千米鉆機(jī)措施

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1、第一節(jié) 鉆孔設(shè)計(jì) 一、項(xiàng)目概況 目前，瓦斯問題仍是制約崔木煤礦高效、安全發(fā)展的主要因素之一，井下常規(guī)鉆機(jī)能力小，施工鉆孔長度短、定向效果差，常規(guī)鉆孔只有在巷道形成后方能進(jìn)行施工，預(yù)抽期較短，由此造成礦井瓦斯抽采不能滿足礦井接續(xù)安全生產(chǎn)的需要。為此，崔木煤礦引進(jìn)中煤科工集團(tuán)西安研究院研制生產(chǎn)ZDY6000LD型千米定向鉆機(jī)及配套裝備，用于井下定向長鉆孔及分支鉆孔施工，可同時(shí)起到抽采瓦斯及探測地層的雙重目標(biāo)。 崔木煤礦初步定301回風(fēng)順槽（原設(shè)計(jì)高抽巷位置處）設(shè)抽放鉆場，對301工作面進(jìn)行井下定向瓦斯抽放鉆孔施工，以實(shí)現(xiàn)工作面超前本煤層瓦斯預(yù)抽，增大瓦斯抽采量，從源頭上治理瓦斯，此外，還可

2、以減少301作面順槽掘進(jìn)中瓦斯的涌出，確保安全生產(chǎn)。 二、施工區(qū)域概況 1．施工區(qū)域位置范圍 210301工作面，向北掘進(jìn)，掘進(jìn)長度1420米，東面緊鄰爆破材料庫，西面緊鄰210302工作面，工作面長度為200米， 斜穿過湯家向斜，切眼北緊鄰DF5斷層。 2．煤層賦存 本區(qū)含煤地層為3#煤層，屬不穩(wěn)定煤層。 屬侏羅系中統(tǒng)延安組，主采煤層為3＃煤層。煤層為黑色，瀝青光澤，半暗～半亮型，帶狀、均一狀、線理狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，內(nèi)生裂隙發(fā)育，根據(jù)鉆孔資料，301工作面煤層平均厚度14.09m，煤層傾角3～6，局部煤質(zhì)較差。 3．煤層頂?shù)装迩闆r 3#煤偽頂厚度薄，穩(wěn)定性差，0-1.6m，平

3、均厚0.508m。隨著煤層開采而冒落，屬不穩(wěn)定巖體。直接頂砂泥巖呈互層狀產(chǎn)出，屬穩(wěn)定性較差的巖體，平均厚度5m左右。老頂砂巖一般為中等穩(wěn)定巖體，平均厚度15m左右。煤層底板為炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖及粉砂巖，屬于穩(wěn)定性較差巖體。 4．施工區(qū)域瓦斯情況 根據(jù)前期施工瓦斯鉆孔濃度測試，預(yù)計(jì)煤層瓦斯含量在5m3/min以上。 三、配套裝備與工藝技術(shù) 1．施工裝備 此次施工所用的配套裝備主要包括： （1）ZDY6000LD型履帶式全液壓坑道定向鉆機(jī)； （2）Φ73mm高強(qiáng)度中心通纜鉆桿和Φ73mm鈹銅無磁鉆桿； （3）Φ73mm進(jìn)口螺桿馬達(dá)，帶有1.25結(jié)構(gòu)彎角； （4）Φ96m

4、m平底燒結(jié)胎體式PDC鉆頭和Φ153mm擴(kuò)孔鉆頭； （5）3NB-300型泥漿泵； （6）YHD1-1000T型隨鉆測量系統(tǒng)。 2．定向鉆進(jìn)工藝技術(shù) 水平定向鉆進(jìn)（Horizontal Directional Drilling，HDD）技術(shù)是指利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用專用工具使水平鉆孔軌跡按設(shè)計(jì)要求延伸至預(yù)定目標(biāo)的一種鉆探方法，即有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎。定向鉆進(jìn)工藝流程見圖1。 Y 螺桿馬達(dá)測試 安裝螺桿馬達(dá) 定向鉆孔設(shè)計(jì) 定向鉆進(jìn) 是否偏離 設(shè)計(jì)軌跡 配套機(jī)具準(zhǔn)備 調(diào)整工具面向角 終 孔 定向鉆進(jìn) N 鉆孔測量 N 圖1

