底板巷穿層鉆孔施工方案一、鉆孔設(shè)計1.工程概況本工程位于3108底板抽放巷巷幫鉆場，主要施工穿層預(yù)抽鉆孔。其中3#鉆場設(shè)計56個鉆孔，采用5×5m的終孔間距布置，形成網(wǎng)格狀鉆孔陣列，保護(hù)巷道周界20m范圍。鉆場采用錨噴支護(hù)，凈寬5.4m，凈高4.3m，凈斷面20m2，為U型棚支護(hù)結(jié)構(gòu)。施工區(qū)域煤層平均厚度3.4m，原始瓦斯壓力3.0MPa，原始瓦斯含量7.48m3/t，屬于突出危險煤層，需通過穿層鉆孔預(yù)抽瓦斯消除突出危險性。2.鉆孔參數(shù)設(shè)計（1）鉆孔布置鉆孔采用網(wǎng)格式上向布置，所有鉆孔終孔需覆蓋巷道輪廓線外煤層上方30m、下方10m范圍。鉆場沿巷道走向每隔25m設(shè)置一個，每個鉆場布置27-56個鉆孔，具體數(shù)量根據(jù)保護(hù)范圍調(diào)整。鉆孔開孔位置位于鉆場頂板，開孔間距0.5m，按扇形分布確保終孔均勻覆蓋目標(biāo)區(qū)域。（2）鉆孔結(jié)構(gòu)開孔階段：采用直徑113mm鉆頭施工1m導(dǎo)孔擴(kuò)孔階段：使用133mm鉆頭掃孔，安裝108mm防噴孔裝置主孔階段：換用113mm鉆頭繼續(xù)施工至3煤頂板0.5m位置終孔規(guī)格：直徑113mm，穿透煤層不超過300mm鉆孔角度：根據(jù)煤層傾角計算，確保終孔位置偏差不超過0.5m3.封孔設(shè)計（1）封孔材料采用直徑1.5寸PE管作為封孔管，配套使用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，水泥與水玻璃體積比1:0.5。封孔管前端3m范圍內(nèi)鉆設(shè)Φ8mm注漿孔，孔間距200mm，梅花形布置。（2）封孔工藝封孔深度：不小于15m，其中有效封孔段長度不小于12m注漿壓力：初始壓力1.5MPa，穩(wěn)定壓力不小于2MPa封孔結(jié)構(gòu)：孔口預(yù)留0.3m作為合茬接口，采用雙管注漿工藝，內(nèi)管注漿、外管返漿封孔設(shè)備：使用機(jī)械封孔泵，注漿流量控制在50-80L/min二、施工工藝1.施工設(shè)備選型（1）主要設(shè)備鉆機(jī)：ZDY-3200S型和ZDY-3500S型液壓鉆機(jī)，功率分別為37kW和45kW，額定扭矩3200N·m和3500N·m鉆具：Φ113mm、Φ133mm金剛石復(fù)合片鉆頭，Φ50mm地質(zhì)鉆桿，每節(jié)長度1.5m輔助設(shè)備：15kW乳化液泵，額定壓力31.5MPa；2BEC-40型水環(huán)式真空泵，抽采負(fù)壓≥13kPa（2）安全設(shè)備防噴孔裝置：Φ108mm防噴器，配備壓力表和手動截止閥瓦斯監(jiān)測：便攜式瓦斯報警儀，量程0-4%CH?，報警點0.8%通風(fēng)設(shè)備：2×11kW局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑800mm，供風(fēng)量≥200m3/min2.