某公司井下出水點封堵治理工程施工方案

華潤聯(lián)盛南山煤業(yè)有限公司井下出水點封堵治理工程施工組織技術(shù)方案及安全技術(shù)措施天地科技股份有限公司2014年8月目錄1工程概況 32施工準備 52.1技術(shù)準備 52.2施工隊伍準備 52.3施工現(xiàn)場準備 53注漿堵水工程施工工藝 63.1集中涌水點施工方案 63.1.1注漿材料 63.1.2注漿設(shè)備 63.1.3施工流程 63.2大片淋水區(qū)施工方案 73.2.1注漿材料 73.2.2注漿設(shè)備 73.2.3施工流程 73.3注漿計算 93.4技術(shù)要求 94勞動力配備及材料 104.1擬投入人員 104.2擬投入設(shè)備及材料 105施工進度計劃 115.1總工期計劃安排 115.2正規(guī)作業(yè)循環(huán) 116總工程量、費用及工期 127安全保證措施、文明施工 127.1安全保證措施 127.2文明施工 168避災路線 169其他 161工程概況南山煤礦位于山西省呂梁市中陽縣境內(nèi)，屬于資源整合礦井，井田面積18.1606Km2,主采煤層為山西組3、5煤層及太原組6、10煤層，設(shè)計生產(chǎn)能力120萬噸/年。南山礦的充水水源主要為老空、采空水，太原組10煤層頂板以上的L1、L2、L5灰?guī)r水以及砂巖裂隙水，據(jù)《礦井水文地質(zhì)類型劃分報告》，太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層水位標高1235.36米，奧灰?guī)r溶含水層水位標高1250.1米。太原組巖溶裂隙含水層主要為L1、L2、L5灰?guī)r，平均厚度分別為6.79米、6.23米、3.35米，L1灰?guī)r厚度最大，巖溶裂隙較發(fā)育，富水性中等，距10號煤10米左右，對該煤層影響較大。據(jù)巷道揭露情況，涌水點出水后，經(jīng)過兩年時間的疏排，涌水量變化不大，說明水源補給充分，灰?guī)r富水性較強，目前礦井現(xiàn)涌水量約192m3/h。經(jīng)實地勘察，井下共有6個區(qū)域的涌水點需要封堵治理，其中集中涌水點分別位于軌道暗斜井（1號涌水點）、回風暗斜井（4號涌水點）、主斜井（5號、6號涌水點）；大片淋水點位于西軌道下山（2號涌水點）、一采區(qū)運輸上山（3號涌水點）。具體為：1號區(qū)域涌水點位于軌道暗斜井中部，該巷道為穿層巷道，拱形斷面，巷寬4.5米，高3.5米，全巖，坡度為17°，方位244°，采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護?，F(xiàn)巷道出水點區(qū)域頂部有一處淋水，巷幫下側(cè)3處集中出水（其中兩處為巷幫裂隙出水，一處為鉆孔出水，該鉆孔為掘進期間巷道起坡處超前探放水孔，開孔位置10#煤頂板，安設(shè)孔口管孔徑90mm,終孔孔徑60mm,鉆探深度107米時出水停鉆，鉆孔方位245°，傾角17°），涌水量合計21m3/h。該處涌水點標高1138，承受太原組灰?guī)r水頭壓力0.95Mpa,承受奧灰?guī)r溶水水頭壓力1.10Mpa；2號區(qū)域涌水點位于西軌道下山，巷道沿10號煤底板掘進，煤層厚度為5.32米，頂?shù)装寰鶠樯百|(zhì)泥巖，巷寬4.5米，高3.5米，全煤矩形巷道，頂部向上為1.8米的頂煤。采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護，約有100米的巷道頂板大面積淋水，掘進時，錨索打到深度為8米的時候出水，出水標高為1036米，水源推斷為上部L1灰?guī)r含水。涌水量18m3/h。3號區(qū)域涌水點位于一采區(qū)運輸上山，巷道沿10號煤底板掘進，煤層厚度為5.32米，頂?shù)装寰鶠樯百|(zhì)泥巖，巷寬4.5米，高3.5米，全煤矩形巷道，頂部向上為1.8米的頂煤。