小煤柱放水孔施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與目標(biāo)本工程位于XX煤礦-350m水平東翼采區(qū)，針對(duì)1203工作面與1205工作面之間寬度8-12m的隔離小煤柱實(shí)施放水孔施工。該區(qū)域歷史最高積水水位達(dá)-280m，水壓峰值1.2MPa，積水量約1.8萬m3，直接威脅下部1301回采工作面安全。通過施工直徑91mm的放水孔群，實(shí)現(xiàn)超前疏放老空積水，將水壓降至0.3MPa以下，確保煤柱穩(wěn)定性及后續(xù)采掘作業(yè)安全。1.2地質(zhì)水文條件煤層特征：煤柱區(qū)域主采3#煤層，平均厚度2.8m，傾角8-12°，煤質(zhì)為中灰分氣煤，普氏硬度f=1.8-2.5含水層分布：直接充水含水層為太原組灰?guī)r，厚度45m，富水性中等；間接充水含水層為第四系松散層孔隙水，厚60-80m地質(zhì)構(gòu)造：區(qū)域內(nèi)發(fā)育F11斷層（走向NE35°，落差3-5m），伴生裂隙帶寬度1.5-3m，可能構(gòu)成導(dǎo)水通道老空區(qū)分布：上部1103采空區(qū)積水面積2500㎡，積水標(biāo)高-260m至-280m，水質(zhì)為HCO??·SO?2?-Na?型，pH值7.2-7.81.3編制依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2025版）第8.4節(jié)探放水專項(xiàng)規(guī)定《煤礦井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50213-2025《煤礦防治水細(xì)則》（應(yīng)急管理部2025修訂版）XX煤礦1203工作面采掘工程平面圖（圖號(hào)：M2025-078）地質(zhì)勘探報(bào)告《XX井田水文地質(zhì)補(bǔ)充勘察報(bào)告》（2024年10月）二、施工總體部署2.1施工范圍與工程量鉆孔布置：采用"扇形+行列式"組合布孔方式，沿煤柱走向每5m布設(shè)1組鉆孔，每組3個(gè)孔呈扇形分布主孔：傾角-15°，方位角0°，孔深35m（穿透煤柱進(jìn)入老空區(qū)5m）上幫孔：傾角-8°，方位角+15°，孔深32m下幫孔：傾角-22°，方位角-15°，孔深38m工程量：共計(jì)施工28組84個(gè)放水孔，累計(jì)鉆探進(jìn)尺2860m，安裝孔口管84套，配套排水管路120m2.2施工設(shè)備配置設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)探水鉆機(jī)ZDY4000LPS2臺(tái)額定扭矩4000N·m，鉆進(jìn)深度300m，功率37kW孔口管Φ108×6mm無縫鋼管84套長(zhǎng)度3-5m（根據(jù)水壓分級(jí)配置）排水泵BQS80-50-223臺(tái)流量80m3/h，揚(yáng)程50m，配套電機(jī)22kW泥漿泵3NB-320/8-451臺(tái)排量320L/min，工作壓力8MPa瓦斯檢測(cè)儀CJG100H2臺(tái)測(cè)量范圍0-100%CH?，精度±0.1%測(cè)斜儀KXP-2D1臺(tái)方位角測(cè)量范圍0-360°，精度±0.5°2.3施工進(jìn)度計(jì)劃采用"兩班作業(yè)、平行施工"模式，總工期45天，具體節(jié)點(diǎn)控制如下：前期準(zhǔn)備階段（5天）：設(shè)備安裝、巷道清理、排水系統(tǒng)建設(shè)鉆孔施工階段（35天）：日均完成2-3組鉆孔，單孔施工周期8-10h驗(yàn)收總結(jié)階段（5天）：水位監(jiān)測(cè)、資料整編、竣工驗(yàn)收三、施工工藝技術(shù)3.1施工準(zhǔn)備3.1.1巷道預(yù)處理對(duì)施工區(qū)域20m范圍內(nèi)巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，采用"U型鋼支架+注漿錨桿"聯(lián)合支護(hù)，支架間距0.8m，錨桿規(guī)格Φ22×2500mm，間排距800×800mm清理巷道雜物，開挖寬0.6m、深0.4m的排水溝，采用100mm厚C20混凝土澆筑，坡度3‰在鉆場(chǎng)下方修建3m×2m×1.5m集水倉(cāng)，安裝雙層過濾網(wǎng)（孔徑5mm和2mm），配備自動(dòng)水位報(bào)警器3.1.2孔口管安裝根據(jù)水壓分級(jí)采用不同安裝工藝：低水壓段（P≤0.5MPa）：采用"裸管打入+水泥漿封固"工藝，孔口管長(zhǎng)度3m，外露0.3m，管周注入42