瓦斯護(hù)孔篩管施工方案一、技術(shù)原理1.1工藝原理本方案采用"不提鉆下篩管"新工藝，通過大通孔螺旋鉆桿將PVC篩管從鉆桿內(nèi)通孔下入孔底，利用可開閉式鉆頭和孔底懸掛裝置實(shí)現(xiàn)篩管的精準(zhǔn)定位與固定。該工藝改變傳統(tǒng)提鉆后下篩管的作業(yè)方式，解決了松軟煤層鉆孔塌孔導(dǎo)致篩管下放困難的技術(shù)難題，使篩管下入深度達(dá)到鉆孔深度的96%以上，顯著提高瓦斯抽采通道的穩(wěn)定性。1.2技術(shù)優(yōu)勢高效成孔：采用三棱凹槽螺旋鉆桿減少孔壁擾動(dòng)，配合可開閉式PDC鉆頭實(shí)現(xiàn)一次成孔，較傳統(tǒng)工藝效率提升2倍以上通道穩(wěn)定：抗靜電阻燃PVC篩管形成永久性抽采通道，篩眼采用120°交錯(cuò)布設(shè)結(jié)構(gòu)（孔徑10mm，間距30mm），確保瓦斯流通阻力最小化安全可靠：篩管孔底懸掛裝置通過彈簧翼片楔入煤壁，產(chǎn)生大于3kN的握裹力，有效防止篩管在孔內(nèi)滑動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)：適用于下斜、近水平和上仰等多種鉆孔角度，滿足不同煤層賦存條件的施工需求二、設(shè)備配置2.1主要施工設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號技術(shù)參數(shù)數(shù)量全液壓鉆機(jī)ZYWL-4000額定扭矩4000N·m，轉(zhuǎn)速0-120r/min1臺大通孔螺旋鉆桿Φ89/73mm通孔內(nèi)徑38-50mm，單根長度1.5m134根可開閉式PDC鉆頭Φ96-103mm中心可開閉橫梁結(jié)構(gòu)，金剛石復(fù)合片切削齒5支護(hù)孔篩管Φ32mm抗靜電阻燃PVC材質(zhì)，10mm篩眼三排交錯(cuò)分布134根懸掛裝置/彈簧式翼片結(jié)構(gòu)，張開角度60°26套2.2輔助設(shè)備孔口密封裝置：采用雙閘板結(jié)構(gòu)，工作壓力≥2.5MPa篩管連接工具：專用PVC管熱熔對接機(jī)，加熱溫度180-200℃鉆桿通徑規(guī)：Φ38mm標(biāo)準(zhǔn)通徑量規(guī)，確保篩管順利通過液壓動(dòng)力站：11kW防爆電機(jī)，工作壓力16MPa孔深測量儀：激光測距精度±0.1m，量程0-300m三、施工準(zhǔn)備3.1作業(yè)面準(zhǔn)備清理鉆機(jī)安裝場地（≥4m×6m），平整基礎(chǔ)并澆筑200mm厚混凝土平臺檢查巷道支護(hù)情況，確保作業(yè)區(qū)域頂板采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)強(qiáng)度≥0.2MPa設(shè)置專用供電線路（660V/380V雙回路），配備200A防爆配電箱安裝壓風(fēng)管路（Φ50mm）和供水管路（Φ25mm），末端壓力分別不低于0.6MPa和0.4MPa3.2技術(shù)準(zhǔn)備編制鉆孔施工參數(shù)表，明確孔深（80-150m）、傾角（-15°~+30°）、方位角等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行鉆具組合驗(yàn)算：[鉆頭]+[鉆桿]×n+[轉(zhuǎn)換接頭]+[鉆機(jī)輸出軸]制作鉆孔軌跡設(shè)計(jì)圖，標(biāo)注煤層頂板距離、斷層位置等地質(zhì)異常點(diǎn)對所有鉆桿進(jìn)行通徑檢查，確保內(nèi)孔無變形、無堵塞3.3材料檢驗(yàn)PVC篩管：外觀無裂紋，抗沖擊強(qiáng)度≥15kJ/m2，氧指數(shù)≥32%鉆