準備大巷水害高效防控技術與工程示范設計及安全技術規(guī)范

Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14方案設計 15鉆探工程 16注漿工程 37安全技術措施 48避災路線 6附錄A（規(guī)范性）施工安全風險辨識評估 8附錄B（規(guī)范性）安全技術措施審批卡 9前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由XXXXXX提出并歸口。本文件起草單位：本文件主要起草人：準備大巷水害高效防控技術與工程示范設計及安全技術規(guī)范范圍本文件規(guī)定了準備大巷水害高效防控技術與工程示范設計及安全技術規(guī)范的術語和定義、水害高效防控技術、方案設計、鉆探工程、注漿工程、安全技術措施、避災路線。本文件適用于準備大巷水害的高效防控技術與安全技術。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB175通用硅酸鹽水泥GB/T15408安全防范系統(tǒng)供電技術要求JGJ63混凝土用水標準術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。方案設計治理區(qū)域概況應準確熟知治理區(qū)域的單位涌水量、水位標高、水化學類型等數(shù)據(jù)資料。設計內(nèi)容主要包括鉆探工程和注漿工程兩部分。設計依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》；《煤礦防治水細則》；《煤礦井下定向鉆進技術規(guī)程》；《鉆孔壓水試驗規(guī)程》；采區(qū)采掘工程圖。文件資料應有施工安全風險辨識評估，如附錄A所示。各項目應有專門負責人，并具有安全技術措施審批卡，如附錄B所示。鉆探工程鉆探工程布置根據(jù)已有地質資料和采區(qū)準備大巷停掘位置，設定向鉆場。鉆孔結構定向鉆孔由套管孔段（回轉鉆進孔段）、定向造斜孔段和定向穩(wěn)斜孔段組成。鉆孔套管孔段：開孔徑153mm，套管尺寸為Φ146mm，下入深度：150m，下入奧灰頂面，保證滿足耐壓試驗要求；回轉鉆進孔段：用于開孔孔段、套管孔段施工及穩(wěn)斜段鉆進施工，鉆孔直徑為Φ89mm；定向造斜孔段：采用隨鉆測量定向鉆進工藝進行施工，鉆孔直徑為Φ89mm，鉆孔造斜至目標層位鉆進?？卓谂溆懈邏悍ㄌm盤，采用封閉帶絲扣套管，具體操作方法為：使用泥漿泵將水泥漿注入孔內(nèi)，將套管與孔口間的環(huán)狀空隙密實；凝固24小時后做耐壓試驗，要求耐壓不低于8Mpa耐壓試驗不小于30分鐘；耐壓試驗合格后，在孔口管內(nèi)鉆進，無芯鉆進到終孔。終孔后，安裝與孔口相匹配的閥門、水壓表、流量計，觀測孔內(nèi)水壓、水量、水文及取水樣。鉆場位置根據(jù)施工項目選擇適宜的鉆場位置。設備進鉆場前，巷道打鉆地點清理干凈平整，不能有積水、浮矸、雜物等，鉆場全部混凝土硬化。施工地點斷面符合鉆場設計要求，支護可靠并通過相關單位驗收。施工設備基本設施主要設備包括ZDY15000LD礦用履帶式全液壓坑道鉆機一臺，BLY500型泥漿泵車一臺、YHD2-1000T（A）型隨鉆測量系統(tǒng)及其配套鉆具，BQG-600/0.2型氣動隔膜泵兩臺（一臺工作，一臺備用）。鉆場起吊錨索鉆機進鉆場前由巷道施工單位在鉆場后方10m位置打好起吊錨索，錨索位置在巷到與鉆場正中間。