准备大巷水害高效防控技术与工程示范设计及安全技术规范

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14方案设计 15钻探工程 16注浆工程 37安全技术措施 48避灾路线 6附录A（规范性）施工安全风险辨识评估 8附录B（规范性）安全技术措施审批卡 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由XXXXXX提出并归口。本文件起草单位：本文件主要起草人：准备大巷水害高效防控技术与工程示范设计及安全技术规范范围本文件规定了准备大巷水害高效防控技术与工程示范设计及安全技术规范的术语和定义、水害高效防控技术、方案设计、钻探工程、注浆工程、安全技术措施、避灾路线。本文件适用于准备大巷水害的高效防控技术与安全技术。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T15408安全防范系统供电技术要求JGJ63混凝土用水标准术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。方案设计治理区域概况应准确熟知治理区域的单位涌水量、水位标高、水化学类型等数据资料。设计内容主要包括钻探工程和注浆工程两部分。设计依据《煤矿安全规程》；《煤矿防治水细则》；《煤矿井下定向钻进技术规程》；《钻孔压水试验规程》；采区采掘工程图。文件资料应有施工安全风险辨识评估，如附录A所示。各项目应有专门负责人，并具有安全技术措施审批卡，如附录B所示。钻探工程钻探工程布置根据已有地质资料和采区准备大巷停掘位置，设定向钻场。钻孔结构定向钻孔由套管孔段（回转钻进孔段）、定向造斜孔段和定向稳斜孔段组成。钻孔套管孔段：开孔径153mm，套管尺寸为Φ146mm，下入深度：150m，下入奥灰顶面，保证满足耐压试验要求；回转钻进孔段：用于开孔孔段、套管孔段施工及稳斜段钻进施工，钻孔直径为Φ89mm；定向造斜孔段：采用随钻测量定向钻进工艺进行施工，钻孔直径为Φ89mm，钻孔造斜至目标层位钻进。孔口配有高压法兰盘，采用封闭带丝扣套管，具体操作方法为：使用泥浆泵将水泥浆注入孔内，将套管与孔口间的环状空隙密实；凝固24小时后做耐压试验，要求耐压不低于8Mpa耐压试验不小于30分钟；耐压试验合格后，在孔口管内钻进，无芯钻进到终孔。终孔后，安装与孔口相匹配的阀门、水压表、流量计，观测孔内水压、水量、水文及取水样。钻场位置根据施工项目选择适宜的钻场位置。设备进钻场前，巷道打钻地点清理干净平整，不能有积水、浮矸、杂物等，钻场全部混凝土硬化。施工地点断面符合钻场设计要求，支护可靠并通过相关单位验收。施工设备基本设施主要设备包括ZDY15000LD矿用履带式全液压坑道钻机一台，BLY500型泥浆泵车一台、YHD2-1000T（A）型随钻测量系统及其配套钻具，BQG-600/0.2型气动隔膜泵两台（一台工作，一台备用）。钻场起吊锚索钻机进钻场前由巷道施工单位在钻场后方10m位置打好起吊锚索，锚索位置在巷到与钻场正中间。钻场通风及供水钻场风、水管路要齐备，风、水压力要达到矿规定4MPa；打钻地点风、水管路上留Ф25mm、Ф51mm拨头，供水不少于60m3/h；井下定向钻探探查及注浆钻孔施工的钻井液一般选用井下静压水，特殊情况下可选用专用泥浆。供电应符合GB/T15408的相关规定，选择合适的电压。排水排水设施应齐备，出水顺畅，修建水仓；临时水仓为矩形，规格长10m、宽5m、深1.5m；水仓施工完毕后，水仓中段砌墙，水仓帮部选用气泡砖砌筑，水泥抹面，底部浇筑；水泵开关摆放平台水泥打底，要求平整；水仓施工完毕后安装防护栅栏，挂牌管理。返渣处理钻孔内返渣排至钻场水仓后，每班下班前人工使用铁锹将返渣装入手推车运至煤辅运巷皮带运走。瓦斯传感器需要在钻孔施工地点5～10m范围内安装瓦斯传感器。通讯设备钻场内安装一部直通矿调度室电话。注浆工程注浆选用ZBY1.5/32-22矿用液压注浆泵，制浆配套采用JQW-250S气动搅拌机。