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注浆加固施工安全技术措施

来源: 发布时间:2018-05-21 43320 次浏览

一、工程概况
李雅庄煤矿六采区轨道巷断层下盘37#导线点前99.8m发生底鼓出水,根据矿井生产和防治水工作需要,决定委托焦作市宏程工程建设有限责任公司,对李雅庄矿六采区轨道巷底板含水层进行加固改造,封堵巷道出水点水源,增强巷道底板强度。
二、工程内容及要求
1、要求六采区轨道巷巷道底板下K4、K3灰岩含水层改造为隔水层,注浆加固深度不小于20米,注浆加固长度六采区轨道巷不小于120米,
2、通过对六采区轨道下山过断层段底板进行注浆加固,达到增强巷道底板强度、封堵出水点的目的,要求经注浆治理后巷道残余涌水量不大于3m3/h。
三、钻场布置及设计工作量
1、钻场布置
通过分析李雅庄矿的地层情况和六采区轨道巷、皮带巷前期注浆治理情况,重点考虑封堵轨道巷出水点的水源,进行巷道底板注浆加固,按照单孔注浆浆液扩散半径约10米的经验值考虑,在六采区轨道巷布置8个钻场,为G1#、G2#、G3#、G4#、G5#、G6#、G7#和G8#钻场,共施工注浆钻孔20个,钻孔设计穿过K4、K3灰岩,进入K2灰岩顶面以下5米终孔;每两个钻场中间布置一个检查注浆钻孔,共施工检查钻孔7个,检查钻孔设计穿过K4、K3灰岩,钻进至K3灰岩底板以下2米终孔;轨道巷注浆加固长度140米。
2、设计工作量
注浆加固工程轨道巷注浆加固长度140米,轨道巷设计8个钻场,20个注浆钻孔,7个检查注浆钻孔总进尺800米,7个检查注浆钻孔,总进尺300米。
断层破碎带注浆加固约需注浆量为180m3,K4、K3、K2灰岩含水层注浆加固约需注浆量为500m3,预计注浆加固总注浆量为680m3。
四、施工工艺及施工组织
1、钻孔结构
钻孔开孔直径φ113mm,钻进2-5米下入φ108护孔管2-5米(煤层开孔或见煤线时护孔管必须穿过煤层底板至少1米),对套管进行注浆加固。然后换径φ94mm钻进至K4灰岩顶板之前下入φ89套管8-15米(套管必须穿过6#煤2米),对套管注浆加固后对套管做耐压试验,套管孔口压力达到4MPa以上,孔口安装闸阀后再透孔钻进。
钻孔穿过K4灰岩含水层和K3灰岩含水层时,若钻孔出水,则注浆加固,待水泥凝固好后再透孔继续钻进,如果钻孔没有出水,则继续钻进至K2灰岩顶界面以下5米终孔,对钻孔进行注浆加固。待水泥凝固后观察钻孔有无出水情况,若有较大的渗水现象,需重新透孔注浆,直到完全封堵住钻孔出水点为止。检查注浆钻孔钻进至K3灰岩底板以下2米终孔。
钻孔注浆结束标准:泵流量小于40L/min,注浆孔孔口压力≧4Mpa,稳压时间不低于30分钟。
整个巷道注浆加固完毕,通过3-5天观察,巷道残余水量是否符合矿方要求残余水量不大于3m3/h的验收标准,否则需根据出水点选择钻场重新打孔注浆堵水。
2、施工工期安排
通过井下实地考察,李雅庄矿六采区轨道巷和皮带巷均具备开工条件,考虑本次工程的重点是轨道巷出水点注浆堵水工作,故第一阶段先集中两台钻机在轨道巷出水点周围进行施工,预计施工注浆钻孔10个,钻孔进尺390米,注浆量300吨,工期为20天。
第二阶段对进行底板注浆加固,预计施工注浆钻孔10个,钻孔进尺500米,注浆量380吨,工期为25天。
第三阶段,通过第一阶段和第二阶段施工情况,观察巷道渗水情况和残余水量的大小,施工检查注浆钻孔和补充钻孔,预计施工钻孔7个,钻孔进尺300-500米,注浆量50-100吨,工期为15天。
3、施工设备
施工主要设备有ZL-2800型钻机一台、ZDY3200S型全液压钻机一台、3ZB9/12-22型注浆泵两台,配套φ73钻杆70米、φ50钻杆70米,φ108套管100米、φ89套管600米,φ113/φ94/φ75无芯钻头等钻具。
4、施工组织
焦作市宏程工程建设有限责任公司在李雅庄矿设立施工项目部,负责李雅庄矿六采区轨道巷、皮带巷底板含水层加固改造项目工程施工,项目部由项目经理总负责,下设工程队队长、工程队技术员各一名,班长六名。
施工队按“三八”制作业,单台钻机每班配备钻探作业人员4名,钻机班长一人,安全负责人一人,辅助工两名。
五、综合安全技术措施