鉆場通風及供水鉆場風、水管路要齊備，風、水壓力要達到礦規(guī)定4MPa；打鉆地點風、水管路上留Ф25mm、Ф51mm撥頭，供水不少于60m3/h；井下定向鉆探探查及注漿鉆孔施工的鉆井液一般選用井下靜壓水，特殊情況下可選用專用泥漿。供電應符合GB/T15408的相關規(guī)定，選擇合適的電壓。排水排水設施應齊備，出水順暢，修建水倉；臨時水倉為矩形，規(guī)格長10m、寬5m、深1.5m；水倉施工完畢后，水倉中段砌墻，水倉幫部選用氣泡磚砌筑，水泥抹面，底部澆筑；水泵開關擺放平臺水泥打底，要求平整；水倉施工完畢后安裝防護柵欄，掛牌管理。返渣處理鉆孔內(nèi)返渣排至鉆場水倉后，每班下班前人工使用鐵鍬將返渣裝入手推車運至煤輔運巷皮帶運走。瓦斯傳感器需要在鉆孔施工地點5～10m范圍內(nèi)安裝瓦斯傳感器。通訊設備鉆場內(nèi)安裝一部直通礦調度室電話。注漿工程注漿選用ZBY1.5/32-22礦用液壓注漿泵，制漿配套采用JQW-250S氣動攪拌機。地面制漿站由地面制漿通過注漿管路送至鉆場，在井下鉆場附近選擇合適位置布置臨時注漿站，分為水泥罐車上料區(qū)、水泥罐區(qū)、攪拌池、蓄水池、上料機、泵組、配電等7個部分。注漿站應具備400噸水泥/粉煤灰的儲存能力。水泥漿液輸送水泥漿液通過輸漿管路，從注漿站送至井底鉆場附近臨時注漿站，注漿管路沿用原有管路，全場約1300m。注漿工藝注漿采用分段下行式注漿法，孔口止?jié){方式為連續(xù)與間歇相結合，從上到下按段長依次分段鉆進、注漿，上一段未達到注漿結束標注，不得進行下一段施工，實際施工時根據(jù)鉆孔涌水量、底板灰?guī)r的裂隙發(fā)育程度、奧灰含水層富水性等因素變化進行適當調整。注漿前先進行壓水，根據(jù)壓水試驗結果和鉆探工程相關參數(shù)，確定漿液類型及其濃度，須先用比重1.2t/m3或1.3t/m3的稀漿進行試注，根據(jù)吃漿量大小及孔口壓力情況，調整漿液濃度。若單次注漿量較大時，可考慮采用粉煤灰-水泥混合漿液，注漿中吃漿量大，長時間無法達到注漿結束標準時，可添加骨料或采用間歇式注漿法。注漿材料及注漿量漿液類型根據(jù)項目選擇適宜的漿液類型。注漿材料注漿材料主要為水泥，注漿量較大時添加粉煤灰、鋸末、稻殼、細沙等骨料或加入水玻璃作為助凝劑。水泥采用42.5#礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥，其質量應符合國家GB175的規(guī)定，不得使用受潮結塊的水泥或過期的水泥，粉煤灰采用火電廠風除塵或電除塵產(chǎn)生的細粉煤灰，其細度、燒失量等指標應滿足《水工混凝土摻用粉煤灰技術規(guī)范》Ⅲ級標準。造漿用水水質須滿足國家混凝土用水標準JGJ63的相關規(guī)定，其SO42-含量應＜2700mg/L，PH應＞4。若單個漏失點吃漿量大，根據(jù)注漿需要，可加入粉煤灰、鋸末、稻殼、細沙等骨料或加入2～3%的水玻璃作為助凝劑，水玻璃模數(shù)宜為2.4～3.0，濃度宜為30～45波美度。遇溶洞、陷落柱等特殊地質構造時，可與委托方協(xié)商制定專項注漿設計，需要時可另行設計施工直孔投注鋸末、稻殼、細沙等骨料。注漿量預計注漿量按照比擬法預計為準，（注漿量僅為預計量，可能與實際注漿量差別較大）。注漿參數(shù)單位吸水率，每次注漿前，均要進行壓水，主要目的是疏通注漿管路及孔內(nèi)巖石裂隙、測定單位受注層段吸水率，壓水試驗成果以吸水率q表示： q=QP*L (AUTONUM)式中：q—吸水率L/min.m.m；Q—壓入流量，L/min；P—作用于試段內(nèi)的全壓力，m；L—試段長度，m。