涌水過大,水量超過下山水泵排水能力,關閉防噴裝置，及時匯報礦調度室,采取安全防范措施進行處理。
4、上、下鉆具時，認真檢查鉆具，鉆頭使用情況，發現碰壞、磨損嚴重的鉆頭，立即更換，不準繼續使用，仔細檢查鉆桿內有無鐵屑，清除干凈后才能加接鉆桿。
5、每班的原始記錄必須認真填寫，下班后關閉大閘門，防止滯后出水。
6、操作鉆機者，必須認真學習操作技術知識，發現異常情況，查明原因，處理完畢后，方可繼續鉆進，嚴防孔內事故發生。
7、鉆進中遇到煤層、軟巖構造時，應記錄好孔深、巖性并及時與生產技術科匯報鉆進情況。
8、搞好現場文明衛生，保證設備完好，做好預防鉆孔出水的一切準備工作。
1、本次施工設備運輸安全是關鍵，每臺設備必須捆綁牢固，且注意沿途車輛運輸及過風門等運輸安全。
2、人員上下井，注意過往的車輛，行走要謹慎，小心滑倒，時刻做好自我保安及群體保安。
3、開拓一隊與探防隊要配合好，放炮時通知探防隊人員撤離到警戒線以外安全地點，撤離時要停機，防止鉆孔事故。
4、鉆機按鉆孔設計方位、角度安裝、調試、固定，鉆機四角用單體液壓柱固定牢固。
5、鉆孔出水異常，工作人員不能驚慌失措，要清醒冷靜，做好自主保安，關好截水閘閥或防噴裝置，防止出水太多，淹沒設備。
6、在鉆探期間，水泵要正常運轉，且排水能力不得低于30m3/h，水泵必須有專人負責。
7、在打鉆過程中，要觀察巖性變化、涌水情況及出水位置，并收集水文資料。
8、在操作過程中，要有專職探放工操作鉆機，操作工要精心操作，保證鉆探質量，防止鉆探事故發生。
9、注漿時，要有專人時刻觀察巷道四周情況，發現有異常情況立即停止注漿，經檢查處理確認無危險后方可重新施工。
10、水管、閥門必須擰緊、上牢，以防脫落傷人。
11、探水、注漿時，不得隨意停水、停電，以免影響注漿效果甚至發生卡鉆事故。
12、鉆探地點或附近要有電話。
13、鉆機硐室出口要暢通無阻，管線吊掛整齊，高度不低于1.6m。
14、開工前，跟班負責人要嚴格執行敲幫問頂制度，及時找落活矸危石。
十三、避災路線：
1、避水災事故線路：工作地點—皮帶上山—皮帶下山—總回風巷—主井—地面。
2、避火、瓦斯事故線路：工作地點—皮帶上山—接力車場—軌道下山—125大巷—主斜井—地面。