1、地测科专门派三名人员带领注浆队人员五个圆班,严格履行本矿着装、佩戴、乘车秩序、行走路线等,规范委外施工人员行为。
2、由地测科定期对施工地点进行巡检、抽检,并制定建立隐患台账,限期整改落实,在机电维护方面,由探放水队负责施工队伍机电设备供电、维护,并配合注浆队移设钻机时施工固定钻机底锚杆。
3、在六区轨道巷施工期间应注意无极车运行情况,施工区段前后10米设专人警戒,并保证无极车信号时刻跟随施工地点,钻机移动过程中无极车严禁运行。运输区在运行无极车时必须在距施工点10米位置时减速慢行,并发出警戒命令,注浆施工人员严禁在无极绳运行期间跨越,确保无极车运行期间人员的安全。
注浆队施工期间所运达的材料、设备必须在2个小时内卸车,码放整齐,不得影响单轨无极车的正常运行。
4、施工地点下风侧实施24小时监控,遇到有不安全的异常情况出现时,应及时检查暂停作业,并报告上级主管人员,查明情况确定无隐患后方可继续作业。
5、施工期间严格遵照执行相关措施,安全管理制度标准作业,严禁违章作业,作业区段严禁停放其它车辆、杂物,施工区段(注浆硐室前20米,钻机后20米范围内必须干净、整洁,无积水、淤泥;所使用设备、材料必须码放整齐;施工点用横水沟引水,水沟盖板分段掀动,并保证该文明生产区段水沟淤泥的清挖、整堆、装车,由运输区供车;施工设备在移动过程中,管线、电缆必须整齐保护)。
6、钻机抬、装、吊、运输过程安全措施
6.1使用钻机为ZL2800型和ZDY3200S型。装运钻机时,由带班班长统一指挥,注意照前顾后,尽量轻抬轻放,以免发生扭伤,跌伤和损坏设备现象,装车的钻探设备及钻具要捆绑牢固。
6.2起吊安装钻机时,认真检查好安装地点的支护情况,起吊重物必须提前施工专用锚杆或锚索,严禁使用原有支护,如有失效支护或其它不安全因素,必须进行处理,排除隐患,并执行好敲帮问顶制度。
6.3起吊重物之前,认真检查起吊设备的完好情况,只有确认无隐患后,方可进行起吊工作。
6.4起吊吨位超过2吨重物时,必须施工专用锚杆或锚索,起吊重物采用锚链,连接链环必须戴上螺丝上满扣,链环上固定时加托盘,起吊前,撤离无关人员到5米外,起吊时,物件吊离地面后,要观察顶板、锚杆、物件等有无异常情况,无异常情况时方可继续起吊,起吊时要找好重物重心,确保起吊重物时,不来回晃动,防止挤伤人员。
6.5起吊过程中,由专人指挥,并设一名有经验的老工人负责观山,其它人员严禁大喊大叫,除起吊人员外,其他人员均应在起吊设备倾倒可能波及到的以外的安全地点,重物放稳之前,不允许摘钩,防止倾倒,起吊点严禁有杂物,确保安全退路畅通,一旦出现险情,立即发出警告,施工人员应根据现场情况采取措施,待险情处理完毕后,方可进入下道工序。
6.6稳钻时,钻机要置放平稳基础上,钻机底座用方木垫实,钻机调整到施工钻孔所需的方位后用压柱顶紧或用地锚固定好。
6.7钻机固定要牢固可靠,保证安全作业及打钻参数的准确性。钻机所垫地木梁平稳卧入底板,按中腰线摆正钻机。
6.8稳钻机时,必须在停电的状态下进行,控制开关、执行开关手柄打到零位,闭锁,挂停电牌,开关上锁或派专人看护。
6.9各机械转动部分要安装防护栏、保护罩。
6.10地测人员在钻场标定方位后,安装钻机,待钻机用压柱顶紧后,在地测人员监督下用罗盘和角度仪校对钻孔方位角和钻孔倾角。
6.11电气设备安装必须符合“三专、两闭锁”规定,电缆吊挂整齐。
6.12拆接火时断开上一级电源,并悬挂停电牌,上锁或派专人看护,方可进行,严禁带电搬迁、检修电器设备。
6.13施工完毕,认真清理钻机上的杂物和油污,按主机、油箱、操作台分三部分解体装车,小件装包,并捆绑牢固。
7、施工安全技术措施
7.1打钻人员进入作业现场,必须先敲帮问顶,仔细检查作业范围内的帮顶支护状况,发现不安全因素,必须先进行处理,确认安全后方可作业。
7.2施工前,在施工地点前后各至少10米设置警戒,影响到六采区运输区队生产的,必须提前一天办理相关报告,经领导审批后,方可实施。
7.3搬迁设备时,要轻抬轻放,避免碰撞设备及伤人,严禁带电检修,搬迁电器设备,严禁带电拖移电缆,杜绝电气设备失爆。
7.4钻工必须持证上岗,严格按规程或措施作业,打钻时发现钻机或钻杆有异常声音,立即停钻,以防卡钻,查明原因进行处理后,方可继续作业。
7.5机电维运区或生产队组在钻场作业区和上一级配电所(点)临时停电检修时,需提前通知打钻工队停钻、起钻,防止突然停电出现卡钻事故。