漿液配比，根據(jù)壓水試驗結果和鉆探工程相關參數(shù)，確定漿液類型及其濃度，須先用比重1.2t/m3或1.3t/m3的稀漿進行試注，根據(jù)吃漿量大小及孔口壓力情況，調整漿液濃度，若單次注漿量較大時，可考慮采用粉煤灰-水泥混合漿液。注漿結束標準，注漿總壓是由孔內(nèi)漿柱自重壓力和注漿泵所產(chǎn)生的壓力兩部分組成，計算式如下： P0=Pm+H*r-h100 (AUTONUM)式中：P0-注漿總壓力，MPa；Pm-孔口壓力，MPa；H-孔口至受注層段1/2處的高度，m；r-漿液比重，g/cm3；h-注漿前注漿段1/2處的水柱高度，m。注漿總壓應為受注含水層最大靜水壓力的2～3倍，不同孔組需設定各自不同的終孔注漿壓力標準，達到終壓后應逐次換檔降低泵量，直至泵量不大于90L/min，并維持30min，即可認為該受注層段注漿已達到壓力結束標準，若達到注漿結束壓力標準后，壓力仍快速上升，則立即停止注漿。單位吸水率標準當注漿壓力達到結束標準后，進行壓水試驗，測得單位吸水率q小于0.01L/min?m?m（即1個呂榮值）時，可認為該段達到注漿結束標準。安全技術措施鉆機的裝、卸、安裝措施人員搬運鉆機時必須事先熟悉搬運路道及巷道狀況。行走路道一定要暢通，路道如有雜物阻擋時要先清理通順后再進行搬運。搬運、扛抬物料時注意力要集中，搬運過程中嚴格執(zhí)行“行車不行人”規(guī)定。搬運時必須有足夠的人員，搬運過程中統(tǒng)一口令、齊心協(xié)力、口號一致，搬運到指定地點后一定要輕放，嚴防猛扔摔壞物品或彈傷人員。用手抓物料時一定要抓牢，避免抓滑出現(xiàn)意外，鉆機行走時鉆機兩側嚴禁站人，操作手把給壓要均勻，鉆機前方5m派專人指揮（鉆機嚴禁倒開），鉆機平臺旋轉時必須設警戒，嚴禁人員靠近，鉆機導向軌調角度時嚴禁人員靠近，施工角度調好必須緊固角度螺絲，嚴禁人員站在導向軌正下方施工。鉆機安裝前首先清理好鉆場，鉆場周圍的巖層應安全可靠，且具有足夠的空間，通風良好。安設鉆機時選擇好地點，將鉆場頂部的活矸清理干凈，道木鋪設時要根據(jù)鉆孔設計高度進行道木的鋪設，必須把底板上浮煤、雜物清理干凈，保證見實底實頂，鉆機起吊安裝、搬移過程中嚴格執(zhí)行手指口述，安設立柱時，施工人員要注意站立及手扶柱的位置，防止滑倒傷人，立柱頂部要用8#鐵絲與頂板的金屬網(wǎng)捆綁好。鉆機安裝完畢后開始試鉆機，操作卡瓦手把，松開卡瓦，放入一根鉆桿，卡瓦夾緊鉆桿后再操作旋轉手把，動力頭在卡盤夾緊鉆桿下分別在高速（低速）、正反轉狀態(tài)下分別各運轉5min。鉆機試轉時要觀察操作臺上各壓力表情況，出現(xiàn)異常情況時，必須停機斷電處理。待鉆機試車完畢無問題后，方可按正規(guī)程序開機施工。鉆探安全技術措施開機時檢查鉆機各部件必須完好，鉆機立柱必須打結實，用8#鐵絲與頂部的金屬網(wǎng)捆綁好，油位必須在油位線以上，經(jīng)檢查無問題后方可啟動鉆機試運轉，并觀察液壓系統(tǒng)是否漏油，如有漏油情況及時處理。鉆機運行時由機長詳細觀測鉆機運行情況及設備狀態(tài)，鉆孔巖性變化情況并詳細進行記錄，給進速度和壓力，嚴禁任何人調制已調好的安全閥，機組的任何部件如有問題必須停機處理，處理好機器方可繼續(xù)開機運行。加桿時，待主軸頭鉆進到夾持器，先停止鉆機的推進和旋轉，再停止水泵供水，操作夾持器夾緊鉆桿，機長發(fā)出加鉆桿命令時，人員方可進去鉆機操作區(qū)，二人站在機尾兩側，用管鉗微松送水器，待鉆桿內(nèi)的水壓完全降低后，再擰下送水器，然后加一根桿，由尾部送入主軸內(nèi)，前端與上一根桿接好，后端與送水器擰好，加鉆桿人員離開鉆機操作區(qū)1m外開鉆命令后，方可松開夾持器，啟動水泵供水，待水從孔內(nèi)返出后，繼續(xù)正常鉆進，每次加桿都要按此操作程序執(zhí)行。