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥漿，水灰比1:1.2，注漿壓力1.2倍靜水壓力高水壓段（P>0.5MPa）：采用"套管護(hù)壁+膨脹水泥封固"工藝，孔口管長(zhǎng)度5m，先施工Φ133mm導(dǎo)向孔，下入Φ108mm孔口管后，環(huán)形間隙注入無收縮膨脹水泥，養(yǎng)護(hù)72h后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力1.5倍設(shè)計(jì)壓力，穩(wěn)壓30min壓力降≤0.05MPa為合格3.2鉆孔施工工藝3.2.1鉆進(jìn)參數(shù)控制鉆進(jìn)階段鉆壓(kN)轉(zhuǎn)速(r/min)排量(L/min)鉆具組合開孔階段8-1260-8080-100Φ133mm三翼鉆頭+Φ89mm鉆桿正常鉆進(jìn)15-20120-150120-150Φ91mm金剛石復(fù)合片鉆頭+Φ73mm鉆桿終孔階段5-840-6060-80Φ75mm取芯鉆頭+Φ73mm鉆桿3.2.2定向鉆進(jìn)技術(shù)采用"陀螺定向+隨鉆測(cè)量"工藝，每5m進(jìn)行一次參數(shù)校正，確保鉆孔軌跡偏差控制在：平面位置偏差≤0.3m/100m傾角偏差≤0.5°/100m方位角偏差≤1°/100m3.2.3特殊情況處理孔內(nèi)涌水：當(dāng)涌水量>30m3/h時(shí)，立即啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控水閥門控制放水量，保持勻速降壓（≤0.1MPa/h）鉆孔偏斜：當(dāng)偏差超過允許范圍時(shí)，采用"后退掃孔+重新定向"方法，后退距離不小于偏斜段長(zhǎng)度的1.5倍卡鉆處理：先嘗試慢速反轉(zhuǎn)（5-10r/min）解卡，無效時(shí)采用液壓千斤頂輔助起拔，嚴(yán)禁強(qiáng)行扭轉(zhuǎn)鉆桿3.3放水作業(yè)控制3.3.1放水流程試放水階段：緩慢開啟孔口閥門（開啟度1/3），監(jiān)測(cè)水壓變化，每5min記錄一次數(shù)據(jù)正常放水階段：當(dāng)水壓穩(wěn)定下降后，逐漸全開閥門，保持放水量50-60m3/h收尾階段：當(dāng)水壓降至0.3MPa以下，水量<5m3/h時(shí)，關(guān)閉主閥門，保留旁通閥持續(xù)監(jiān)測(cè)3.3.2水位監(jiān)測(cè)采用"孔內(nèi)投入式液位計(jì)+地面GPS監(jiān)測(cè)"雙系統(tǒng)：孔內(nèi)傳感器測(cè)量范圍0-100m，精度±0.1m，數(shù)據(jù)每10min自動(dòng)上傳地面布設(shè)3個(gè)GPS水準(zhǔn)點(diǎn)，每2天進(jìn)行一次人工復(fù)核，確保監(jiān)測(cè)精度3.3.3水質(zhì)監(jiān)測(cè)定期采集水樣進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括：常規(guī)離子：K?、Na?、Ca2?、Mg2?、Cl?、SO?2?、HCO??特殊指標(biāo)：pH值、礦化度、懸浮物含量微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)、鐵細(xì)菌含量四、安全保障措施4.1水害防治措施超前探測(cè)：施工前采用礦井直流電法儀進(jìn)行物探，圈定富水異常區(qū)，異常區(qū)加密鉆孔至每組5個(gè)分級(jí)放水：根據(jù)水壓大小實(shí)行三級(jí)控水：一級(jí)（P>0.8MPa）：控制放水量≤30m3/h二級(jí)（0.3MPa<P≤0.8MPa）：控制放水量30-50m3/h三級(jí)（P≤0.3MPa）：最大放水量≤80m3/h應(yīng)急排水：建立三級(jí)排水系統(tǒng)，總排水能力150m3/h，配備2臺(tái)備用泵（一用一備），排水管路采用Φ159×6mm無縫鋼管，雙回路供電4.2瓦斯及有害氣體防治實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：在鉆場(chǎng)上下風(fēng)側(cè)10m范圍內(nèi)各安裝1臺(tái)瓦斯傳感器，報(bào)警濃度0.8%，斷電濃度1.0%，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同步上傳地面調(diào)度中心通風(fēng)管理：保持施工區(qū)域風(fēng)量≥15m3/s，局部通風(fēng)機(jī)采用"雙電源+自動(dòng)切換"裝置，風(fēng)筒出風(fēng)口距工作面≤5m氣體處理：當(dāng)鉆孔揭穿老空區(qū)時(shí)，立即進(jìn)行氣體檢測(cè)（CH?