采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護，約有80米的巷道頂板大面積淋水，掘進時，錨索打到深度為8米的時候出水，出水標高為1037米，水源推斷為上部L1灰?guī)r含水。涌水量16m3/h。4號區(qū)域涌水點位于回風暗斜井中部，該巷道為穿層巷道，拱形斷面，起坡10號煤，巷寬3.2米，高2.5米，全巖，方位335°，坡度為30°，采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護，巷幫下側(cè)集中出水點3處，（其中兩處為巷右?guī)土严冻鏊?，一處為左邦鉆孔出水，鉆孔開孔位置6#煤，方位335°，傾角30°，安設(shè)孔口管孔徑90mm,終孔孔徑60mm，深度90米時探通上部原枝柯二坑3#老空出水停鉆），該處涌水點標高1088.59米，承受太原組灰?guī)r水頭壓力1.43Mpa,承受奧灰?guī)r溶水水頭壓力1.58Mpa。涌水量合計25m3/h（其中鉆孔涌出的老空酸性水流量14m3/h，巷幫裂隙涌水量11m3/h）。推測為太灰含水層出水。5號區(qū)域涌水點位于主斜井中部6號甩車場，巷道沿6#煤層底板掘進，寬4.5米，高3.5米，全巖拱形巷道，坡度0°，采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護，集中涌水點為巷道頂板、側(cè)幫巖石裂隙出水，涌水量18m3/h。涌水點標高1091米，承受太原組灰?guī)r水頭壓力1.41Mpa,承受奧灰?guī)r溶水水頭壓力1.56Mpa。推測為L5灰?guī)r及K3砂巖裂隙水。6號區(qū)域涌水點位于主斜井井口往下130米、480-500米處，該巷道為穿層巷道，拱形斷面，寬4.7米，高3.6米，全巖，坡度24°，落底10煤，落底標高1038.4米，采用錨網(wǎng)噴漿聯(lián)合支護，集中出水點有3處，均為巷道頂板及兩幫裂隙滲水，涌水量22m3/h。130米處，涌水點標高1307米，480-500米處涌水點標高1172.8米，分析為山西組及其上部砂巖裂隙水。以上6個區(qū)域出水點合計涌水量120m3/h。2施工準備2.1技術(shù)準備1方案完成后，組織工程技術(shù)與管理人員認真閱讀、學習本方案，并移交相應資料，組織現(xiàn)場施工技術(shù)人員學習并答疑。2.2施工隊伍準備1為確保本工程施工速度和工程質(zhì)量，要在本單位精選素質(zhì)好、經(jīng)驗豐富、從事過二次以上類似工程的施工隊伍進場。2按總體施工計劃，根據(jù)施工進度情況，陸續(xù)組織各作業(yè)隊、各崗位、各工種進場，所有施工人員進入現(xiàn)場前都要進行安全培訓，培訓合格后方可上崗。2.3施工現(xiàn)場準備1注漿工程需要的材料、設(shè)備按施工進度的要求分批運到施工現(xiàn)場，現(xiàn)場負責人嚴格按照設(shè)計要求驗收到場物資的數(shù)量、規(guī)格、型號等，并同設(shè)計參數(shù)進行對比，是否達標。2施工現(xiàn)場準備：井下準備：鉆機、風動鑿巖機、注漿泵、攪拌器、腳手架、安全帶（作業(yè)高度超過1米準備）及其他配件；3注漿堵水工程施工工藝3.1集中涌水點施工方案3.1.1注漿材料本次注漿堵水材料選用425普通硅酸鹽水泥；模數(shù)M=2.8-3.1，濃度在450Be以上的液體水玻璃；JCT-521煤礦注漿堵水加固化學漿。3.1.2注漿設(shè)備鉆機（KQJ-100）1臺，風動鑿巖機1臺，注漿泵（2TGZ/60/210型）1臺，水泥漿攪拌器1臺，高壓球閥（φ25mm）6個，壓力表（10Mp）5塊，漿液桶（1m3）3個，防爆開關(guān)4個，高壓膠管（φ25mm）80米。3.1.3施工流程1清理涌水點處原巷幫錨噴支護和底板處的浮矸，直至露出完整基巖。2根據(jù)涌水點裂隙發(fā)育情況，使用3寸或4寸帶耐壓法蘭的孔口管插入涌水孔中，孔口管上帶有固定螺母，然后在邊墻上對應孔口管螺母位置打兩根錨桿，將錨桿與孔口管上的螺母連接，固定孔口管，用水泥錨固劑封堵涌水點周圍的出水裂隙，將涌水全部集中到孔口管中。3在孔口管周圍澆筑混凝土，混凝土上潑灑水玻璃漿，使混凝土即澆即凝?