桿：螺紋連接強(qiáng)度≥120MPa，彎曲度≤1mm/m鉆頭：復(fù)合片硬度≥HV1000，保徑條磨損量≤0.5mm懸掛裝置：彈簧彈性系數(shù)4.5N/mm，翼片張開行程≥25mm四、操作流程4.1鉆進(jìn)施工孔口定位：使用全站儀按設(shè)計(jì)參數(shù)確定孔位，誤差控制在±50mm內(nèi)鉆機(jī)固定：采用4根Φ20mm地腳螺栓將鉆機(jī)固定于混凝土基礎(chǔ)，水平度偏差≤0.5°/m開孔作業(yè)：先用Φ133mm導(dǎo)向鉆頭鉆進(jìn)2m，下入Φ127mm孔口管并注漿封固參數(shù)設(shè)定：初始鉆進(jìn)參數(shù)為：轉(zhuǎn)速40r/min，給進(jìn)壓力8-10kN，泵量80-100L/min正常鉆進(jìn)：每鉆進(jìn)1.5m加接一根鉆桿，嚴(yán)格控制鉆壓波動(dòng)范圍±1kN，及時(shí)清理孔口返渣終孔確認(rèn)：當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，保持鉆具回轉(zhuǎn)3min，確?？椎赘蓛魺o沉渣4.2篩管下放鉆具準(zhǔn)備：鉆至設(shè)計(jì)深度后，停止鉆進(jìn)但保持鉆具回轉(zhuǎn)，將鉆桿內(nèi)沖洗液切換為清水篩管連接：在地面將單根篩管通過熱熔對接方式連接，每5根組成一個(gè)單元（7.5m）懸掛裝置安裝：在首節(jié)篩管前端安裝懸掛裝置，確保翼片處于收縮狀態(tài)下放操作：通過鉆桿內(nèi)通孔送入篩管，推送力控制在5-8kN，每送入5m檢查一次推送阻力鉆頭打開：當(dāng)篩管前端到達(dá)鉆頭位置時(shí)，施加10kN瞬時(shí)推力頂開鉆頭中心橫梁懸掛固定：緩慢回拉篩管100mm，使懸掛裝置翼片在彈簧作用下張開并楔入煤壁鉆桿回撤：以0.5m/min速度回撤鉆桿，每回撤3根鉆桿檢查一次篩管位置4.3封孔作業(yè)孔口段處理：鉆桿回撤后，在孔口3m范圍內(nèi)清理浮煤，安裝Φ114mm封孔器注漿材料：采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，水泥與水玻璃體積比3:1注漿工藝：注漿壓力從0.5MPa逐步升至2.0MPa，穩(wěn)壓30min，注漿量按孔徑×長度×1.2倍計(jì)算質(zhì)量檢查：注漿結(jié)束24h后，采用超聲波成像儀檢測封孔質(zhì)量，確保無空洞缺陷五、質(zhì)量控制5.1關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)孔斜控制：每30m測量一次鉆孔傾角和方位角，允許偏差≤1°/100m篩管連接：熱熔對接處應(yīng)形成均勻凸緣（寬度≥5mm，厚度≥3mm），進(jìn)行1MPa水壓試驗(yàn)保壓30min無泄漏下放深度：實(shí)際下管深度與設(shè)計(jì)孔深差值應(yīng)≤5m，采用孔內(nèi)電視監(jiān)測確認(rèn)篩管到底懸掛強(qiáng)度：通過回撤力監(jiān)測（≥3kN）驗(yàn)證懸掛裝置可靠性，確保篩管不發(fā)生軸向位移5.2質(zhì)量檢測方法通徑檢測：每鉆進(jìn)50m使用Φ38mm通徑規(guī)檢查鉆桿內(nèi)孔，確保篩管通過性超聲成像：成孔后采用BHI-Ⅱ型鉆孔成像儀進(jìn)行全孔段檢測，孔壁坍塌率應(yīng)≤5%流量測試：封孔完成后進(jìn)行負(fù)壓測試（≥15kPa），單孔瓦斯流量≥0.3m3/min篩管完整性：采用低頻脈沖反射法檢測篩管是否存在破裂或堵塞，信號異常段應(yīng)≤3m六、安全措施6.1一通三防作業(yè)面配備2臺2×11kW局部通風(fēng)機(jī)（一用一備），確保風(fēng)量≥250