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10#煤回风巷堵水方案设计

作者:煤矿安全网 2014-02-21 来源:煤矿安全网

  一、10#煤顶板出水原因分析

  10#回风巷顶板钻探出水后,公司及时组织有关专业技术员进行了认真分析,结合永聚煤业采空区及含水层富水性瞬变电磁法精细勘探报告本次瞬变探测结论,1、地表水(北川河水)局部渗漏与L4及L1灰岩含水层发生水力联系,且L4灰岩富水性较强,导致开采10煤层时顶板水量较大。2、顶板裂隙发育局部形成溶洞。

  2、采取的措施

  鉴于10#回风巷顶板水量较大,采取了如下应急措施

  1、停止掘进,综掘机后退,探明出水通道后在6#回风巷施工钻孔封堵水源通道。

  2、加强水情观测。

  每天派人对10#回风巷顶板淋水及钻孔水量水情况进行跟踪观测。

  二、堵水方案设计

  (一)、堵水方案的确定

  根据以上资料分析地表水(北川河水)局部渗漏与L4及L1灰岩含水层发生水力联系,且L4灰岩富水性较强,导致10煤层顶板水量较大。2、顶板裂隙发育局部形成溶洞。要封堵水源,必须施工堵水孔对L4及L1灰岩注浆加固。

  (二)、堵水设计

  1、钻探工程

  1.1、钻孔布置:

  为封堵出水口,切断水源通道并巩固住堵水效果,必须做到钻孔布置合理、设计准确。经研究在6#回风巷每隔10m,施工钻孔以帷幕形式注浆加固L4及L1灰岩,钻孔布置见附图。

  1.2、钻孔设计参数:

  堵水孔设计情况一览表

  孔号方 位

  (°)倾 角

  (°)孔 深

  (m)钻孔结构套管结构

  堵水钻孔329-6035φ110mm 0~8m

  φ73mm 8~35mφ108mm --7m

  钻孔开孔层位为6煤底板,终孔层位为进入10#煤1m。

  1.2、施工技术要求

  (1)、所有钻孔钻探采用ZLJ-400型钻机及其它附属设备。

  (2)、一级套管φ108mm为护孔管,安要求施工。钻孔下入套管后用水泥浆、水玻璃封固,水泥凝固后作耐压试验,压力值一级套管为4.0MPa,持续时间均不少于30分钟,耐压试验时孔口及围岩壁无漏水、渗水,套管无松动、退出等异常现象视为合格,否则重封,套管试压合格后,在孔口管上按设相应尺寸的中压闸阀后方可钻进。

  (3)、钻孔均要求取芯钻进,取出的岩芯按顺序排放于岩芯盒内,做好原始记录,待地质人员鉴定后方可处理,特别是标志层和断层带要取全并保存好,岩石取芯率不低于75%,煤层取芯率不低于70%。

  (4)、钻探施工人员要根据岩芯资料准确判层,及时、准确丈量换层深度,认真填写钻探原始记录。

  (5)、原始记录做到及时、准确、完整、清晰。

  (7)、钻孔验收后探水队应在24小时内提供钻探资料,报技术部。

  1.4、安全技术措施

  (1)、施工地点局扇通风,风电要实行闭锁,使用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,停风立即撤人,风筒吊挂要平直,无脱节破口现象,漏风率不超过3%。施工地点要安设专线电话,三班班长都要佩带瓦斯报警仪,并使之处于工作状态,悬挂于施工地点高处检测瓦斯浓度,瓦斯浓度达到或超过1%时,不得开钻,达到1.5%时,立即将人员撤至安全处。并汇报调度室。

  (2)、施工人员严格执行敲帮问顶制度,发现危岩、活石等不安全隐患排除后方可继续施工。

  (3)、钻机等设备及物料在运输前必须将车封牢,不得超长、超宽、超高、超重。斜巷运输时,先检查各类运输设施是否齐全、可靠。严禁多拉多松,行车严禁行人。

  (4)、钻机必须按设计位置、方位摆正。钻机固定用升柱器将柱子升紧砸牢,并用铁丝将其进行连接。

  (5)、钻机及其附属设备必须符合煤矿机电要求,各转动、传动部分要有合格的防护罩,电器设备严禁失爆。检修、搬迁严禁带电作业,拆接火时电钳工不得少于2人,1人监护,其他人操作。