下桿時，待主軸頭退后，操作夾持器夾緊鉆桿，主軸頭反轉微松鉆桿絲扣，機長發(fā)出下鉆桿命令時，人員方可進去鉆機操作區(qū)，二人站在機尾兩側，取下一根桿，下鉆桿人員離開鉆機操作區(qū)1m外發(fā)出開機命令后，機長方可開機繼續(xù)從鉆孔中取出鉆桿，每次下桿都要按此操作程序執(zhí)行。當遇到鉆桿拆卸困難，需用大錘、管鉗等工具輔助下桿時，首先應檢查所使用的工具是否合格，其次人員站立位置要適當，防止滑倒傷人。打鉆期間所產(chǎn)生的水要及時排除，防止水淹巷道。鉆機在運行中，一旦發(fā)現(xiàn)機器漏油或聲音異常等故障，或發(fā)生卡鉆、斷桿、孔內(nèi)有氣體噴出或有透水預兆等情況時，立即停機，但不得拔出鉆桿，切斷電源，立即匯報通風調度。如果發(fā)生斷桿情況，當班所有人員停止鉆進，立即組織進行打撈。交班時必須詳細記錄本班鉆進進尺，鉆桿數(shù)量，設備存在的問題并交待下一班應注意的問題等。注漿安全技術措施注漿前的操作：將注漿泵電源和吸漿排漿管接通后，變速箱先置于空檔，啟動電機運轉正常后，打開高壓管路上的卸壓閥，對各檔位進行吸清水實驗，檢查泵的運轉和吸、排漿管路的通暢程度等情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理（如果壓力表有明顯的壓力顯示，表明高壓膠管內(nèi)有雜物堵塞，必須處理，只有一切正常后方可注漿）；檢查球閥是否堵塞，球閥開、閉是否靈活；球閥絲扣、三通絲扣是否有倒絲、亂絲、滑扣等現(xiàn)象，如果有應及時更換，且球閥絲扣必須上滿。每次注漿前必須檢查安全閥的靈敏度，并調整到規(guī)定注漿終壓位置。壓力表和安全閥必須安裝在吸漿液的排漿管路上，嚴禁吸水泥漿，避免水泥堵塞而損壞壓力表造成安全閥失靈。安裝高壓管路和泵頭各部件時，各絲扣的連接必須擰緊，每孔注漿前都要觀測其水量和水壓，并進行單孔放水，放水時間不少于10min，以孔內(nèi)無巖粉、水變清為宜，合上注漿管路后向孔內(nèi)壓水。注漿時要設專人看守，觀測孔口壓力表及孔口周圍有無漏漿，并做好管路巡視，當注漿管路發(fā)生故障時要快速處理，若需較長時間要及時將管路沖洗干凈，防止管路堵塞。注漿初期若表壓驟升，這并非注漿已達終壓，而是注漿孔堵塞，此時立即停注，重新擴孔再繼續(xù)注漿。若注漿孔吸漿量突然增大，表壓迅速下降，這表明可能在某處跑漿、漏漿，立即檢查，并作堵縫處理。注漿過程中，注漿人員的身體要避開注漿管的正面，開關放漿閥門時要在側面操作，防止噴漏漿傷人，嚴防注漿管彈出傷人，注漿過程中，跟班隊長要嚴格按照漿液配比標準，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時調整漿液的比重等參數(shù)，并認真做好記錄。要嚴格注漿順序、注漿方式、注漿結束標準，不經(jīng)批準，注漿過程中不得擅自改變或隨意停止注漿，注漿過程中如果要處理注漿泵及注漿管路時，必須先停機，打開卸壓閥并確定卸壓后，再打開管路進行處理。注漿過程中必須及時處理跑漿，嚴禁將注漿管口對準其它作業(yè)人員，注漿過程中如發(fā)現(xiàn)鉆孔串漿、堵塞或鉆孔進漿量明顯較少時要重新掃孔或補打檢查孔注漿。操作注漿泵司機與注漿孔人員要密切配合，其注漿給壓、停泵、開泵要聽從注漿孔人員的口令。每班班長要認真填寫原始記錄，下班后向技術室匯報當班注漿情況并移交原始記錄。每班注漿結束后，必須把整個管路、泵及漿桶沖洗干凈，然后檢查吸、排漿閥。