探堵水

有限公司

義煤集團汝陽天澤金鼎煤業有限公司

風井總回風底板探查鑽孔設計及安全技術措施

一、工程概況

風井總回風巷道施工層位距寒灰約30-40米，寒灰水位目前+310m，施工迎頭標高-60m，水壓達3.7MPa,隨著巷道向下延伸，水壓更高，迎頭底板底鼓，湧水量21.89M³/h；變坡點向裏8米處有一物探低阻異常區；礦方為了保證安全生產，決定在風井總回風適宜位置，對異常區、迎頭及掘進前方進行探查寒灰富水性，如果有水就進行注漿加固。

為此我公司編製了本次底板探查設計方案。

二、鑽孔設計方案

1、設計依據：

《鑽孔柱狀圖》

《煤礦防治水規定》

《采掘工程平、剖圖》

2、設計方案

（1）鑽場布置：1號鑽場設在總回風上山變坡點外32米為1號鑽場，在迎頭泵窩處為2號鑽場。鑽場位置盡量避開低窪處，地板清除浮渣，水泥滾底，利於向外排水。

（2）排水係統：水倉具備200M³/h排水能力，水倉前有沉澱池。

（3）鑽孔布置：根據探測目的布置6組孔，每組3個鑽孔（正前1孔，巷道兩側各1孔，幫距20米控製），目的層為寒灰頂部以下垂深30-50米。

第一組孔探測變坡點以裏8米處異常區；

第二組孔探測迎頭下方，查明水源是否來自寒灰；

第三、四、五、六組孔探測迎頭前方超前探；

詳見附圖。

風井總回風底板探查鑽孔參數一覽表

（4）鑽孔結構：

開孔直徑φ133mm，鑽至6m後，下4米φ127mm套管，注漿固管；

換φ113mm鑽頭繼續鑽進，鑽至26米時，下φ108mm二級套管25米，注漿固管，透孔試壓8Mpa，穩壓30min，以套管不鬆動、周圍岩層不漏水為合格，否則重封。

二級套管安裝高壓閘閥、防噴器，然後換φ73-91mm鑽頭繼續鑽進，鑽進至終孔位置。

（5）在第一組孔中選一孔取芯判層，查明寒灰位置。

（6）鑽孔施工順序：先施工第一組鑽孔，查明異常區是否有水；在揭露寒灰岩時如果有水要隔孔鑽進，以免相互竄漿影響，提高鑽孔利用率。

（7）注漿站注漿係統由地麵注漿係統和井下臨時注漿係統組成，地麵注漿係統設在井口，井下臨時注漿係統設在鑽場附近。

（8）注漿材料采用P.o42.5水泥，漿液比重1.1-1.3。

（9）鑽孔遇水即注（大於5M³/h）。

（10）注漿壓力：注漿壓力逐漸調高，現場注意觀察並隨時調整。

（11）終孔條件：注漿量低於30L/min,終壓達到8Mpa，耐壓時間30min。

（12）設備組織：2台杭鑽SGZL-3A、1台雙液泵，1台250泥漿泵、1套井上、下製漿攪拌係統。

（13）預計工程量：

鑽探第一組3孔×112米=336米

第二組3孔×77米=231米

第三組3孔×79米=237米

第四組3孔×111米=333米

第五組3孔×161米=483米

第六組3孔×115米=345米

合計1965米

注漿預計1000噸

（14）計劃工期：有效工期150天。

（15）避災（水）路線

鑽場

風井底

地麵

三、鑽探施工及安全技術措施：

1、每個鑽場內都要安裝一部專用電話。

2、鑽探前必須根據平剖麵上的空間關係，標定出鑽孔參數，鑽孔方位、坡度由測量人員按設計現場標定。

3、必須認真檢查鑽機安裝地點圍岩條件，加強鑽場附近的巷道支護，背好邦頂，鑽機安裝時先將底部用道木墊實，然後打點柱固定鑽架，固定要牢固可靠。固定好鑽機後，應仔細檢查鑽機各部件安裝是否正確，並用手轉動其各有關部件是否靈活，如果有問題應及時解決。