  (6)、钻机要由熟悉本工种的合格人员操作,持证上岗,正规操作,钻进时操作人员不准离开钻机,正常情况下每台班不少于3人,所有人员衣着要整齐、利索,袖口、衣襟要扎紧,防止缠到钻杆上伤人。

  (7)、机长每次开机时都要顾看一下四周,只有确保钻杆上没有任何工具,其他人员都避开时,才能开动钻机。

  (8)、施工人员要搞好自保和互保工作,收拾好现场卫生面貌,物料排放要整齐有序,保证道路畅通,并明确一名安全负责人。

  (9)、避水灾路线:施工地点.避水灾路线: 6号煤集中回风巷→6号煤回风联络巷→6号煤集中轨道巷东段→材料斜井→地面

  (10)、严格执行〈〈煤矿安全规程〉〉、〈〈煤矿防治水规定〉〉有关规定。

  2、注浆工程

  2.1、注浆材料

  选择水泥浆为注浆的主要材料。鉴于L4及L1灰岩裂隙发育,为保证有更好的注浆堵水效果,采取添加骨料(海带、石子、砂、锯沫)和双液(水泥和水玻璃)注浆。

  2.2、注浆参数

  (1)、浆液参数

  ①、单液水泥浆:水泥浆比重控制在1.30~1. 50。

  ②、双液注浆:水玻璃与水泥浆的体积比为1:5。(水泥浆与水玻璃比例根据孔内骨料注入情况及联通试验随时调整以增减水泥浆的凝固时间)

  (2)、注浆终孔压力

  鉴于出水点附近裂隙发育,终压过大,易使底板隔水层破坏加剧,造成水量反复,终压过小,又影响进浆量和堵水效果,经研究综合确定,终压暂定为2.0MPa。

  如果注浆不起压,可采用清水打海带或水泥浆打海带,海带规格大小及用量视注浆压力而定,须由小到大,由少到多的顺序均匀注浆。

  导水通道较大时加入0.5—1.0cm 的石子,后期注砂。发现跑浆地段采用水泥加锯末进行注浆封堵,采用低档注浆,根据跑浆情况随时调整浆液参数。

  (3)钻孔注浆结束标准

  单孔注浆结束标准:当泵量为80L/min以下,终压2.0Mpa时,即可结束。(根据现场实际情况调整终压)

  2.3、注浆方式

  采用井下注浆,单液纯水泥浆,连续注浆为主,间歇注浆为辅;全段注浆为主,分段注浆为辅的方式注浆。

  井(上)下结合注浆是指地面输送清水或水泥浆,井下利用辅助添加器打骨料(海带)注浆。

  2.4、注浆程序

  利用井下造浆,经送料孔和注浆管路向堵水孔内灌浆。

  (1)、注浆设备、注浆管路耐压试验,孔口压力值4.0Mpa。

  (2)、注浆钻孔注浆前放水20分钟,冲刷孔内岩粉,畅通裂隙。

  (3)、向孔内压水20分钟。

  (4)、钻孔作连通试验,观察出水点处是否联通。(加强李家沟排水井及10#煤各掘进巷道顶板淋水观测)

  (5)、注浆视10#煤顶板水量的变化及进浆情况,随时调换注浆材料,调节泵量、浆液比重。

  (6)、注浆过程中如果跑浆严重,暂停注浆。如此反复采用间歇式注浆,并配合清水打骨料或水泥浆打骨料,直至堵住出水。

  (7)、达到注浆终孔标准,关闭孔口水门,打开放浆阀冲管路至畅通。

  2.5、注浆量计算

  采用单孔注浆量公式Q=A*n*R*2H*N*β/m(m3)

  A――浆液扩散消耗系数,取1.3

  R――浆液有效扩散半径,取5m

  H――注浆段高(以钻孔为中心的球体组合)

  m――浆液结石率,取0.85

  β――充填系数,取0.9

  n――裂隙率,取0.012

  经过计算,注浆体积为7m3,折算水泥用量为10吨(先准备水泥5吨)。

  2.6、注浆技术要求

  注浆器、混合器的使用方法

  (1)将混合器安装在钻杆上,丝扣之间缠棉纱、涂抹铅油,用垫叉管钳备紧。

  (2)钻杆依次下入孔底。

  (3)注浆器套入钻杆,钻杆缠棉纱、涂抹铅油,固定在孔口管上。

  (4)钻杆提前用小绞车绳锁好,停泵后将钻杆最大限度提出。

  (5)停止注浆前两管路同时压清水十分钟。

  2.6、注浆技术要求

  (1)、各岗位严格按注浆管理制度、岗位责任制及注浆工程设计正规操作,确保注浆设备完好配套,计量、检测仪器齐全完好,地面注浆站与井下注浆地点通讯畅通,保证注浆各环节正常运转。