、CO、H?S、O?），發(fā)現(xiàn)H?S濃度>0.0006%時(shí)，采用Na?CO?溶液霧化中和處理4.3頂板管理措施鉆場(chǎng)支護(hù)：采用"錨網(wǎng)噴+錨索"聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度100mm，錨索規(guī)格Φ17.8×6300mm，間排距1.5×1.5m，預(yù)緊力≥150kN空頂控制：工作面最大空頂距≤0.8m，臨時(shí)支護(hù)采用前探梁（長(zhǎng)4m，Φ108mm鋼管），每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.2m以內(nèi)來壓監(jiān)測(cè)：安裝頂板離層儀（深基點(diǎn)10m，淺基點(diǎn)4m），當(dāng)離層速度>2mm/d時(shí)，立即停止作業(yè)，采取加固措施4.4機(jī)電設(shè)備安全所有電氣設(shè)備必須具有MA標(biāo)志，采用"三專兩閉鎖"供電系統(tǒng)，漏電保護(hù)動(dòng)作電流≤30mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s鉆機(jī)操作臺(tái)設(shè)置緊急停止按鈕，距操作位置≤0.5m，防護(hù)罩完好率100%定期對(duì)排水泵進(jìn)行切換運(yùn)行（每24h一次），備用泵處于熱備用狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)間≤15s五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)5.1鉆孔施工質(zhì)量孔位偏差：平面位置偏差≤100mm，高程偏差≤50mm孔徑要求：終孔直徑≥75mm，孔身圓度誤差≤5%傾角誤差：設(shè)計(jì)傾角±1°，方位角±2°孔深要求：實(shí)際孔深與設(shè)計(jì)孔深偏差≤0.5m5.2孔口管安裝質(zhì)量外露長(zhǎng)度250-300mm，管口平整度≤2mm/m耐壓試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，穩(wěn)壓30min壓力降≤0.05MPa封孔水泥漿飽滿度≥95%，28d抗壓強(qiáng)度≥30MPa5.3放水效果指標(biāo)疏放后水位降深≥20m，殘余水壓≤0.3MPa單孔出水量穩(wěn)定后≤5m3/h煤柱穩(wěn)定性系數(shù)≥1.25（按《煤礦井巷工程穩(wěn)定分析規(guī)范》計(jì)算）5.4質(zhì)量驗(yàn)收程序?qū)嵭?三檢制"質(zhì)量控制：班組自檢：每完成1個(gè)鉆孔進(jìn)行孔徑、孔深、方位角自檢，填寫《鉆孔施工自檢記錄》項(xiàng)目部復(fù)檢：每完成5組鉆孔進(jìn)行一次全面檢測(cè)，采用測(cè)斜儀復(fù)核鉆孔軌跡監(jiān)理驗(yàn)收：終孔后由監(jiān)理工程師組織驗(yàn)收，采用聲波測(cè)井儀檢測(cè)孔身質(zhì)量，驗(yàn)收合格率需達(dá)到100%六、安全應(yīng)急管理6.1應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)成立項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的應(yīng)急小組，下設(shè)：現(xiàn)場(chǎng)指揮組：負(fù)責(zé)應(yīng)急處置全面指揮技術(shù)專家組：提供技術(shù)方案支持搶險(xiǎn)救援組：配備15人專業(yè)救援隊(duì)伍物資保障組：儲(chǔ)備應(yīng)急物資（備用鉆桿50m、止水塞10套、應(yīng)急照明設(shè)備等）6.2應(yīng)急預(yù)案6.2.1突水事故應(yīng)急處置預(yù)警響應(yīng)：當(dāng)出現(xiàn)"鉆孔涌水量突增>80m3/h、水壓驟升>0.5MPa/min"等征兆時(shí)，立即啟動(dòng)Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)人員撤離：按照避災(zāi)路線（施工鉆場(chǎng)→東翼大巷→副井→地面）有序撤離，撤離時(shí)間≤15min截流控水：立即關(guān)閉事故孔口主閥門，啟動(dòng)所有排水設(shè)備，必要時(shí)砌筑臨時(shí)擋水墻（采用袋裝黃土，高度1.2m）水位監(jiān)測(cè)：每10min測(cè)量一次水位，當(dāng)水位上漲速度>