；炷琉B(yǎng)護48小時后，進行耐壓試驗，壓力不小于5Mp。時間不低于30分鐘。4耐壓試驗符合要求后，在孔口管法蘭盤上接上含進漿閥、泄?jié){閥、壓力表的注漿系統(tǒng)，壓清水20分鐘，緊接著開始注水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿濃度為水灰比1:1，水玻璃漿濃度為450Be，兩種漿液的體積比控制在1:0.5。若雙液漿注入30分鐘，不見升壓，視為跑漿，改注水泥單液漿，單液漿水灰比為1:1，隨著壓力的升高，逐漸降低泵的流量。當壓力升到5Mpa、泵的流量為最低檔時，堅持20分鐘，可以停止注漿，關(guān)閉進漿閥門，打開泄?jié){閥門，壓清水洗泵。3.2大片淋水區(qū)施工方案3.2.1注漿材料本次注漿堵水材料選用425普通硅酸鹽水泥；模數(shù)M=2.8-3.1，濃度在450Be以上的液體水玻璃；JCT-521煤礦注漿堵水加固化學漿。3.2.2注漿設(shè)備鉆機（KQJ-100）1臺，風動鑿巖機1臺，注漿泵（2TGZ/60/210型）1臺，水泥漿攪拌器1臺，高壓球閥（￠25mm）6個，壓力表（10Mp）5塊，漿液桶（1m3）3個，防爆開關(guān)4個，高壓膠管（￠25mm）80米。3.2.3施工流程1注漿施工之前，為防止頂煤冒落，首先使用梯形鋼支架加強支護，頂部用木板或混凝土預制背板背緊背實。2設(shè)計注漿孔間排距1.5米（注漿孔布置見3-1、3-2），使用φ42mm鉆頭，風鉆打眼，眼深9米?？卓诠苓x用1寸2的有縫水暖管，長2米，一頭焊接長50mm的一寸扣頭，另一頭車有500mm的馬牙扣，孔打好后，孔口管纏麻絲打入，外露60-100mm。3頂板注漿孔打一個，注一個，先壓水20分鐘，然后注單液水泥漿，發(fā)現(xiàn)有跑漿時，改注水泥-水玻璃雙液漿，待不跑漿后，繼續(xù)注水灰比為1:1的單液漿。單-雙-單的注漿方式，終壓達到2Mpa時，該孔注漿結(jié)束。如仍有跑漿現(xiàn)場，改注JCT-521化學漿，終壓達到3Mpa時，該孔注漿結(jié)束。圖3-1巷道頂板注漿孔布置俯視圖圖3-2巷道注漿孔斷面布置圖圖3-3孔口管馬牙扣示意圖3.3注漿計算頂板淋水出注漿量計算：注漿量：計算公式Q=AβηV式中：Q—漿液總注入量(m3)；A—漿液超擴散消耗系數(shù)取1.5；β—漿液充填系數(shù)0.85；η—巖層平均裂隙率5%；V—需要注漿的巖層體積經(jīng)計算得22113m3；經(jīng)計算總注漿量約為1410m3。因淋水位置前后30米亦可能需要處理且前期資料中未發(fā)現(xiàn)裂隙率資料故實際注漿量與計算會有差別。3.4技術(shù)要求1開孔位置準確，允許偏差為±50mm。2開始施工前進行注漿試驗，初步掌握漿液充填率，注漿量、適宜的漿液配比，漿液擴散半徑，注漿終壓等指標。3鉆孔和注漿采用隔排跳躍施工，詳細安排每孔注漿施工次序，并對當班注漿鉆孔進行核實，不得遺漏鉆孔。4孔口管必須埋設(shè)牢固，埋設(shè)長度不小于1.3m，不得在注漿過程中松動或漏漿?？卓诠芩蓜踊蚵{造成注漿失敗的必須補打注漿孔。5水泥漿需嚴格控制漿液水灰比，減少水化反應以外的多于水量。6每孔注漿作業(yè)應連續(xù)進行，中途不宜中斷，盡量避免因機械故障、停電、停水、器材故障等問題造成的注漿中斷。因大范圍漏漿或漿液消耗量過大而中斷注漿時，在施工日志中準確記錄，并確保周邊鉆孔的注漿質(zhì)量，必要時應補打注漿孔。7打鉆、注漿過程中及時處理漏漿點。除大范圍連片漏漿外，應采用人工糊縫處理漏漿點，并壓注單液水泥漿。對大范圍漏漿區(qū)域注雙液漿堵漏時，必須對雙液漿固化速度進行測試和調(diào)整，確保漿液具有較長時間的流動性。8注漿堵漏采取單、雙液漿交替結(jié)合及間歇注漿的方法進行，每次注雙液漿后及時注入部分素水泥漿，確保漏漿點被有效封堵前漏漿通道暢通，并盡可能擴大單孔封堵漏漿點范圍，提高鉆孔利用率。9注漿過程發(fā)生相鄰鉆孔串漿時，必須對串漿的鉆孔進行交替注漿或分開管路同時注漿，禁止利用一個鉆孔對兩個或更多串漿鉆孔同時灌注，分別記錄連通鉆孔注漿情況。