注漿過程中，如果出現(xiàn)設備異常響聲，壓力極不穩(wěn)定，要立即停機查明原因并進行處理，如果突發(fā)事件危機安全時，立即停機后撤離工作面。注漿終壓為7MPa，確保注漿的連續(xù)性。當達到注漿結束標準，關閉孔口閥門卸下孔口高壓膠管，及時為注下一個孔做好準備，注漿結束的鉆孔12小時內(nèi)不得打開閥門。注漿結束后，要及時將管路沖洗干凈，以免沉淀堵塞管路。瓦斯安全防護措施施工前要認真檢查施工鉆孔的所有設備、電源必須和巷道的瓦斯探頭實行風電、瓦斯電聯(lián)閉鎖，要保證鉆孔施工期間的正常供風、供電及排水。各類設備、管線鉆桿、工具要放到巷道的同一側，擺放、吊掛整齊。加強施工地點的氣體檢測、檢查。工人必須攜帶便攜式瓦檢儀，當儀器報警或有害氣體超限時，必須停止施工，判斷報警原因，并向調度中心及通風調度匯報。鉆孔施工前，要認真檢查各操作系統(tǒng)及手把、按鈕、儀表、調壓閥是否齊全，靈活可靠。控制閥密封是否完好，嚴禁設備帶病作業(yè)。嚴格鉆機開停程序，開鉆機時，必須按照操作流程進行操作，每部鉆機的施工人員不得少于4人，其中一人專門觀察施工現(xiàn)場的安全工作、孔內(nèi)情況和施工地點的瓦斯情況。在鉆進過程中，若發(fā)生鉆孔噴孔，應采取逐段循環(huán)卸壓施工。瓦斯?jié)舛冗_到0.4%或遇到孔內(nèi)瓦斯大量涌出、頂鉆、壓力突然增大等異常情況，立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人要立即向生產(chǎn)調度中心、隊里及職能科室、公司領導匯報。如遇緊急情況，必須立即通知附近的作業(yè)人員，并迅速撤離至巷道進風流內(nèi)同時通知當班電工切斷巷道內(nèi)所有電器設備的電源，并在巷口布置警戒防止人員誤入。待經(jīng)過處理且瓦斯?jié)舛冉抵?.4%一下后，方可繼續(xù)施工。其他安全防護措施施工過程中，巷道如出現(xiàn)煤壁掛紅掛汗，溫度下降，空氣變冷，霧氣產(chǎn)生；煤層變潮濕、松軟；頂、底板顯現(xiàn)壓力增大，頂板下沉或底板鼓起，并有滲水；出現(xiàn)壓力水流，并有“嘶、嘶”水叫聲；有異味等出水預兆情況，必須立即撤出水害威脅區(qū)域內(nèi)的所有工作人員到安全地點并向總調度室匯報。鉆孔施工期間施工負責人帶便攜瓦檢儀隨時檢查現(xiàn)場孔口有害氣體濃度，有異常及時撤人。鉆孔做耐壓試驗合格，排水系統(tǒng)試運行正常后，嚴格按照探放水設計中的鉆孔方位和角度打鉆，打鉆過程中如發(fā)現(xiàn)巖體松軟、來壓、塌孔、巷道片幫或鉆孔中水量突然增大，頂鉆等異常情況時，必須停止鉆進，撤出所有人員撤至安全地點但不得拔出鉆桿，并立即向礦調度室匯報。檢修鉆機前，必須由專職電鉗工停電、掛牌并設專人看守，故障處理完后，必須做到“誰停電，誰送電”。鉆機更換液壓配件和油管時，必須在完全卸壓的狀態(tài)下進行，更換完畢后，要做到“誰更換，誰試機”。鉆孔施工過程中，人員嚴禁正對鉆孔、鉆桿站立，應站在鉆場上風側，嚴禁操作人員正對鉆桿操作。施工人員加桿、下桿時嚴禁手托鉆桿及送水器尾部?，F(xiàn)場工作人員必須熟知頂板冒落的預兆，遇到頂板及兩幫支護不完善時，及時撤人匯報礦調度，等待處理完畢后方可施工?，F(xiàn)場工作人員必須熟知避災路線，有緊急情況時及時撤離并匯報礦調度。每班施工完畢后，必須閉鎖電源，方可離開。在施工鉆孔期間，要在施工現(xiàn)場10m以外設警戒繩，無關人員禁止入內(nèi)。如需進入施工區(qū)，需與施工人員聯(lián)系，停鉆后方可進入。其它未提事宜，