施工流程（1）施工準(zhǔn)備鉆場清理：清除鉆場內(nèi)浮矸雜物，平整場地，清理水溝確保排水暢通測量放線：由測量人員標(biāo)定鉆場十字方位線，根據(jù)鉆孔設(shè)計參數(shù)在鉆場頂板標(biāo)記各孔開孔位置設(shè)備安裝：采用M22L2200mm等強(qiáng)錨桿固定鉆機(jī)，錨固力不小于鉆機(jī)重量的3倍，使用四根單體液壓支柱將鉆機(jī)壓固在基臺木上，單體防倒繩采用6.3mm鋼絲繩（2）鉆進(jìn)工藝開孔作業(yè)：使用Φ113mm鉆頭低速鉆進(jìn)1m，控制鉆速≤20r/min，推進(jìn)壓力≤5kN防噴裝置安裝：更換Φ133mm鉆頭掃孔至1m深度，安裝Φ108mm防噴孔裝置，用8#鐵絲固定牢固正常鉆進(jìn)：換用Φ113mm鉆頭繼續(xù)施工，非煤段采用清水鉆進(jìn)，見煤后切換為壓風(fēng)排渣，鉆速控制在30-50r/min，推進(jìn)壓力8-12kN水力切割：鉆孔穿透煤層300mm后，關(guān)閉供水系統(tǒng)，連接高壓水力切割系統(tǒng)，啟動乳化液泵，在3-5MPa壓力下旋轉(zhuǎn)切割煤體，切割時間不少于5min（3）特殊工藝處理噴孔處理：當(dāng)出現(xiàn)噴孔征兆時，立即啟動防噴裝置，關(guān)閉截止閥，打開抽采系統(tǒng)，待瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下方可繼續(xù)施工孔內(nèi)事故處理：發(fā)生卡鉆時，先嘗試反轉(zhuǎn)鉆具，緩慢提升，若無效則采用套銑打撈工藝，嚴(yán)禁硬拉硬拔透孔處理：當(dāng)鉆孔即將穿透煤層時，提前降低鉆速和推進(jìn)壓力，密切觀察扭矩變化，確認(rèn)穿透煤層后立即停止進(jìn)尺3.封孔作業(yè)（1）封孔前準(zhǔn)備鉆孔清理：使用壓風(fēng)徹底吹掃孔內(nèi)巖粉和積水，確?？椎罆惩ㄍ咚箼z測：測量孔口瓦斯?jié)舛?，?dāng)濃度超過1%時，必須先合臨時茬抽采，待濃度穩(wěn)定后再進(jìn)行封孔材料準(zhǔn)備：檢查PE管平直度，確保無破損，按封孔長度截取并加工注漿孔（2）封孔施工下管作業(yè)：采用鉆桿推送法將1.5寸PE管送入孔內(nèi)，確保管端到達(dá)設(shè)計深度，孔口預(yù)留0.3m注漿作業(yè)：啟動機(jī)械封孔泵，先注入封孔段水泥砂漿，注漿壓力達(dá)到2MPa后穩(wěn)壓3min，再注入膨脹劑，總注漿量按孔體積的1.2倍控制封口處理：注漿完成后，用速凝水泥封堵孔口，安裝壓力表監(jiān)測封孔效果，24h內(nèi)壓力下降不得超過0.5MPa三、安全技術(shù)措施1.頂板管理開工前必須進(jìn)行敲幫問頂，由當(dāng)班帶班人員使用長柄工具清理幫頂活矸危巖，確認(rèn)支護(hù)完好鉆場頂板每2m設(shè)置一個頂板離層儀，每日監(jiān)測頂板下沉量，當(dāng)下沉量超過50mm時必須停止作業(yè)，采取加固措施施工過程中發(fā)現(xiàn)頂板來壓、掉渣、異響等情況，立即停止作業(yè)，撤離人員至安全區(qū)域，待檢查處理后方可恢復(fù)施工鉆機(jī)安裝位置上方5m范圍內(nèi)必須設(shè)置臨時支護(hù)，采用2根Φ15.5mm鋼絲繩配合3個卡子固定2.瓦斯管理通風(fēng)系統(tǒng)：保證鉆場風(fēng)量≥200m3/min，風(fēng)筒出風(fēng)口距工作面不大于5m，風(fēng)筒無破口，接頭嚴(yán)密瓦斯監(jiān)測：鉆場回風(fēng)側(cè)10m內(nèi)懸掛瓦斯探頭，報警濃度0.8%，斷電濃度1%，復(fù)電濃度0.8%；施工人員佩戴便攜式瓦斯報警儀，懸掛于鉆孔施工點上風(fēng)側(cè)5m范圍內(nèi)，距頂板≤300mm，距巷幫≥200mm超限處理：當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.8%時，立即停止作業(yè)，加強(qiáng)通風(fēng)；達(dá)到1%時，必須切斷鉆場及回風(fēng)側(cè)所有電源，撤離人員至新鮮風(fēng)流中，并匯報調(diào)度中心防噴措施：所有鉆孔必須安裝防噴孔裝置，見煤后立即合臨時茬抽采，臨時茬封孔管深度不小于2m，有效封孔深度不小于1.5m3.