10注漿過程系統(tǒng)運行必須可靠，隨時檢查壓力表是否正常，發(fā)生故障及時更換，禁止在壓力表故障狀態(tài)下進行注漿施工。4勞動力配備及材料4.1擬投入人員依據(jù)施工任務、計劃勞力及施工進度計劃安排，初步擬定兩班倒，每班11人，并配備一定的輔助工。高峰期勞力缺口采取就近調(diào)入或加班、倒班措施解決，確保按期竣工。勞動力計劃如下：工種單位人數(shù)備注班長每班1技術(shù)員每班1安全員每班1注漿工每班4打鉆工每班44.2擬投入設(shè)備及材料計劃設(shè)備材料明細表序號名稱單位數(shù)量備注1化學堵水材料噸2425＃普硅水泥噸3普通水玻璃噸4注漿管套5膠管（規(guī)格）條2φ25*206膠管（規(guī)格）條2φ10*207高壓球閥（規(guī)格）個6φ258高壓球閥（規(guī)格）個6φ109機油公斤5010工作平臺臺211風鉆套212化學注漿泵臺113水泥注漿泵臺114攪拌桶個115吸漿桶個316電氣開關(guān)臺417合金鉆頭（規(guī)格）個10φ4218鉆桿（規(guī)格）個20φ2819麻公斤10020棉絲公斤5021勞保用品套205施工進度計劃5.1總工期計劃安排計劃2014年月日進場準備，于2014年月日交工，工期為50日歷天。5.2正規(guī)作業(yè)循環(huán)根據(jù)本注漿工程的特點，采用雙班工作，定量作業(yè)的方式，即根據(jù)計劃的工期，制定每天的工作任務，雙班完成每天的工作。6總工程量、費用及工期項目工程量工期費用注漿工程打鉆：3160米（共632孔）注漿量：m350天打鉆：注漿：7安全保證措施、文明施工7.1安全保證措施施工前公司應組織全體施工人員認真學習本措施、煤礦三大規(guī)程、施工技術(shù)方案，熟悉施工工序和質(zhì)量標準。1建立各級人員安全生產(chǎn)責任制度，明確各級人員的安全責任，抓制度落實，抓責任落實，定期檢查安全責任落實情況，及時獎懲。2加強施工現(xiàn)場的安全管理，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況制定齊全各種崗位責任制、操作規(guī)程及安全生產(chǎn)細則，張貼上墻。3加強施工現(xiàn)場的技術(shù)管理，針對施工環(huán)節(jié)中的環(huán)境及生產(chǎn)安全隱患，制定切實可行的預備措施，嚴格一工程一措施，并按程序辦理報批手續(xù)，堅持無措施不得開工。4嚴格交接班制度，交接班應在現(xiàn)場進行，應交清交明，當班出現(xiàn)的問題當班處理好，較復雜問題應由項目部組織施工班組研究具體措施分工處理。5在托運、吊裝、上下管路和拆除就位時，必須由專人負責，統(tǒng)一指揮，嚴禁在起吊物上下任何人通行，并根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置警戒線6作業(yè)人員應戴好安全帽，佩戴經(jīng)試驗合格的安全帶，并系于安全可靠處，或同一運行體上。7加強施工現(xiàn)場管理工作，非施工人員不得進入現(xiàn)場，場地內(nèi)堆放的材料應按施工順序排放整齊，場地清理干凈，做到文明施工，爭創(chuàng)文明工地。8嚴禁無間隔實施情況下，上下垂直平行作業(yè)。（上方作業(yè)時嚴禁下方有人）9人員上下爬梯時必須抓穩(wěn)抓牢。臨時梯子或自制梯子要有專人扶好，梯子在水泥地面上使用時，應有防滑措施。10參加施工人員必須參加技術(shù)交底、措施傳達并簽認，確保每個施工人員對全部施工過程有較為全面的認識和了解11井下施工人員各種勞保用品必須穿戴整齊12需要停送電時，嚴格執(zhí)行礦方停送電制度，辦理相關(guān)手續(xù)13若有突發(fā)事件應及時向礦方匯報。①打鉆孔安全技術(shù)措施：1）施工人員必須熟知鉆機的特點，掌握有關(guān)機具性能和操作方法，并經(jīng)過施工操作規(guī)程培訓，考試合格后方可上崗。