4、清理好作業地點，備好水源，疏通水溝。

5、為保證鑽機連續工作，提高鑽孔效率，要配備各種輔助部件、備用零件和配套設備，如安全閥、換向閥、溢流閥、卡瓦和各類墊圈、鑽杆、鑽頭、岩芯管、止水器、閥門等等，發現問題及時更換，保證鑽機正常工作。

6、鑽孔套管段，取芯鑽進，確保孔口管順利下至設計位置。

7、每級套管下好後要進行耐壓試驗，耐壓值不小於設計值，並保壓30min以上，否則重新加固孔口管。

8、二級套管固管試壓後必須加裝高壓閘閥，才能繼續鑽進。

9、需要取芯判層孔，將岩芯標上號碼，在岩芯盒內擺放整齊，小班必須有記錄，小班記錄上的號碼必須與岩芯一致，並記錄通尺，岩芯待地質人員鑒定後方能拋棄。

10、鑽機操作人員操作鑽機要精力集中，袖口扣緊，嚴禁戴手套。

11、鑽機尾部不準站人，防止探至高壓水時鑽杆頂出傷人。

12、如果孔內水壓過高，在鑽進時把鑽機頂偏，穩牢鑽機，重新校對孔的方位，方可開鑽鑽孔。

13、在破碎岩層中鑽進鑽孔，常出現塌孔和卡鑽現象，施工中一是要控製清洗液的流量不能太大，一般50～100L/min；二是盡量選用長岩芯管，岩芯管長度不得小於2米。在鑽進過程中要輕壓、慢進，給進均勻，少竄動鑽具，嚴禁使用彎曲鑽杆，經常檢查處理鑽具，隨時注意孔內坍塌和清洗液流失情況，若有塌孔嚴重鑽進困難必須注漿後複鑽。

14、鑽機操作人員在操作過程中，遇到岩層變化，要提鑽，並認真做好記錄。交接班必須是當班負責人與各工種現場交接班，必須做到交安全、交進度、交措施、交設備、交工具。交接班時必須交清交明，使接班者心中有數。

15、鑽孔出水時應采取的措施

鑽孔出水時要做到：項目部要派人觀測鑽孔出水情況，測定水量，水壓並做好記錄；若水量突然變化，必須報告調度室，並及時關閉閥門，請示下步措施。

16、通風措施和有害氣體檢查製度

要安排專人負責檢查打鑽地點的瓦斯，打鑽時迎頭要懸掛便攜儀，監測瓦斯，瓦斯超限時，要求打鑽人員停止作業，切斷電源，並報告礦調度室及本單位，聽從處理意見並積極進行處理。

17、跟班及彙報製度

鑽進期間，注漿隊打鑽人員每班分別向項目部彙報兩次施工進度，有特殊情況隨時彙報。項目部不定期對打鑽情況、記錄情況進行檢查。

18、驗收要求

套管的安裝、鑽機穩定質量、排水係統和電器設備防爆性能等進行檢查驗收，做到有驗收有簽字。

19、鑽探記錄由鑽手負責按井下鑽探記錄表要求詳細填寫，特別在鑽進過程中要密切注意鑽進至L8灰岩及灰岩底板的深度，並詳細做好記錄；終孔後要重新測量鑽孔實際施工坡度，做好記錄。有出水時要準確記錄鑽孔的具體出水位置及孔內湧水情況，在鑽進過程中要密切注意孔內情況，發現鑽進異常或湧水異常，要立即彙報。對出水鑽孔要安裝測壓裝置測定並記錄水壓。

四、注漿施工及安全技術措施

1、注漿站由水泥池、水玻璃池、清水池，注漿泵，攪拌機及其它輔助設施組成。注漿管路井下采用1寸的高壓膠管與孔口連接，孔口安設抗震壓力表。要配齊配足必要的零部件和輔助設備。如混合器、高壓管、吸漿管、球閥、注漿泵拉杆、缸筒及各種墊圈等。