地面制浆站由地面制浆通过注浆管路送至钻场，在井下钻场附近选择合适位置布置临时注浆站，分为水泥罐车上料区、水泥罐区、搅拌池、蓄水池、上料机、泵组、配电等7个部分。注浆站应具备400吨水泥/粉煤灰的储存能力。水泥浆液输送水泥浆液通过输浆管路，从注浆站送至井底钻场附近临时注浆站，注浆管路沿用原有管路，全场约1300m。注浆工艺注浆采用分段下行式注浆法，孔口止浆方式为连续与间歇相结合，从上到下按段长依次分段钻进、注浆，上一段未达到注浆结束标注，不得进行下一段施工，实际施工时根据钻孔涌水量、底板灰岩的裂隙发育程度、奥灰含水层富水性等因素变化进行适当调整。注浆前先进行压水，根据压水试验结果和钻探工程相关参数，确定浆液类型及其浓度，须先用比重1.2t/m3或1.3t/m3的稀浆进行试注，根据吃浆量大小及孔口压力情况，调整浆液浓度。若单次注浆量较大时，可考虑采用粉煤灰-水泥混合浆液，注浆中吃浆量大，长时间无法达到注浆结束标准时，可添加骨料或采用间歇式注浆法。注浆材料及注浆量浆液类型根据项目选择适宜的浆液类型。注浆材料注浆材料主要为水泥，注浆量较大时添加粉煤灰、锯末、稻壳、细沙等骨料或加入水玻璃作为助凝剂。水泥采用42.5#矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，其质量应符合国家GB175的规定，不得使用受潮结块的水泥或过期的水泥，粉煤灰采用火电厂风除尘或电除尘产生的细粉煤灰，其细度、烧失量等指标应满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》Ⅲ级标准。造浆用水水质须满足国家混凝土用水标准JGJ63的相关规定，其SO42-含量应＜2700mg/L，PH应＞4。若单个漏失点吃浆量大，根据注浆需要，可加入粉煤灰、锯末、稻壳、细沙等骨料或加入2～3%的水玻璃作为助凝剂，水玻璃模数宜为2.4～3.0，浓度宜为30～45波美度。遇溶洞、陷落柱等特殊地质构造时，可与委托方协商制定专项注浆设计，需要时可另行设计施工直孔投注锯末、稻壳、细沙等骨料。注浆量预计注浆量按照比拟法预计为准，（注浆量仅为预计量，可能与实际注浆量差别较大）。注浆参数单位吸水率，每次注浆前，均要进行压水，主要目的是疏通注浆管路及孔内岩石裂隙、测定单位受注层段吸水率，压水试验成果以吸水率q表示： q=QP*L (AUTONUM)式中：q—吸水率L/min.m.m；Q—压入流量，L/min；P—作用于试段内的全压力，m；L—试段长度，m。浆液配比，根据压水试验结果和钻探工程相关参数，确定浆液类型及其浓度，须先用比重1.2t/m3或1.3t/m3的稀浆进行试注，根据吃浆量大小及孔口压力情况，调整浆液浓度，若单次注浆量较大时，可考虑采用粉煤灰-水泥混合浆液。注浆结束标准，注浆总压是由孔内浆柱自重压力和注浆泵所产生的压力两部分组成，计算式如下： P0=Pm+H*r-h100 (AUTONUM)式中：P0-注浆总压力，MPa；Pm-孔口压力，MPa；H-孔口至受注层段1/2处的高度，m；r-浆液比重，g/cm3；h-注浆前注浆段1/2处的水柱高度，m。注浆总压应为受注含水层最大静水压力的2～3倍，不同孔组需设定各自不同的终孔注浆压力标准，达到终压后应逐次换档降低泵量，直至泵量不大于90L/min，并维持30min，即可认为该受注层段注浆已达到压力结束标准，若达到注浆结束压力标准后，压力仍快速上升，则立即停止注浆。单位吸水率标准当注浆压力达到结束标准后，进行压水试验，测得单位吸水率q小于0.01L/min•m•m（即1个吕荣值）时，可认为该段达到注浆结束标准。安全技术措施钻机的装、卸、安装措施人员搬运钻机时必须事先熟悉搬运路道及巷道状况。行走路道一定要畅通，路道如有杂物阻挡时要先清理通顺后再进行搬运。搬运、扛抬物料时注意力要集中，搬运过程中严格执行“行车不行人”规定。搬运时必须有足够的人员，搬运过程中统一口令、齐心协力、口号一致，搬运到指定地点后一定要轻放，严防猛扔摔坏物品或弹伤人员。