济克堵水措施江

1、河南能源鹤煤集团鹤济克井二矿11011工作面出水点井下注浆堵水工程设计及安全技术措施焦作市神龙水文地质工程有限公司2015年9月5日审批签字表神龙公司克井二矿生产科（水文、测量）： 年 月 日通 风 科： 年 月 日安 检 科： 年 月 日机 运 科： 年 月 日调 度 室： 年 月 日安 全 副 总： 年 月 日机 电 副 总： 年 月 日通 风 副 总： 年 月 日总 工 程 师： 年 月 日会审意见表神龙公司年 月 日克井二矿年 月 日11011工作面出水点井下注浆堵水工程设计及安全技术措施一、工作面及出水概况鹤济克井二矿11011综放工作面走向长度375米，倾斜宽度99米，煤层厚度4.

2、2米，结构简单，2014年6月开始回采。2014年7月，工作面出现顶板淋水，淋水量5m3/h，经水质化验为顶板砂岩水，截止2015年8月24日前，淋水量增大到7m3/h。目前，剩余走向长95米，剩余可采储量6.4万吨。2015年8月24日12点17分，下顺槽发现水量增大，随即对工作面进行巡查，发现工作面中下部41组支架至下机头处长约51m底板明显发生底鼓，32#支架前底板出水，此后，涌水量持续增大，至24日20点，工作面涌水量基本稳定在70m3/h左右。根据水样化验结果并咨询有关专家，初步判断为底板02灰岩水。26日16点，巡查人员在上端头及72#支架处发现新的出水点，工作面涌水量增大至90m

3、3/h左右，基本稳定。为了尽快恢复矿井正常生产，现拟通过井下打钻、井下制浆、钻孔高压注浆方法封堵11011工作面出水点水量，力争堵水率达到90%以上，同时对出水点周围一定范围进行注浆加固，进一步为矿井后续安全生产创造条件。二、出水原因及方案确定11011工作面上下顺槽均不同程度受小断层切割，工作面范围局部构造比较复杂，底板隔水层受构造影响整体性遭到破坏，而下伏O2灰岩承压水水压约3MPa，因此，高压水沿构造裂隙（或小断层破碎带）有较大导升，在采动外因的影响下，突破底板涌入矿井。本次工程方案的钻孔设计目的主要包括两个方面：封堵水量，注浆层位主要为下部，即对L8灰岩、L2灰岩岩溶裂隙及向上发育的导

4、水裂隙（破碎）带进行封堵；加固底板，注浆层位主要为上部，即煤下垂距30m左右。另外，钻孔终孔均布置在出水区及周边30m范围内，旨在对出水区一定范围内形成水平方向和垂直方向上的立体包围，从而达到堵水和加固的目的。三、注浆堵水方案1、钻场布置在上顺槽外段布置两个钻场进行钻孔施工。2、钻孔布置钻孔布置见钻孔布置平面图和各钻孔剖面图。本次工程，初步设计注浆钻孔11个。其中。深部孔为8个，终孔在L2灰岩下0-5m（垂距）左右；浅部孔有3个，终孔在L8灰岩下5-10m（垂距）左右。设计总进尺1180m。表1 设计钻孔参数表序号孔号方位(°)倾角(°)一级管(m)二级管(m)三级管(m)

5、孔深(m)终孔层位备注1Z1-2288-373112177L8下第一批次施工钻孔2Z2-3302-4831019132L2下3Z1-5333-5431120132L2下4Z2-1279-56381495L2下5Z1-170L8下后续钻孔，具体参数待定6Z1-3114L2下7Z1-4119L2下8Z2-293L2下9Z2-4120L8下10Z2-5108L2下11Z2-6120L2下12施工中，应根据实际地质情况及堵水进度情况对后续钻孔参数作调整，并工程后期根据情况再增加检验或加固钻孔。3、施工顺序前期以封堵水量为主，后期以加固为主，因此，施工顺序原则为：先深部，后浅部；先中心，后周围。首批施工

6、钻孔4个，分别为1个L8灰岩钻孔和3个L2灰岩钻孔，在两个钻场可同时开工，顺序为Z1-2和Z2-3、Z1-5和Z2-1。各钻孔均下行式注浆。4、注浆站布置及输浆管路在轨道上山车场，布置风、电、水管线及储灰站、注浆设备等，布置搅拌机、地锅二次搅拌进行制浆，并以三趟输浆管路分别连至施工地点的钻孔。四、钻探技术要求1、结构与护壁止水：井下注浆钻孔暂定开孔至二1煤底板2-3m（斜距），孔径152mm，下入146mm一级注浆管，换用孔径133mm钻头钻进至二1煤底板垂距5m左右，下入127mm二级注浆管，换用孔径113mm钻头钻进至二1煤底板垂距10m，下入108mm三级注浆管，换用孔径75mm钻进至终