5、 定向鉆進(jìn)工藝流程 3．主孔成孔工藝 采用帶有1.25彎角的螺桿馬達(dá)進(jìn)行定向鉆孔施工時(shí)，整個(gè)鉆具不回轉(zhuǎn)，只有螺桿鉆具轉(zhuǎn)子帶動鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖石鉆進(jìn)，現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡及煤層具體狀況實(shí)時(shí)調(diào)整螺桿鉆具工具面向角，從而實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡受控精確定向的目的。 4．分支孔成孔工藝 采用螺桿鉆具進(jìn)行分支孔施工時(shí)，根據(jù)施鉆地層狀況、設(shè)計(jì)要求和目的等不同，施工順序可分為“前進(jìn)式”和“后退式”兩種。不管采用何種方式，都存在從主孔中定向開分支孔（即側(cè)鉆）工藝技術(shù)。 （1）后退式分支孔工藝 也稱從內(nèi)往外分支孔，即完成主孔的設(shè)計(jì)指標(biāo)后，在起鉆的過程中進(jìn)行分支孔施工。此分支孔工藝主要用于地質(zhì)資料比較詳實(shí)狀況下

6、的定向鉆孔施工。 （2）前進(jìn)式分支孔工藝 也稱從外向內(nèi)開分支孔，即在主孔鉆孔的同時(shí)進(jìn)行分支孔施工。此種分支孔工藝主要用于地質(zhì)資料不詳、探測煤層產(chǎn)狀、采空區(qū)等地質(zhì)構(gòu)造，為后續(xù)鉆孔做前期準(zhǔn)備。 四、施工方案設(shè)計(jì) 1．設(shè)計(jì)原則 （1）解決施工區(qū)域瓦斯治理問題，確保煤礦安全開采； （2）依據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)條件，科學(xué)布孔，合理設(shè)計(jì)鉆孔長度及鉆孔軌跡，以有利于定向鉆孔的高效實(shí)施； （3）發(fā)揮ZDY6000LD型鉆機(jī)定向優(yōu)勢，在預(yù)定層位中精確定位，確保鉆孔軌跡按設(shè)計(jì)延伸； （4）盡量減少探頂、探底鉆孔工程施工量，盡量降低工程施工難度； （5）本施工區(qū)域首次施工定向鉆孔，本著先易后難且利于提高

7、鉆孔施工效率的原則，首先在本煤層施工3個(gè)500m左右能力孔的基礎(chǔ)上，再后續(xù)施工深度在700～1000m之間的定向鉆孔。 2．鉆場及鉆孔布置 根據(jù)井下巷道掘進(jìn)及布設(shè)狀況，首先在301回風(fēng)順槽距回風(fēng)順槽口400左右設(shè)置第一個(gè)鉆場，根據(jù)施工情況再設(shè)計(jì)其他鉆場。 第一鉆場共設(shè)計(jì)4個(gè)鉆孔，包含3個(gè)本煤層鉆孔和1個(gè)穿層孔。1～3#孔為本煤層鉆孔，鉆孔軌跡沿著煤層頂板以下1～2m，其中1#鉆孔開三到四個(gè)分支孔進(jìn)行探頂。4#鉆孔為穿層孔，終孔位置為煤層頂板以上20m左右。 3．封孔要求 根據(jù)要求，鉆孔采用馬麗散纏繞和注漿封孔相結(jié)合的方式進(jìn)行封孔，封孔長度不低于4m，孔口處用水泥砂漿封堵，保證鉆孔氣密