用手抓物料时一定要抓牢，避免抓滑出现意外，钻机行走时钻机两侧严禁站人，操作手把给压要均匀，钻机前方5m派专人指挥（钻机严禁倒开），钻机平台旋转时必须设警戒，严禁人员靠近，钻机导向轨调角度时严禁人员靠近，施工角度调好必须紧固角度螺丝，严禁人员站在导向轨正下方施工。钻机安装前首先清理好钻场，钻场周围的岩层应安全可靠，且具有足够的空间，通风良好。安设钻机时选择好地点，将钻场顶部的活矸清理干净，道木铺设时要根据钻孔设计高度进行道木的铺设，必须把底板上浮煤、杂物清理干净，保证见实底实顶，钻机起吊安装、搬移过程中严格执行手指口述，安设立柱时，施工人员要注意站立及手扶柱的位置，防止滑倒伤人，立柱顶部要用8#铁丝与顶板的金属网捆绑好。钻机安装完毕后开始试钻机，操作卡瓦手把，松开卡瓦，放入一根钻杆，卡瓦夹紧钻杆后再操作旋转手把，动力头在卡盘夹紧钻杆下分别在高速（低速）、正反转状态下分别各运转5min。钻机试转时要观察操作台上各压力表情况，出现异常情况时，必须停机断电处理。待钻机试车完毕无问题后，方可按正规程序开机施工。钻探安全技术措施开机时检查钻机各部件必须完好，钻机立柱必须打结实，用8#铁丝与顶部的金属网捆绑好，油位必须在油位线以上，经检查无问题后方可启动钻机试运转，并观察液压系统是否漏油，如有漏油情况及时处理。钻机运行时由机长详细观测钻机运行情况及设备状态，钻孔岩性变化情况并详细进行记录，给进速度和压力，严禁任何人调制已调好的安全阀，机组的任何部件如有问题必须停机处理，处理好机器方可继续开机运行。加杆时，待主轴头钻进到夹持器，先停止钻机的推进和旋转，再停止水泵供水，操作夹持器夹紧钻杆，机长发出加钻杆命令时，人员方可进去钻机操作区，二人站在机尾两侧，用管钳微松送水器，待钻杆内的水压完全降低后，再拧下送水器，然后加一根杆，由尾部送入主轴内，前端与上一根杆接好，后端与送水器拧好，加钻杆人员离开钻机操作区1m外开钻命令后，方可松开夹持器，启动水泵供水，待水从孔内返出后，继续正常钻进，每次加杆都要按此操作程序执行。下杆时，待主轴头退后，操作夹持器夹紧钻杆，主轴头反转微松钻杆丝扣，机长发出下钻杆命令时，人员方可进去钻机操作区，二人站在机尾两侧，取下一根杆，下钻杆人员离开钻机操作区1m外发出开机命令后，机长方可开机继续从钻孔中取出钻杆，每次下杆都要按此操作程序执行。当遇到钻杆拆卸困难，需用大锤、管钳等工具辅助下杆时，首先应检查所使用的工具是否合格，其次人员站立位置要适当，防止滑倒伤人。打钻期间所产生的水要及时排除，防止水淹巷道。钻机在运行中，一旦发现机器漏油或声音异常等故障，或发生卡钻、断杆、孔内有气体喷出或有透水预兆等情况时，立即停机，但不得拔出钻杆，切断电源，立即汇报通风调度。如果发生断杆情况，当班所有人员停止钻进，立即组织进行打捞。交班时必须详细记录本班钻进进尺，钻杆数量，设备存在的问题并交待下一班应注意的问题等。注浆安全技术措施注浆前的操作：将注浆泵电源和吸浆排浆管接通后，变速箱先置于空档，启动电机运转正常后，打开高压管路上的卸压阀，对各档位进行吸清水实验，检查泵的运转和吸、排浆管路的通畅程度等情况，发现异常及时处理（如果压力表有明显的压力显示，表明高压胶管内有杂物堵塞，必须处理，只有一切正常后方可注浆）；检查球阀是否堵塞，球阀开、闭是否灵活；球阀丝扣、三通丝扣是否有倒丝、乱丝、滑扣等现象，如果有应及时更换，且球阀丝扣必须上满。每次注浆前必须检查安全阀的灵敏度，并调整到规定注浆终压位置。压力表和安全阀必须安装在吸浆液的排浆管路上，严禁吸水泥浆，避免水泥堵塞而损坏压力表造成安全阀失灵。安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的连接必须拧紧，每孔注浆前都要观测其水量和水压，并进行单孔放水，放水时间不少于10min，以孔内无岩粉、水变清为宜，合上注浆管路后向孔内压水。注浆时要设专人看守，观测孔口压力表及孔口周围有无漏浆，并做好管路巡视，当注浆管路发生故障时要快速处理，若需较长时间要及时将管路冲洗干净，防止管路堵塞。注浆初期若表压骤升，这并非注浆已达终压，而是注浆孔堵塞，此时立即停注，重新扩孔再继续注浆。若注浆孔吸浆量突然增大，表压迅速下降，这表明可能在某处跑浆、漏浆，立即检查，并作堵缝处理。