機(jī)電安全（1）供電管理鉆機(jī)供電采用雙回路電源，電纜選用MYJV22-3×50+1×25mm2礦用阻燃電纜，敷設(shè)高度不低于1.8m電氣設(shè)備必須有可靠接地，接地電阻不大于2Ω，開關(guān)上架，電纜懸掛整齊，無雞爪子、羊尾巴、明接頭停電作業(yè)必須執(zhí)行"停電、驗電、放電、掛牌、設(shè)專人監(jiān)護(hù)"制度，停電申請需提前24h向調(diào)度中心報備（2）設(shè)備操作鉆機(jī)操作嚴(yán)格執(zhí)行"一人操作、一人監(jiān)護(hù)"制度，操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，持證上崗開機(jī)前檢查各操作手把處于零位，液壓系統(tǒng)壓力正常，各連接部位緊固可靠鉆進(jìn)過程中密切關(guān)注油壓、扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)檢查鉆機(jī)搬遷時必須切斷電源，拆除電纜，嚴(yán)禁帶電搬遷設(shè)備4.運(yùn)輸與起吊安全（1）設(shè)備運(yùn)輸鉆機(jī)運(yùn)輸前解體，最大部件重量不超過2.0t，尺寸符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，不得超長、超寬、超高礦車運(yùn)輸時，設(shè)備必須墊木板，用Φ12.5mm鋼絲繩捆扎牢固，繩卡數(shù)量不少于3個，間距150mm人力推車時，一次只準(zhǔn)推一輛車，同向推車距離：坡度≤5‰時不小于10m，坡度＞5‰時不小于30m，嚴(yán)禁放飛車（2）起吊作業(yè)起吊前檢查起吊錨桿錨固力，采用15.5mm雙股鋼絲繩作為起吊繩，用3個繩卡卡緊，繩卡方向一致起吊前進(jìn)行試吊，將重物吊起100-200mm后停頓30s，檢查各受力點情況，確認(rèn)安全后方可繼續(xù)起吊起吊半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人，操作人員站在起吊物側(cè)面2m以外安全地點，由專人統(tǒng)一指揮，使用標(biāo)準(zhǔn)信號起吊物就位后，必須放置穩(wěn)固，下方墊實，嚴(yán)禁懸空停放四、抽采管理1.抽采系統(tǒng)建設(shè)（1）系統(tǒng)組成主管路：Φ325mm無縫鋼管，壁厚8mm，沿底板巷敷設(shè)支管：Φ200mmPE管，每50m設(shè)置一個閥門集氣箱：每個鉆場設(shè)置一個Φ400mm集氣箱，配備壓力表和流量計抽采泵：2BEC-40型水環(huán)式真空泵，抽采負(fù)壓保持在13-15kPa（2）管路安裝管路敷設(shè)坡度不小于3‰，每隔100m設(shè)置一個放水器，低洼處增設(shè)管路連接采用法蘭盤連接，加密封墊，螺栓齊全緊固，確保不漏氣管路懸吊采用Φ16mm鋼絲繩，間距3m，高度不低于1.8m，與電纜分側(cè)敷設(shè)2.