10#煤回風(fēng)巷堵水方案設(shè)計(jì)
一、10#煤頂板出水原因分析：
10#回風(fēng)巷頂板鉆探出水后，公司及時(shí)組織有關(guān)專業(yè)技術(shù)員進(jìn)行了認(rèn)真分析，結(jié)合永聚煤業(yè)采空區(qū)及含水層富水性瞬變電磁法精細(xì)勘探報(bào)告本次瞬變探測(cè)結(jié)論，1、地表水(北川河水)局部滲漏與L4及L1灰?guī)r含水層發(fā)生水力聯(lián)系，且L4灰?guī)r富水性較強(qiáng)，導(dǎo)致開(kāi)采10煤層時(shí)頂板水量較大。2、頂板裂隙發(fā)育局部形成溶洞。
2、采取的措施
鑒于10#回風(fēng)巷頂板水量較大，采取了如下應(yīng)急措施：
1、停止掘進(jìn)，綜掘機(jī)后退，探明出水通道后在6#回風(fēng)巷施工鉆孔封堵水源通道。
2、加強(qiáng)水情觀測(cè)。
每天派人對(duì)10#回風(fēng)巷頂板淋水及鉆孔水量水情況進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。
二、堵水方案設(shè)計(jì)
(一)、堵水方案的確定
根據(jù)以上資料分析地表水(北川河水)局部滲漏與L4及L1灰?guī)r含水層發(fā)生水力聯(lián)系，且L4灰?guī)r富水性較強(qiáng)，導(dǎo)致10煤層頂板水量較大。2、頂板裂隙發(fā)育局部形成溶洞。要封堵水源，必須施工堵水孔對(duì)L4及L1灰?guī)r注漿加固。
(二)、堵水設(shè)計(jì)
1、鉆探工程
1.1、鉆孔布置：
為封堵出水口，切斷水源通道并鞏固住堵水效果，必須做到鉆孔布置合理、設(shè)計(jì)準(zhǔn)確。經(jīng)研究在6#回風(fēng)巷每隔10m,施工鉆孔以帷幕形式注漿加固L4及L1灰?guī)r，鉆孔布置見(jiàn)附圖。
1.2、鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)：
堵水孔設(shè)計(jì)情況一覽表
孔號(hào)方 位
(°)傾 角
(°)孔 深
(m)鉆孔結(jié)構(gòu)套管結(jié)構(gòu)
堵水鉆孔329-6035φ110mm 0～8m
φ73mm 8～35mφ108mm --7m
鉆孔開(kāi)孔層位為6煤底板，終孔層位為進(jìn)入10#煤1m。
1.2、施工技術(shù)要求
(1)、所有鉆孔鉆探采用ZLJ-400型鉆機(jī)及其它附屬設(shè)備。
(2)、一級(jí)套管φ108mm為護(hù)孔管,安要求施工。鉆孔下入套管后用水泥漿、水玻璃封固,水泥凝固后作耐壓試驗(yàn),壓力值一級(jí)套管為4.0MPa,持續(xù)時(shí)間均不少于30分鐘,耐壓試驗(yàn)時(shí)孔口及圍巖壁無(wú)漏水、滲水,套管無(wú)松動(dòng)、退出等異?，F(xiàn)象視為合格,否則重封,套管試壓合格后,在孔口管上按設(shè)相應(yīng)尺寸的中壓閘閥后方可鉆進(jìn)。
(3)、鉆孔均要求取芯鉆進(jìn),取出的巖芯按順序排放于巖芯盒內(nèi),做好原始記錄,待地質(zhì)人員鑒定后方可處理,特別是標(biāo)志層和斷層帶要取全并保存好,巖石取芯率不低于75%，煤層取芯率不低于70%。
(4)、鉆探施工人員要根據(jù)巖芯資料準(zhǔn)確判層,及時(shí)、準(zhǔn)確丈量換層深度,認(rèn)真填寫(xiě)鉆探原始記錄。
(5)、原始記錄做到及時(shí)、準(zhǔn)確、完整、清晰。
(7)、鉆孔驗(yàn)收后探水隊(duì)?wèi)?yīng)在24小時(shí)內(nèi)提供鉆探資料,報(bào)技術(shù)部。
(1)、施工地點(diǎn)局扇通風(fēng)，風(fēng)電要實(shí)行閉鎖，使用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電，停風(fēng)立即撤人，風(fēng)筒吊掛要平直，無(wú)脫節(jié)破口現(xiàn)象，漏風(fēng)率不超過(guò)3%。施工地點(diǎn)要安設(shè)專線電話，三班班長(zhǎng)都要佩帶瓦斯報(bào)警儀，并使之處于工作狀態(tài)，懸掛于施工地點(diǎn)高處檢測(cè)瓦斯?jié)舛龋咚節(jié)舛冗_(dá)到或超過(guò)1%時(shí)，不得開(kāi)鉆，達(dá)到1.5%時(shí)，立即將人員撤至安全處。并匯報(bào)調(diào)度室。