m3/min設(shè)置瓦斯傳感器（T1≤0.5%，T2≤1.0%），與鉆機(jī)電源實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制鉆場配備2臺40L干粉滅火器和2m3消防沙，設(shè)置消防管路接口每班進(jìn)行3次粉塵濃度檢測（總粉塵≤4mg/m3），采取濕式作業(yè)降塵6.2頂板管理采用前探梁臨時(shí)支護(hù)（3根Φ108mm鋼管），超前支護(hù)距離≥2m作業(yè)前進(jìn)行敲幫問頂，處理松動(dòng)巖塊，危巖區(qū)使用單體支柱加固鉆場頂板每5m設(shè)置一個(gè)頂板離層儀，監(jiān)測數(shù)據(jù)超過5mm時(shí)立即撤人6.3機(jī)電安全所有電氣設(shè)備必須取得煤礦安全標(biāo)志，防爆面間隙≤0.2mm鉆桿連接時(shí)使用防墜鏈，防止鉆桿墜落傷人設(shè)置緊急停機(jī)按鈕，距操作位置≤1.5m，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間≤0.5s每班檢查液壓系統(tǒng)壓力，確保系統(tǒng)無泄漏，油溫控制在30-60℃6.4應(yīng)急處置瓦斯超限：立即啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)，切斷作業(yè)面電源，人員撤至新鮮風(fēng)流處孔內(nèi)坍塌：保持鉆具回轉(zhuǎn)，降低給進(jìn)壓力至3kN以下，采用低密度泥漿（比重1.05-1.1）護(hù)壁鉆桿斷裂：使用公錐進(jìn)行打撈，嚴(yán)禁盲目強(qiáng)力起拔火災(zāi)事故：立即切斷電源，使用滅火器滅火，同時(shí)啟動(dòng)避災(zāi)路線撤離七、施工組織7.1人員配置崗位人數(shù)職責(zé)資質(zhì)要求施工隊(duì)長1全面負(fù)責(zé)施工組織煤礦機(jī)電中級職稱技術(shù)員2技術(shù)指導(dǎo)與質(zhì)量檢查采礦工程專業(yè)本科鉆機(jī)司機(jī)2鉆機(jī)操作與維護(hù)特種作業(yè)操作證鉆桿工4鉆桿與篩管裝卸崗前培訓(xùn)合格安全員1安全監(jiān)督與隱患排查注冊安全工程師7.2作業(yè)循環(huán)小班作業(yè)制：采用"三八"作業(yè)制，每班8小時(shí)，循環(huán)進(jìn)度15-20m工序銜接：鉆進(jìn)（4h）→篩管下放（1.5h）→封孔（2h）→準(zhǔn)備（0.5h）交接班：提前30min進(jìn)行交接，填寫《鉆孔施工交接記錄》，明確設(shè)備狀況、孔內(nèi)情況和注意事項(xiàng)7.3進(jìn)度控制單孔施工周期：80m孔深≤12h，150m孔深≤24h月計(jì)劃進(jìn)度：完成80-100個(gè)鉆孔，累計(jì)進(jìn)尺≥10000m進(jìn)度保障：備用鉆桿50根，備用鉆頭2個(gè)，確保設(shè)備故障時(shí)30min內(nèi)恢復(fù)作業(yè)八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)8.1鉆孔質(zhì)量孔深：允許偏差±0.5m孔徑：終孔直徑≥96mm孔斜：每100m允許偏差≤1°封孔質(zhì)量：注漿飽滿度≥95%，密封性試驗(yàn)壓力1MPa保壓30min無壓降8.2篩管質(zhì)量下放深度：≥設(shè)計(jì)孔深的95%連接強(qiáng)度：接口處抗拉力≥15kN流通性能：篩管通徑≥28mm，無明顯變形懸掛可靠性：提拉力≥3kN時(shí)不發(fā)生位移8.3抽采效果瓦斯?jié)舛龋撼跏汲椴蓾舛取?0%抽采純量：單孔初始純量≥0.3m3/min衰