7、孔层位。2、全孔可采用无芯钻进，在钻进过程中遇到涌水、岩层破碎、岩溶（掉钻）等情况应及时详细记录其起止深度、水量、水压等数据。3、终孔测定单孔涌水量和近似稳定水压。4、注浆孔各级注浆管必须进行耐压试验。146mm注浆管耐压试验达3.0MPa，127mm注浆管耐压试验达4.0MPa以上，108mm注浆管耐压试验达7.0MPa以上，各级套管耐压试验均不得少于30min。五、注浆施工1、输浆管和注浆管耐压7MPa以上，对L8层段注浆终压3MPa以上，不得超过4MPa；对L2和O2层段注浆终压6MPa以上，不得超过7MPa。2、注浆方式为下行式分段注浆和全段注浆相结合。在钻孔三级套管下设之前，遇到高于

8、2m³/h水量时，立即停止施工进行注浆；进行终孔钻进时，遇到低于5m³/h水量时，可继续钻进至终孔后再进行注浆，如遇到钻孔出水量高于5m³/h时，立即停止钻进，进行注浆。3、注浆以“先骨料，后浆液”，做到“逐级升压，逐级降量，尽量多注”的原则。六、施工技术措施（一）钻探措施1、开孔时必须加装扶正岩芯管，加长岩芯管长度，不得忽大忽小，压力要均匀，特别是套管段，确保钻孔的直度，能够顺利下入套管。2、钻进中要轻压慢进，严格控制孔斜，确保准确达到设计目标位置。3、施工过程中，钻机不得随意移动，钻机铆头紧固螺丝要随时检查是否有松动现象，确保钻机钻进的稳定性。4、二级套管透孔

9、、试压后进行三级套管钻进时，孔口要安装高压阀门，以防钻孔出大水导致各种事故。5、施工地点要保证不低于200m3/h的排水能力，以对钻孔出水及施工用水能及时排出。6、-190水平泵房排水能力应不低于400m3/h，防止出水点水量增大及钻孔出大水造成不必要的损失。7、工作面方向的通风及行人通道要保证畅通，钻孔出水要以管路沿巷道向外排出，不能从工作面下泄影响通行，有影响通行的情况时要及时进行整修处理。（二）钻孔防出水量较大安全措施1、各级套管固管试压合格后方可钻进。2、孔口安装高压阀门，防止钻孔出大水导致各种事故。3、在钻孔预计揭露含水层前2m（斜距）时，通知矿调度室。4、钻孔施工过程中，如遇到钻孔

10、出水量超出工作面排水系统的排水能力时，立即回报值班室及矿调度室。5、跟班队长应立即组织施工人员安全、有序的起钻，争取在最短时间内将钻孔内钻杆拔出。6、钻杆拔出后，关闭孔口高压阀门，连接注浆管路，对钻孔进行注浆。11、如果遇到钻孔出水量不可控时，可从孔口处掐断钻杆，将钻杆丢入孔内，立即关闭孔口高压阀门，提高工作面排水系统至安全值后，重新打开孔口高压阀门，迅速拔出钻杆，关闭孔口高压阀门，连接注浆管路，对钻孔进行注浆。（三）注浆措施1、制浆在井下注浆站进行制浆，注浆站与受注钻孔要保持联系畅通，保证及时调整注浆方法和参数，注浆开始前要进行管路畅通性试验和试压，注浆结束及时冲洗管路。2、注浆材料本着价格

11、低廉、来源广泛、就地取材、注浆设备简单的原则，注浆材料确定选用散装水泥，对充填较大的裂隙和集中导水通道，则使用砂、海带等骨料为主。材料需求量如下（暂定，按实际调整）：水泥最大运输能力为30t/d，砂石骨料最大运输能力10m³/d，海带最大运输能力100kg/d。材料规格：水泥标号32.5#水泥，水玻璃模数2.83.5，砂子数量根据钻孔情况确定。井下注浆站备用注浆材料不得低于：水泥3t，海带10kg，水玻璃600kg；防止钻孔出大水时可以及时注浆。3、注浆工艺流程清水泵上水机上料搅拌（或掺砂、加添加剂搅拌）或填骨料压入注浆孔。4、注浆参数及注浆材料的选取水泥浆液浓度选择是否适中，关系到