(2)、施工人員嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，發(fā)現(xiàn)危巖、活石等不安全隱患排除后方可繼續(xù)施工。
(3)、鉆機(jī)等設(shè)備及物料在運(yùn)輸前必須將車封牢，不得超長(zhǎng)、超寬、超高、超重。斜巷運(yùn)輸時(shí)，先檢查各類運(yùn)輸設(shè)施是否齊全、可靠。嚴(yán)禁多拉多松，行車嚴(yán)禁行人。
(4)、鉆機(jī)必須按設(shè)計(jì)位置、方位擺正。鉆機(jī)固定用升柱器將柱子升緊砸牢，并用鐵絲將其進(jìn)行連接。
(5)、鉆機(jī)及其附屬設(shè)備必須符合煤礦機(jī)電要求，各轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)部分要有合格的防護(hù)罩，電器設(shè)備嚴(yán)禁失爆。檢修、搬遷嚴(yán)禁帶電作業(yè)，拆接火時(shí)電鉗工不得少于2人，1人監(jiān)護(hù)，其他人操作。
(6)、鉆機(jī)要由熟悉本工種的合格人員操作，持證上崗，正規(guī)操作，鉆進(jìn)時(shí)操作人員不準(zhǔn)離開(kāi)鉆機(jī)，正常情況下每臺(tái)班不少于3人，所有人員衣著要整齊、利索，袖口、衣襟要扎緊，防止纏到鉆桿上傷人。
(7)、機(jī)長(zhǎng)每次開(kāi)機(jī)時(shí)都要顧看一下四周，只有確保鉆桿上沒(méi)有任何工具，其他人員都避開(kāi)時(shí)，才能開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)。
(8)、施工人員要搞好自保和互保工作，收拾好現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生面貌，物料排放要整齊有序，保證道路暢通，并明確一名安全負(fù)責(zé)人。
(9)、避水災(zāi)路線:施工地點(diǎn).避水災(zāi)路線: 6號(hào)煤集中回風(fēng)巷→6號(hào)煤回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷→6號(hào)煤集中軌道巷東段→材料斜井→地面
(10)、嚴(yán)格執(zhí)行〈〈煤礦安全規(guī)程〉〉、〈〈煤礦防治水規(guī)定〉〉有關(guān)規(guī)定。
2、注漿工程
2.1、注漿材料
選擇水泥漿為注漿的主要材料。鑒于L4及L1灰?guī)r裂隙發(fā)育，為保證有更好的注漿堵水效果，采取添加骨料(海帶、石子、砂、鋸沫)和雙液(水泥和水玻璃)注漿。
2.2、注漿參數(shù)
(1)、漿液參數(shù)
①、單液水泥漿：水泥漿比重控制在1.30～1. 50。
?、凇㈦p液注漿：水玻璃與水泥漿的體積比為1:5。(水泥漿與水玻璃比例根據(jù)孔內(nèi)骨料注入情況及聯(lián)通試驗(yàn)隨時(shí)調(diào)整以增減水泥漿的凝固時(shí)間)
(2)、注漿終孔壓力
鑒于出水點(diǎn)附近裂隙發(fā)育，終壓過(guò)大，易使底板隔水層破壞加劇，造成水量反復(fù)，終壓過(guò)小，又影響進(jìn)漿量和堵水效果，經(jīng)研究綜合確定，終壓暫定為2.0MPa。
如果注漿不起壓，可采用清水打海帶或水泥漿打海帶，海帶規(guī)格大小及用量視注漿壓力而定，須由小到大，由少到多的順序均勻注漿。
導(dǎo)水通道較大時(shí)加入0.5—1.0cm 的石子，后期注砂。發(fā)現(xiàn)跑漿地段采用水泥加鋸末進(jìn)行注漿封堵，采用低檔注漿，根據(jù)跑漿情況隨時(shí)調(diào)整漿液參數(shù)。