抽采作業(yè)管理（1）臨時抽采見煤鉆孔立即合臨時茬抽采，臨時封孔管深度不小于2m，采用8#鐵絲捆扎膠帶密封孔口，并用鐵絲固定在集氣箱上每班檢查臨時抽采系統(tǒng)，確保無積水、無堵塞，負(fù)壓≥10kPa，發(fā)現(xiàn)問題立即處理臨時抽采期間，每小時記錄瓦斯?jié)舛?、流量、?fù)壓等參數(shù)，濃度低于20%時采取水力切割措施（2）永久抽采封孔完成24h后，當(dāng)封孔壓力穩(wěn)定在2MPa以上時，接入永久抽采系統(tǒng)合茬作業(yè)時，先關(guān)閉集氣箱閥門，接好管路后緩慢開啟閥門，防止瓦斯突然涌出所有鉆孔施工完畢后，24h內(nèi)必須完成封孔合茬，形成完整抽采系統(tǒng)3.效果監(jiān)測（1）監(jiān)測內(nèi)容瓦斯參數(shù)：每3天測定鉆孔瓦斯?jié)舛取⒘髁?、?fù)壓煤層參數(shù)：每月測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量鉆孔參數(shù)：每10個鉆孔抽查一個，測定封孔質(zhì)量和抽采半徑（2）達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)瓦斯?jié)舛龋撼椴蓾舛确€(wěn)定在30%以上瓦斯壓力：降至0.74MPa以下瓦斯含量：降至8m3/t以下抽采時間：預(yù)抽時間不少于3個月，確保抽采達(dá)標(biāo)五、施工組織1.人員配置施工班組：3個班組，每班8人，實行"三八"作業(yè)制管理人員：每班配備帶班隊長1人，技術(shù)員1人，安全員1人專業(yè)工種：鉆機(jī)司機(jī)2人/班，瓦斯檢查員1人/班，電工1人/班，注漿工2人/班2.進(jìn)度計劃鉆場準(zhǔn)備：每個鉆場施工前準(zhǔn)備時間2天鉆孔施工：單孔施工時間8-12h，每個鉆場施工周期15-20天封孔作業(yè)：單孔封孔時間1h，鉆場全部封孔時間2天合茬抽采：鉆場施工完成后24h內(nèi)完成3.質(zhì)量控制鉆孔偏差：開孔位置偏差≤50mm，終孔位置偏差≤100mm，角度偏差≤1°封孔質(zhì)量：封孔深度≥15m，注漿壓力≥2MPa，24h壓力降≤0.5MPa抽采效果：單孔瓦斯?jié)舛取?0%，鉆場抽采率≥40%資料管理：每個鉆孔施工記錄、封孔記錄、抽采記錄齊全，保存完好六、應(yīng)急處置1.瓦斯突出應(yīng)急處置發(fā)現(xiàn)突出征兆（噴孔、瓦斯忽高忽低、煤體聲響等），立即啟動防噴裝置，切斷電源，組織人員沿避災(zāi)路線撤離撤離后立即匯報調(diào)度中心，設(shè)置警戒，禁止人員進(jìn)入危險區(qū)域待瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下，由救護(hù)隊進(jìn)行現(xiàn)場勘查，制定處理方案2.火災(zāi)事故處置電氣火災(zāi)：立即切斷電源，使用干粉滅火器滅火，嚴(yán)禁用水直接撲滅帶電設(shè)備火災(zāi)油料火災(zāi)：使用沙子或泡沫滅火器滅火，撤離下風(fēng)側(cè)人員，切斷風(fēng)流火災(zāi)撲滅后，必須檢查瓦斯?jié)舛龋_認(rèn)安全后方可恢復(fù)通風(fēng)3.透水事故處置發(fā)現(xiàn)透水征兆（掛紅、掛汗、空氣變冷等），立即停止作業(yè)，撤離人員至高處匯報調(diào)度中心，說明透水位置、水量、