12、浆液的扩散范围和注浆材料的消耗，甚至关系到注浆孔报废与否，根据以往注浆经验，浆液浓度一般采用以下标准。（见表2）注浆的初始浓度要稀一些，注浆过程中视具体情况而逐级加稠（按表2常用的水灰比），最稠的浆液浓度水灰比不能超过0.5：1。表2 注浆材料选择参数表注浆层段涌水量（L/min）注浆材料（水泥浆水：灰）608020：1单液浆8015015：1单液浆15020010：1单液浆或掺砂20080006：1或双液浆或掺砂800以上骨料5、防止浆液流失的措施关于注浆扩散范围在实际工作中难以掌握，堵一个出水点，初期应以注骨料，充填大量裂隙空间为主，从而减少水泥浆的消耗，并根据注浆孔注浆段长短、单位吸水量

13、和注水压力，确定每次注浆的初始浓度和注入量，尽可能减少水泥消耗，同时应根据注浆期间孔口压力和邻近钻孔反应情况，适时调整水泥用量。6、注浆期间，要有专人对出水点水量、跑浆、其它出水点以及附近巷道进行观察，发现异常要及时调整注浆方法和参数，必要时停止，处理后再决定注浆。观察注浆情况人员需戴护目镜，防止防止浆液喷洒伤害眼睛。7、井下注浆人员站立位置不可正对孔口和泄压阀（泄压阀口要方向朝下安装），防止出现意外时，高压灰浆溅出伤人。8、井下注浆人员必须每隔1小时打开一次泄浆阀放出少量浆液，以防泄浆阀堵塞，并检查注浆软管两端是否松动。若放浆阀无法打开，需要泄压时必须先通知注浆站关闭泥浆泵电源，然后将法兰盘

14、螺丝卸松，放出少量浆液，注意人员站位防止放出的浆液压力过高伤人。9、如需注双液浆时，注水泥浆的注浆泵不需停泵，从注灰器三通处连接玻璃水注浆泵，打开三通阀门，然后开泵，在钻孔注入水泥浆的同时注入玻璃水，双液注浆比例按钻孔注浆实际情况调整。七、施工安全措施（一）施工准备1、全体施工人员应认真学习钻探、注浆施工安全生产基本知识，熟悉施工地点的地质及水文地质基本情况，掌握施工安全技术措施及安全注意事项，严格遵守岗位责任制、安全规程、操作规程以及各项规章制度，明确目标责任，精心组织施工，安全、优质、高效地完成施工任务。2、施工前所有作业人员必须学习本措施并签字，施工人员必须持证上岗。3、班组人员上岗前，

15、坚持做好班前交底，做到交任务、交安全、交质量。（二）设备运输安全措施1、钻探设备在矿车上运输时，必须捆绑结实，不得超长、超宽、超高、超重、重心偏移。2、设备解体分装、分运时应采取特殊保护措施，并保护好油管接头，操作（纵）阀、离合器操纵杆、液压缸柱塞、压力表等易损部件。3、拆下的零件用容器装好，容易丢失的零件由钻工随身携带。4、设备装卸严禁碰、撞、击、摔、滚。5、人工搬运设备时，要用铁丝把设备系牢，要有机长或班长统一指挥协调，并轻抬轻放，起落行动一致。6、钻具装车绑扎要牢固，平板车或矿车两端要用金属网或钢板加固，钻具下要垫道木防滑，防止斜巷运输时滑脱。7、运输期间要有专人跟车，注意行人安全。（三

16、）设备安装安全措施1、在钻机安装前必须清理干净工作场地内的浮煤，并检查工作场地顶、帮的支护质量是否符合要求，以保证施工人员的安全。2、钻机吊装时，应首先对手拉葫芦进行检查，没有问题后方能使用。然后将钢丝绳吊在棚梁上，配合使用3吨以上手拉葫芦进行起吊，钢丝绳绳头插接要符合规范要求，手拉葫芦要用钢丝绳吊挂好。起吊过程中由班长亲自指挥，观察顶板及钻机起吊情况，并检查起重设备的可靠性和连接的牢固性，起吊时在钻机即将离开地面时停止起吊，待其平衡后再起吊。3、设备安装时管路连接处螺丝要紧固，保证管路没有跑、冒、滴、漏现象。液压钻高压油管要连接牢固，防止管路崩开高压液体伤人。4、每次安装钻机时，必须用四根压