(3)鉆孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)泵量為80L/min以下，終壓2.0Mpa時(shí)，即可結(jié)束。(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整終壓)
2.3、注漿方式
采用井下注漿，單液純水泥漿，連續(xù)注漿為主，間歇注漿為輔;全段注漿為主，分段注漿為輔的方式注漿。
井(上)下結(jié)合注漿是指地面輸送清水或水泥漿，井下利用輔助添加器打骨料(海帶)注漿。
2.4、注漿程序
利用井下造漿，經(jīng)送料孔和注漿管路向堵水孔內(nèi)灌漿。
(1)、注漿設(shè)備、注漿管路耐壓試驗(yàn)，孔口壓力值4.0Mpa。
(2)、注漿鉆孔注漿前放水20分鐘，沖刷孔內(nèi)巖粉，暢通裂隙。
(3)、向孔內(nèi)壓水20分鐘。
(4)、鉆孔作連通試驗(yàn)，觀察出水點(diǎn)處是否聯(lián)通。(加強(qiáng)李家溝排水井及10#煤各掘進(jìn)巷道頂板淋水觀測(cè))
(5)、注漿視10#煤頂板水量的變化及進(jìn)漿情況，隨時(shí)調(diào)換注漿材料，調(diào)節(jié)泵量、漿液比重。
(6)、注漿過(guò)程中如果跑漿嚴(yán)重，暫停注漿。如此反復(fù)采用間歇式注漿，并配合清水打骨料或水泥漿打骨料，直至堵住出水。
(7)、達(dá)到注漿終孔標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)閉孔口水門(mén)，打開(kāi)放漿閥沖管路至?xí)惩ā?/p>
2.5、注漿量計(jì)算
采用單孔注漿量公式Q=A*n*R*2H*N*β/m(m3)
A――漿液擴(kuò)散消耗系數(shù)，取1.3
R――漿液有效擴(kuò)散半徑，取5m
H――注漿段高(以鉆孔為中心的球體組合)
m――漿液結(jié)石率，取0.85
β――充填系數(shù)，取0.9
n――裂隙率，取0.012
經(jīng)過(guò)計(jì)算，注漿體積為7m3,折算水泥用量為10噸(先準(zhǔn)備水泥5噸)。
2.6、注漿技術(shù)要求
注漿器、混合器的使用方法
(1)將混合器安裝在鉆桿上，絲扣之間纏棉紗、涂抹鉛油，用墊叉管鉗備緊。
(2)鉆桿依次下入孔底。
(3)注漿器套入鉆桿，鉆桿纏棉紗、涂抹鉛油，固定在孔口管上。
(4)鉆桿提前用小絞車?yán)K鎖好，停泵后將鉆桿最大限度提出。
(5)停止注漿前兩管路同時(shí)壓清水十分鐘。
2.6、注漿技術(shù)要求
(1)、各崗位嚴(yán)格按注漿管理制度、崗位責(zé)任制及注漿工程設(shè)計(jì)正規(guī)操作，確保注漿設(shè)備完好配套，計(jì)量、檢測(cè)儀器齊全完好，地面注漿站與井下注漿地點(diǎn)通訊暢通，保證注漿各環(huán)節(jié)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)、井上、下做好原始紀(jì)錄，正常情況下每半小時(shí)通知對(duì)方壓力值(泵壓、井下孔口壓力)，如有其它異常及時(shí)匯報(bào)。
(3)、注漿期間加強(qiáng)管路巡查及附近巷道圍巖變化情況，發(fā)現(xiàn)跑漿、底鼓等異常情況應(yīng)立即匯報(bào)調(diào)度室及地測(cè)科，經(jīng)分析查明原因后采取相應(yīng)措施。
(4)、保證注漿期間注漿站正常供電，確需停電必須提前通知，突然停電時(shí)采取注漿泵自吸方式?jīng)_管路或井下用灌漿泵反沖。
(5)、嚴(yán)格注漿順序、注漿方法、注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，不經(jīng)批準(zhǔn)，注漿過(guò)程中不得擅自終止注漿。
(6)、注漿期間要隨時(shí)觀察10#回風(fēng)巷頂板出水量的變化，如有異常及時(shí)匯報(bào)調(diào)度室及地測(cè)科。
2.7、注漿安全技術(shù)措施
(1)、所有參加施工的人員上崗前必須進(jìn)行上崗培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，方可上崗。