2）鉆機使用前，修理工必須詳細檢查鉆機的完好性及各處聯(lián)接頭的緊固情況。操作人員把各操作按鈕、搬手等均置于關(guān)閉位置，向油杯內(nèi)注入機油，修理工抓緊風管頭，打開壓風閥門，吹凈風帶及風管內(nèi)雜物及積水，關(guān)閉風截門后聯(lián)接鉆機各接頭，用專用U型卡卡牢，通知司機注意后，打開截門，司機空載由慢至快試驗鉆機的鉆動、升降及沖水情況確認正常后，再由另一人員插入鉆桿抓緊護手，司機操作緩慢升起鉆機至鉆頭接觸到鉆孔位置，同時打開沖洗水及鉆機開關(guān)，待鉆頭進入巖體，鉆機旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，再快速鉆進。3）人員必須站在穩(wěn)定、可靠、有支護的巷道內(nèi)施工，嚴禁空頂作業(yè)。4）操作機具前首先要嚴格進行敲幫問頂，并在可靠、穩(wěn)定的臨時支護或永久支護下作業(yè)，確認安全后，方可進行施工。鉆機前嚴禁站人。5）必須嚴格操作程序的要求，操作打眼機具，嚴禁違章蠻干，鉆桿鉆機必須兩個人配合作業(yè)，一人操作機具，一人觀頂換釬桿。6）司機必須雙手抓緊手柄，精神集中，控制好轉(zhuǎn)速及升降開關(guān)，確保高效安全。7）作業(yè)中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應及時排除，不要帶病作業(yè)，不要超負荷運轉(zhuǎn)。8）在打眼施工過程中，必須選擇合適的鉆頭和鉆桿，保證鉆孔直徑、符合設(shè)計要求。9）開孔位置準確，允許偏差為±50mm，有專人站在安全地點（有支護巷道內(nèi)）按設(shè)計要求定眼位標記，同時在鉆桿上做標記，保證打眼深度。打眼時嚴禁來回拉動鉆桿，以免擴大孔徑。10）安裝注漿管前，必須用壓風或高壓水吹（沖）凈眼孔內(nèi)殘存物質(zhì)，壓風或高壓水開啟時，管口前方嚴禁站人，更不得將管口對準人。11）鉆進時，操作人員要做到“三禁”及衣襟、袖口、褲腳要束緊，不準穿長襟大袖衣服；“三看”、“二聽”、“一及時”，三看即看進尺速度，看壓力表和孔口上水情況看水接頭情況。二聽即聽機器運轉(zhuǎn)聲和孔內(nèi)振動聲。一及時即發(fā)現(xiàn)異常及時處理。12）打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)阻力增大且孔內(nèi)排粉能力明顯減弱時，必須停止鉆進，進行檢查，弄清情況后再做處理。嚴禁強行鉆進，強行拔桿，在水壓正常情況下，可采用進進退退，用水來回掏孔，嚴禁蠻干。13）鉆孔過程中，每4小時有瓦檢員檢查一次有害氣體濃度，發(fā)現(xiàn)問題要及時采取措施，進行處理。14）鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆眼中水壓水量突然增大時，要停止掘進，但不得拔出鉆桿，并立即進行檢查?？變?nèi)壓力很大時，應馬上將鉆桿固定，嚴禁移動和拔起，以免鉆桿傷人，并立即向礦方匯報。15）若鉆孔施工到含水層位置后，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量，作好記錄。遇到水量增大，超過排水能力時，要利用閘閥控制水量或關(guān)閉閘閥，并電話通知礦方及時撤離可能受到水害危脅區(qū)域的作業(yè)人員。②注漿安全技術(shù)措施為保證注漿加固施工質(zhì)量和施工安全特制定本措施。任何參與注漿施工人員必須熟知本措施并保證在實際工作中嚴格遵守。1）注漿人員在施工期間必須佩戴防護眼鏡、橡膠手套等防護用品，作業(yè)場所必須備有一定量的清潔用水。2）如遇高處鉆孔及安裝注漿管必須佩戴安全帶，搭好平穩(wěn)、牢固的工作臺，地下支撐物必須牢固，并且要有人觀察。3）封孔時，施工人員不能正對空口方向，防止?jié){液外竄傷人，換孔時施工人員必須在注漿管內(nèi)壓力釋放后再拆卸拔槍。4）與注漿無關(guān)人員及注漿前方觀察人員，必須在注漿孔口6米以外，遠距離觀察，并佩戴好相應防護用品，隨時與司泵人員聯(lián)系。5）司泵人員密切