17、柱将钻机压牢，确保钻机稳固。5、三级套管耐压试验合格安设防喷装置后，方可继续钻进，以防高压水、气顶倒钻机伤人。6、钻机及其它设备都必须安装平稳、牢固，如工作地点容易积水，则设备要适当垫高，并备泵排水，以防水淹。7、钻探设备安装完毕后，电气操作严格执行停送电操作规程。8、施工所用设备旋转部位要有防护罩，电气设备外壳必须接地。9、在安装、检修电气设备时，必须切断电源，并在开关上挂“有人工作，不准送电”的警示牌，不得带电作业，作业时必须有两人以上在场。10、电气设备安装完毕，电源接好后，检查接线是否正确，待施工人员远离设备后，再送电进行试运转。11、送电时，要由有经验的人操作，先进行试送电，确定送电

18、正常后才能把手离开按钮，保持正常送电状态。12、送电试运转时，要认真检查电机的正反转及运转情况。13、井下电缆要吊挂整齐，电缆接头必须使用接线盒连接，严禁出现鸡爪子、羊尾巴、明接头现象。（四）开钻前准备工作安全施工措施1、开钻前，必须由机（班）长亲自检查立轴的方位、倾角是否与设计相符，检查钻机各部件安装是否稳固，并进行试运转。2、瓦斯检查员要检测有害气体含量，当瓦斯浓度达到或超过1时，不得开钻，并及时汇报。3、班组长下井时必须携带便携式瓦斯报警仪，当便携式瓦斯报警仪报警时，必须停止工作，撤出人员，进行处理，流动电钳工下井时必须携带便携式瓦斯报警仪，在检修工作开始前，检测工作地点20m范围内的瓦

19、斯气体浓度，有报警现象时，必须先处理瓦斯，当瓦斯浓度降到1.0%以下才能进行正常检修工作。4、工作人员必须检查工作场地及其周围的安全状况，如防水、防火、通风设施及围岩等安全情况，如有不安全因素，不得开钻。5、注骨料钻孔在施工期间要严密观测，发现钻孔变形时，及时采取措施，防止出水失控。（五）钻探施工安全措施1、钻探人员要穿戴整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。2、启闭开关时，精力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察钻机运行情况，并听从机长命令，准确、及时地启动和关闭开关。3、禁止用手、脚直接接触机械运转部分，禁止将工具或其它物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。4、钻孔前方不准站人，防止高

20、压水将钻具顶出伤人，钻进时给压要均匀，根据孔内情况及时调整给进压力。5、钻进时要保证有足够的水量，不准打干钻，为防止埋钻，钻进时应先开泵送水，见正常反水后才能钻进。加减钻杆关水时，要将水慢慢关闭，防止产生倒吸，使岩（煤）粉堵塞钻杆。6、钻进过程中，如发现“见软”、“见空”、“见水”、“变层”或“不返水”的现象，要立即停钻，丈量残尺并记录其深度和孔内变化情况，且要及时记录和报告。7、施工地点必须安装电话，便于发现问题及时汇报处理；若发现孔内涌水时，应立即测定水压、初始水量、最大水量、稳定水量等，若水量过大或过小，无法测量时，可以采用估测法。8、若发现岩壁松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然

21、加大或出现“顶钻”、“卡钻”等现象时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，不得直对钻杆或任意跨越钻杆，应迅速向矿调度室汇报，并监视水情并及时汇报，待分析情况作出钻进或注浆决策后遵照执行。9、人工拆卸钻杆或处理“卡钻”事故时，严禁开动钻机，并把钻机开关断电、闭锁、挂停电牌。10、钻进时操作人员不准离开钻机，并做到“两听”、“三看”，即听机器运转声音，听孔内震动声音，看操作把手震动，给进压力和钻进速度，看压力表及返水情况，看高压管及接头情况，发现异常及时停钻处理。11、钻进过程中若发生机械故障或突然停电，应立即断开开关，尽量用人力将钻具提到安全深度。安全深度根据钻进过程中岩性确定。12、及时、准确、全面地记录各种数据，钻孔角度，作业时间，包括进尺、残尺、孔深、分层厚度、岩性、涌水情况、设备运转情况、本班钻探人员情况等，记录要真实反映生产情况，做到全面、准确、详细和整洁，字迹清楚，并经当班班长审核签字，不得涂改。13、在钻孔施工过程中，严防将杂物掉入钻孔。14、钻进或透孔过程中，根据实际情况及时增减压力，不得过度加压造成