(2)、參加注漿的所有人員都必須學(xué)習(xí)技術(shù)部門(mén)的注漿通知，明確注漿地點(diǎn)、孔號(hào)、注漿材料、漿液比重、注漿方式、終孔要求和井下觀察范圍。
(3)、注漿施工人員要嚴(yán)格執(zhí)行《注漿工種崗位責(zé)任制》 泵工、、化驗(yàn)員各司其職并密切配合，相互照應(yīng)好。
(4)、注漿時(shí)用3NBB260/6.0泥漿泵、攪拌機(jī)、制槳機(jī)等設(shè)備必須定期檢修，按照各設(shè)備使用《說(shuō)明書(shū)》所規(guī)定的“使用、維護(hù)、保養(yǎng)、檢修”方法進(jìn)行檢修，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。3NBB260/6.0泥漿泵上的安全閥必須保障靈敏，并用雙股12#鐵絲栓牢，確保安全。
(5)、各機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)及傳動(dòng)部分必須罩有合格的防護(hù)罩，否則不允許使用。
(6)、電氣設(shè)備必須按煤礦安全規(guī)程所要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用、檢查、維護(hù)、修理和調(diào)整，所有電纜、電線無(wú)破皮漏電現(xiàn)象，所有電氣設(shè)備都要杜絕不自?，F(xiàn)象，配有合格的接地保護(hù) 。
(7)、制漿前所用各種設(shè)備應(yīng)完好：各閥門(mén)應(yīng)處于正確的開(kāi)關(guān)位置，供電系統(tǒng)正常，照明設(shè)備齊全。
(8)、制漿前首先將漿池底清理干凈，將遺存的臟雜物清掃出去。
(9)、注漿期間不許停電，確須停電時(shí)，調(diào)度室要提前30分鐘通知注漿工，機(jī)電部門(mén)派專人看管備用發(fā)電機(jī)，一旦停電保證工作面10分鐘之內(nèi)正常工作。注漿期間要保證水泥、海帶等材料及時(shí)供應(yīng)。
(10)、無(wú)論給哪一臺(tái)機(jī)器送電時(shí)都要先看看所送機(jī)器旁邊有沒(méi)有人，，送電會(huì)不會(huì)傷人確保安全后方可送電。
(11)、化驗(yàn)員必須做好漿液配比測(cè)量，并監(jiān)督嚴(yán)格按要求造漿。測(cè)量攪拌池中漿液深度時(shí)要等到攪拌機(jī)完全停轉(zhuǎn)后方可進(jìn)行。取漿液樣時(shí)要從一攪池的門(mén)閥中取，禁止打開(kāi)攪拌池的蓋子從池子里取。
(12)、制漿機(jī)堵機(jī)時(shí)必須立即清理，掏挖時(shí)制漿機(jī)必須停電，當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)制漿機(jī)時(shí)必須確保掏挖工具都已拿出機(jī)膛，掏挖清機(jī)人員離開(kāi)制漿機(jī)后方可送電運(yùn)轉(zhuǎn)。
(13)、施工人員要搞好自己的勞動(dòng)保護(hù)，佩帶防塵口罩，穿工作服，并將袖口、衣襟扎緊，保持利落。
(14)、需要登高作業(yè)時(shí)必須佩帶好安全帶，并至少有三人監(jiān)護(hù)。所有人員均要搞好自主保安。
(15)、注漿結(jié)束后要將整個(gè)注漿系統(tǒng)沖洗干凈。泵頭必須拆開(kāi)，拿出鋼球，將吸水管倒空。
(16)、每次注漿結(jié)束后，都要將攪拌池沖刷干凈，各供水、供漿管路沖干凈，并放掉積水。
(17)、嚴(yán)格執(zhí)行〈〈煤礦安全規(guī)程〉〉、〈〈煤礦防治水規(guī)定〉〉及相關(guān)規(guī)定。
(18)注漿期間靜壓水池容積保持三分之二容量，井下配電室人員長(zhǎng)期值班。
2.8、注漿期間孔內(nèi)事故的處理
(1)、把孔內(nèi)鉆桿取出用φ89mm取芯鉆進(jìn)2m，提出鉆后用反絲鉆具依次打撈。
附圖：
1、鉆孔布置平面圖 (1：1000)
2、鉆孔布置平面圖 (1：1000)
3、6#回風(fēng)巷避水災(zāi)路線示意圖