注浆过程中，注浆人员的身体要避开注浆管的正面，开关放浆阀门时要在侧面操作，防止喷漏浆伤人，严防注浆管弹出伤人，注浆过程中，跟班队长要严格按照浆液配比标准，并根据现场情况及时调整浆液的比重等参数，并认真做好记录。要严格注浆顺序、注浆方式、注浆结束标准，不经批准，注浆过程中不得擅自改变或随意停止注浆，注浆过程中如果要处理注浆泵及注浆管路时，必须先停机，打开卸压阀并确定卸压后，再打开管路进行处理。注浆过程中必须及时处理跑浆，严禁将注浆管口对准其它作业人员，注浆过程中如发现钻孔串浆、堵塞或钻孔进浆量明显较少时要重新扫孔或补打检查孔注浆。操作注浆泵司机与注浆孔人员要密切配合，其注浆给压、停泵、开泵要听从注浆孔人员的口令。每班班长要认真填写原始记录，下班后向技术室汇报当班注浆情况并移交原始记录。每班注浆结束后，必须把整个管路、泵及浆桶冲洗干净，然后检查吸、排浆阀。注浆过程中，如果出现设备异常响声，压力极不稳定，要立即停机查明原因并进行处理，如果突发事件危机安全时，立即停机后撤离工作面。注浆终压为7MPa，确保注浆的连续性。当达到注浆结束标准，关闭孔口阀门卸下孔口高压胶管，及时为注下一个孔做好准备，注浆结束的钻孔12小时内不得打开阀门。注浆结束后，要及时将管路冲洗干净，以免沉淀堵塞管路。瓦斯安全防护措施施工前要认真检查施工钻孔的所有设备、电源必须和巷道的瓦斯探头实行风电、瓦斯电联闭锁，要保证钻孔施工期间的正常供风、供电及排水。各类设备、管线钻杆、工具要放到巷道的同一侧，摆放、吊挂整齐。加强施工地点的气体检测、检查。工人必须携带便携式瓦检仪，当仪器报警或有害气体超限时，必须停止施工，判断报警原因，并向调度中心及通风调度汇报。钻孔施工前，要认真检查各操作系统及手把、按钮、仪表、调压阀是否齐全，灵活可靠。控制阀密封是否完好，严禁设备带病作业。严格钻机开停程序，开钻机时，必须按照操作流程进行操作，每部钻机的施工人员不得少于4人，其中一人专门观察施工现场的安全工作、孔内情况和施工地点的瓦斯情况。在钻进过程中，若发生钻孔喷孔，应采取逐段循环卸压施工。瓦斯浓度达到0.4%或遇到孔内瓦斯大量涌出、顶钻、压力突然增大等异常情况，立即停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人要立即向生产调度中心、队里及职能科室、公司领导汇报。如遇紧急情况，必须立即通知附近的作业人员，并迅速撤离至巷道进风流内同时通知当班电工切断巷道内所有电器设备的电源，并在巷口布置警戒防止人员误入。待经过处理且瓦斯浓度降至0.4%一下后，方可继续施工。其他安全防护措施施工过程中，巷道如出现煤壁挂红挂汗，温度下降，空气变冷，雾气产生；煤层变潮湿、松软；顶、底板显现压力增大，顶板下沉或底板鼓起，并有渗水；出现压力水流，并有“嘶、嘶”水叫声；有异味等出水预兆情况，必须立即撤出水害威胁区域内的所有工作人员到安全地点并向总调度室汇报。钻孔施工期间施工负责人带便携瓦检仪随时检查现场孔口有害气体浓度，有异常及时撤人。钻孔做耐压试验合格，排水系统试运行正常后，严格按照探放水设计中的钻孔方位和角度打钻，打钻过程中如发现岩体松软、来压、塌孔、巷道片帮或钻孔中水量突然增大，顶钻等异常情况时，必须停止钻进，撤出所有人员撤至安全地点但不得拔出钻杆，并立即向矿调度室汇报。检修钻机前，必须由专职电钳工停电、挂牌并设专人看守，故障处理完后，必须做到“谁停电，谁送电”。钻机更换液压配件和油管时，必须在完全卸压的状态下进行，更换完毕后，要做到“谁更换，谁试机”。钻孔施工过程中，人员严禁正对钻孔、钻杆站立，应站在钻场上风侧，严禁操作人员正对钻杆操作。施工人员加杆、下杆时严禁手托钻杆及送水器尾部。现场工作人员必须熟知顶板冒落的预兆，遇到顶板及两帮支护不完善时，及时撤人汇报矿调度，等待处理完毕后方可施工。现场工作人员必须熟知避灾路线，有紧急情况时及时撤离并汇报矿调度。每班施工完毕后，必须闭锁电源，方可离开。在施工钻孔期间，要在施工现场10m以外设警戒绳，无关人员禁止入内。如需进入施工区，需与施工人员联系，停钻后方可进入。其它未提事宜，