7.6隔爆电气设备开盖检修前,必须由专职电工停电,严格执行停送电安全措施,检查设备周围瓦斯浓度不超过0.5%时,方可开盖检修。
7.7卡钻杆、卸钻杆时,必须先拉开钻机离合器,将电机停电后方可进行,钻机操作必须设置远方控制开关进行操作。
7.8其他非打钻作业人员严禁在作业场所10m范围内活动,装卸钻杆人员站在钻机主体行人侧位置,钻机操作人员站在钻机主体下方靠行人侧。在装卸钻杆等过程中,所使用的工具要按要求摆放在指定位置。
7.9下入套管后,揭露K4、K3、K2灰岩含水层前,必须先安好孔口闸阀,作业人员严禁站在钻杆正后方,以防钻杆射出伤人。
7.10遇断层带、软岩时,要轻压慢进,要确保钻孔循环水正常后,方可正常钻进,若循环水不能正常返水,应立即上下拉动钻具,同时用铜锤敲击钻具,待循环水返水正常后,方可按正常操作程序钻进。若塌孔严重,必须起钻注浆,以免发生钻孔事故。
7.11在钻机运转时,严禁用手或身体的其它部位及其它物件接触钻机、注浆泵、电机等转动的部位。
7.12钻机钻进时要匀速慢进,认真观察钻孔回水量,一旦发现回水不畅或钻机不供水,立即后退钻机,严禁干打眼,待孔内回水返出后,方可继续钻进。
7.13注浆泵工作前,要有专人检查所有接头和管路是否连接好、有无破损;注浆泵工作时,施工人员必须远离注浆泵和管路,防止高压水伤人。
7.14发生异常情况需要撤退时,在安全负责人或有经验老工人的组织和带领下撤离,并及时汇报工队值班室及调度室。
7.15钻探施工过程中需停送电或接电影响井下其他施工单位时,必须提前一天办理停电报告;其他相关单位有计划停电时,必须提前一天通知施工队,并提前一个小时与打钻人员联系,将钻具提离孔底;无计划停电时,打钻人员必须立即用起吊装置将钻具提离孔底,防止发生卡钻事故。
7.16正常钻进时,一定要将孔内岩粉冲净。
7.17钻机钻进过程中,发现煤岩松软、片帮、来压、水量突然增大以及顶钻等异常情况时,必须立即停止钻进,但不得拔出钻杆。及时汇报矿调度台。
7.18要加强设备的检查与维修,严禁带病作业。
7.19钻孔内喷孔出水时,须在孔口加设挡板,以免发生喷出水、破碎岩石伤人现象。
7.20施工人员要保护好孔口,严防铁器、杂物坠入孔内。担任高处作业人员更换钻杆时,梯子必须平稳,不准将工具及材料上下投掷。在工作地点的下面人员时刻警惕,防止落物伤人。
7.21钻机操作人员必须携带便携式检测仪,将仪器悬挂在钻机正上方顶板下0.3米处,随时监测有害气体的浓度。如果二氧化碳浓度超过1.5%、一氧化碳浓度超过0.0024%、瓦斯浓度超过0.5%、氧气浓度低于18%时,上述任意一项指标超标时,必须立即停止作业,并查明原因,及时报矿调度室撤出所有受威胁地区的工作人员,然后采取措施进行处理。
7.22通风区要将钻机施工地点纳入瓦斯检查地点,挂牌专人检查。
7.23其它未尽事宜严格按照《煤矿安全规程》及李雅庄煤矿相关制度和规定执行。
8、排水系统
8.1注浆段水没轨道巷水沟流至四联巷口水仓--六采区中部水仓--2#风井底水仓--地面。
8.2六区四联巷水仓仓容60m3,配备两台37KW水泵、两台55KW水泵,两趟6寸排水管;最大排水能力150m3/h。
9、灾害应急措施及避灾路线
9.1在钻进过程中要密切注意,有出水时要记录具体出水位置,并测量出水量。钻进过程中要密切注意孔内情况,发现钻进异常或涌水异常,要立即停止钻进但不得拔出钻杆,同时通知调度室及地测科。
9.2跟班队长第一时间向调度室汇报,矿方及时成立临时现场指挥小组。
9.3如果出水量大,排水能力达不到要求时,及时把钻杆拥入钻孔内,关闭阀门。等到加大排水量后再打开阀门,实施提钻。
9.4六采区轨道巷、皮带巷四联巷口储备5吨砂子及蛇皮袋,突水量增大时及时垒挡水墙,六采区下部各施工人员沿六采区右回风巷进行撤离。
9.5井下发生瓦斯、煤尘爆炸后,受威胁作业人员应当首先尽可能把发生的情况报告调度室,现场人员必须佩戴自救器,在班长或有经验老工人的组织和带领下,撤到安全地点直至地面。
9.6作业地点发生火灾时,应尽可能采用直接灭火法快速灭火,受威胁作业人员应当首先尽可能把发生的情况报告调度室,如不能灭火,受威胁作业人员必须佩戴自救器,在班长或有经验老工人的组织和带领下,迅速进到新鲜风流巷道中。