0.5m/h時(shí)，擴(kuò)大撤離范圍6.2.2瓦斯超限應(yīng)急處置當(dāng)瓦斯?jié)舛取?.0%時(shí)：立即切斷施工區(qū)域電源，停止所有作業(yè)打開局部通風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng)，風(fēng)量調(diào)至20m3/s佩戴自救器沿新鮮風(fēng)流方向撤離至安全區(qū)域采用"分段檢測(cè)、逐步推進(jìn)"方式排查瓦斯來源，濃度降至0.5%以下方可恢復(fù)作業(yè)6.3避災(zāi)路線施工區(qū)域設(shè)置3條避災(zāi)路線，路線標(biāo)識(shí)每50m設(shè)置1個(gè)，包含方向指示、距離標(biāo)識(shí)和應(yīng)急電話：主路線：1203運(yùn)輸巷→東翼軌道大巷→副井→地面（全程1200m，預(yù)計(jì)撤離時(shí)間18min）備用路線一：1203回風(fēng)巷→東翼回風(fēng)大巷→風(fēng)井→地面（全程1400m，預(yù)計(jì)撤離時(shí)間22min）備用路線二：聯(lián)絡(luò)巷→1201運(yùn)輸巷→中央變電所→主井→地面（全程1600m，預(yù)計(jì)撤離時(shí)間25min）七、環(huán)境保護(hù)措施7.1廢水處理建設(shè)三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e50m3），采用"混凝沉淀+過濾"處理工藝，投加PAC混凝劑（投加量50-80mg/L）處理后水質(zhì)達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2025）表2標(biāo)準(zhǔn)，回用率≥80%7.2噪聲控制對(duì)鉆機(jī)、水泵等設(shè)備安裝隔音罩，降噪量≥25dB(A)作業(yè)人員佩戴防噪聲耳塞（降噪值≥20dB(A)），工作場(chǎng)所噪聲≤85dB(A)（8h等效聲級(jí)）7.3固廢處理鉆渣分類處理：煤渣回收利用，巖渣運(yùn)至指定排渣場(chǎng)，采用分層碾壓（壓實(shí)度≥90%）廢棄泥漿經(jīng)脫水處理（含水率≤30%）后，運(yùn)至煤礦矸石山進(jìn)行填埋處置廢油、廢濾芯等危險(xiǎn)廢物交由有資質(zhì)單位處置，轉(zhuǎn)移執(zhí)行"五聯(lián)單"制度八、施工組織管理8.1組織機(jī)構(gòu)成立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置人員28人，具體如下：項(xiàng)目經(jīng)理（1人）：負(fù)責(zé)全面管理協(xié)調(diào)技術(shù)負(fù)責(zé)人（1人）：負(fù)責(zé)施工技術(shù)指導(dǎo)安全監(jiān)督員（2人）：專職負(fù)責(zé)安全監(jiān)督檢查鉆探工程師（2人）：負(fù)責(zé)鉆孔施工技術(shù)管理施工班組（3個(gè)）：每組8人（班長(zhǎng)1人、鉆工4人、輔助工3人）8.2管理制度班前會(huì)制度：每班作業(yè)前召開30min班前會(huì)，明確任務(wù)、技術(shù)要求和安全注意事項(xiàng)交接班制度：實(shí)行"手拉手"交接，填寫《鉆探施工交接班記錄》，內(nèi)容包括孔深、巖性、設(shè)備狀況等12項(xiàng)內(nèi)容隱患排查制度：每日開展3次安全巡查（班前、班中、班后），建立"隱患排查-整改-復(fù)查"閉環(huán)管理8.3技術(shù)資料管理施工過程中形成的技術(shù)資料包括：鉆孔施工原始記錄、測(cè)斜成果表、水質(zhì)分析報(bào)告等18類資料采用數(shù)字化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳、自動(dòng)生成報(bào)表，資料保存期限≥5年工程竣工后30日內(nèi)提交完整竣工資料（含紙質(zhì)版和電子版），共8卷32冊(cè)九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程9.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主控項(xiàng)目：孔位偏差、孔深、孔徑、水壓控制等關(guān)鍵指標(biāo)100%合格一般項(xiàng)目：孔口管安裝、排水系統(tǒng)等項(xiàng)目合格率≥90%資料完整性：技術(shù)資料齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、簽字完備9.2驗(yàn)