2、注漿材料

1)水泥:水泥可采用P.o42.5級普通矽酸岩水泥。

2)水玻璃:選用波美度為35～4OBe'(比重不小於1.36)的水玻璃。

3、注漿方式

注漿過程中可能會出現各種不同的情況，隨時注意觀察注漿情況和水量變化情況，根據不同的情況隨時更改方案。

①水泥漿：充填灰岩溶隙、加固破碎帶使用。一般情況下選擇單液水泥漿，根據鑽孔水量確定漿液濃度，如水量很小，進漿不順利，泵量盡量小，水泥漿盡量稀，漿液密度1.1—1.3即可，先稀後稠。如前方岩石極度破碎、漏漿嚴重、跑漿、孔壁漏水等情況應加大水泥漿濃度或選擇粘土水泥液漿，水泥占粘土重量30%—50%。

②水泥一水玻璃雙液漿:主要用作固定套管用。

4、漿液配比漿液濃度一般采用比重1.1～1.3，雙液漿C:S體積比采用1:1～1:0.5。每次注漿前必須在注漿現場進行配比凝膠試驗，根據初凝時間，目的層的吸漿量及孔內混合器的位置具體確定配比。

5、注漿管路係統試運轉：注漿管路係統連接好後，進行注漿前的試運轉，用8MPa泵壓對係統進行壓水試驗，檢驗管路係統能否耐壓，有無漏水，檢查管路連接是否正確；檢查設備運轉是否正常，試運轉的時間一般為20分鍾。注漿泵的安全閥必須靈敏，壓力表顯示正常。停泵時關閉孔口閥並注清水衝洗管路1小時，以防注漿管路堵塞.

6、注漿期間密切觀察各出水點變化及巷道底鼓情況，注漿時逐漸升壓，達到1～2倍水壓；發現底鼓立即降壓，采取增加漿液濃度、調節膠凝時間、間歇注漿、化學注漿、放水孔卸壓等措施。

7、製漿：水泥漿的配製，先在池內添好清水，或製好粘土漿，再開動攪拌機的情況下緩緩加入水泥，邊攪拌邊測量漿液比重，直至達到設計要求。水玻璃的原液是40～45Be′，按使用要求應稀釋成35Be′。稀釋的方法是邊加水、邊攪拌、邊測量，直至35Be′。

8、漿液配比的控製：漿液配比控製原則一般是先注稀漿，後注稠漿，在不漏漿的條件下，使用單液水泥漿，量大時用粘土水泥液漿。如果出現漏漿、跑漿現象，要改注水泥—水玻璃雙液漿，加快凝膠，阻止跑漿。

9、注漿人員必須選擇技術性強、經驗豐富的人員上崗。

10、在正式注漿以前，再次檢查各項準備工作，特別是機具設備的檢修工作，要認真進行。若經試運轉發現問題，應及時予以修複，使其處於良好狀態。對注漿管路係統，包括混合器、接頭、閥門等，都要認真檢查，如有破損，應予以更換，要保持管路係統各部件完好暢通。不好用的接頭、閥門，不得使用，以免注漿時，在較高壓力下發生脫扣的危險02manbetx.com 。注漿前，將管路全部接通，進行清水試壓，如管路不通或接頭有漏水現象，應予以排除。

11、每次注漿結束後未達到終壓而必須停注時，必須先壓入30分鍾清水，保留孔口裂隙作為下次注漿通道。

12、注漿過程中，必須保證注漿材料的充足供應。

附：

義煤集團汝陽天澤金鼎煤業有限公司風井總回風底板探查鑽孔布置平麵圖1張

義煤集團汝陽天澤金鼎煤業有限公司風井總回風底板探查鑽孔預想地質剖麵圖1張

焦作市永固岩土工程有限責任公司

2012年1月5日