  (2)、井上、下做好原始纪录,正常情况下每半小时通知对方压力值(泵压、井下孔口压力),如有其它异常及时汇报。

  (3)、注浆期间加强管路巡查及附近巷道围岩变化情况,发现跑浆、底鼓等异常情况应立即汇报调度室及地测科,经分析查明原因后采取相应措施

  (4)、保证注浆期间注浆站正常供电,确需停电必须提前通知,突然停电时采取注浆泵自吸方式冲管路或井下用灌浆泵反冲。

  (5)、严格注浆顺序、注浆方法、注浆结束标准,不经批准,注浆过程中不得擅自终止注浆。

  (6)、注浆期间要随时观察10#回风巷顶板出水量的变化,如有异常及时汇报调度室及地测科。

  2.7、注浆安全技术措施

  (1)、所有参加施工的人员上岗前必须进行上岗培训,经考核合格后,方可上岗。

  (2)、参加注浆的所有人员都必须学习技术部门的注浆通知,明确注浆地点、孔号、注浆材料、浆液比重、注浆方式、终孔要求和井下观察范围。

  (3)、注浆施工人员要严格执行《注浆工种岗位责任制》 泵工、、化验员各司其职并密切配合,相互照应好。

  (4)、注浆时用3NBB260/6.0泥浆泵、搅拌机、制桨机等设备必须定期检修,按照各设备使用《说明书》所规定的“使用、维护、保养、检修”方法进行检修,确保设备运转正常。3NBB260/6.0泥浆泵上的安全阀必须保障灵敏,并用双股12#铁丝栓牢,确保安全。

  (5)、各机电设备的转动及传动部分必须罩有合格的防护罩,否则不允许使用。

  (6)、电气设备必须按煤矿安全规程所要求的标准进行使用、检查、维护、修理和调整,所有电缆、电线无破皮漏电现象,所有电气设备都要杜绝不自保现象,配有合格的接地保护 。

  (7)、制浆前所用各种设备应完好:各阀门应处于正确的开关位置,供电系统正常,照明设备齐全。

  (8)、制浆前首先将浆池底清理干净,将遗存的脏杂物清扫出去。

  (9)、注浆期间不许停电,确须停电时,调度室要提前30分钟通知注浆工,机电部门派专人看管备用发电机,一旦停电保证工作面10分钟之内正常工作。注浆期间要保证水泥、海带等材料及时供应。

  (10)、无论给哪一台机器送电时都要先看看所送机器旁边有没有人,,送电会不会伤人确保安全后方可送电。

  (11)、化验员必须做好浆液配比测量,并监督严格按要求造浆。测量搅拌池中浆液深度时要等到搅拌机完全停转后方可进行。取浆液样时要从一搅池的门阀中取,禁止打开搅拌池的盖子从池子里取。

  (12)、制浆机堵机时必须立即清理,掏挖时制浆机必须停电,当需要转动制浆机时必须确保掏挖工具都已拿出机膛,掏挖清机人员离开制浆机后方可送电运转。

  (13)、施工人员要搞好自己的劳动保护,佩带防尘口罩,穿工作服,并将袖口、衣襟扎紧,保持利落。

  (14)、需要登高作业时必须佩带好安全带,并至少有三人监护。所有人员均要搞好自主保安。

  (15)、注浆结束后要将整个注浆系统冲洗干净。泵头必须拆开,拿出钢球,将吸水管倒空。

  (16)、每次注浆结束后,都要将搅拌池冲刷干净,各供水、供浆管路冲干净,并放掉积水。

  (17)、严格执行〈〈煤矿安全规程〉〉、〈〈煤矿防治水规定〉〉及相关规定。

  (18)注浆期间静压水池容积保持三分之二容量,井下配电室人员长期值班。

  2.8、注浆期间孔内事故的处理

  (1)、把孔内钻杆取出用φ89mm取芯钻进2m,提出钻后用反丝钻具依次打捞。

  附图:

  1、钻孔布置平面图 (1:1000)

  2、钻孔布置平面图 (1:1000)

  3、6#回风巷避水灾路线示意图

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