8、性，封孔完畢后即可連接抽放。 五、鉆孔工程量及施工順序 1．工程量統(tǒng)計(jì) 孔號 設(shè)計(jì)孔深（m） 分支點(diǎn)（m） 分支孔深（m） 1#孔 456 1-1#孔 120 48 1-2#孔 240 48 1-3#孔 360 48 2#孔 456 3#孔 456 4#孔 待定 主孔累計(jì)（m） 1368 分支孔累計(jì)（m） 144 合計(jì)（m） 1512 2. 施工順序 施工順序?yàn)椋?號孔——1-1號孔——1-2號孔——1-3號孔——2號孔—3號孔—

9、4號孔。 七、人員配置 現(xiàn)場施工采用三班制作業(yè)方式，每班配備施工人員8人（定向人員2人，機(jī)長1人，鉆工5人），共計(jì)24人。為了快速有效地進(jìn)行鉆孔施工，作業(yè)現(xiàn)場采用現(xiàn)場交接班。 附圖：千米鉆機(jī)施工定向鉆孔平面圖 注：鉆孔具體參數(shù)以電子形式進(jìn)行輸入。 第二節(jié) 供、排水及供電系統(tǒng) 1、本次施工因設(shè)備比較精密，采用常流水方式供水，用水量大，供水管道為中央回風(fēng)大巷到301回風(fēng)順槽，排水管為301回風(fēng)順槽到中央輔運(yùn)大巷。 2、設(shè)備供水量為每小時(shí)10立方米，因此施工現(xiàn)場必須有足夠大的水池蓄水。 3、供電由中央變電所接至301回風(fēng)順槽聯(lián)巷供電，設(shè)備負(fù)荷127.5KW，監(jiān)控電腦電源采用127v

10、照明電源。 4、電纜布置沿線必須設(shè)置電纜鉤，纜線吊掛符合標(biāo)準(zhǔn)化要求。 5、開關(guān)連接不得出現(xiàn)失爆現(xiàn)象。 6、施工現(xiàn)場不得帶電檢修設(shè)備，不得帶電搬運(yùn)設(shè)備。 7、機(jī)電檢修人員必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。 第三節(jié) 通風(fēng)系統(tǒng) 1、施工現(xiàn)場必須保證足夠的風(fēng)量，施工地點(diǎn)不得出現(xiàn)盲巷，保證施工人員的安全和現(xiàn)場瓦斯稀釋。 2、鉆孔施工地點(diǎn)必須形成瓦斯抽放系統(tǒng)，確保施工過程中不會出現(xiàn)瓦斯超限事故。 3、施工地點(diǎn)上風(fēng)側(cè)必須設(shè)置凈化水幕，確保施工地點(diǎn)供風(fēng)新鮮。 4、出現(xiàn)瓦斯增大等現(xiàn)象時(shí)必須連接抽放系統(tǒng)對孔內(nèi)瓦斯進(jìn)行抽放，減小孔內(nèi)壓力。 5、必須嚴(yán)格執(zhí)行參數(shù)設(shè)定，不得私自修改，做好現(xiàn)場原始記錄。

11、 第四節(jié) 其他 1、鉆場必須按照規(guī)定尺寸施工，支護(hù)完好。 2、施工現(xiàn)場必須有配套的消防沙、滅火器等消防器材。 3、施工現(xiàn)場必須設(shè)置瓦斯監(jiān)測斷電設(shè)備，確保施工安全。 4、施工現(xiàn)場必須設(shè)置應(yīng)急電話，以便及時(shí)與值班室取得聯(lián)系。 5、設(shè)備運(yùn)輸過程必須保證捆綁有效，車輛完好，跟車到位，嚴(yán)格執(zhí)行礦相關(guān)運(yùn)輸規(guī)定（設(shè)備運(yùn)送遵守《鉆機(jī)搬運(yùn)安全技術(shù)措施》）。 第五節(jié) 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 1、施工現(xiàn)場不得出現(xiàn)電氣設(shè)備失爆現(xiàn)象。 2、設(shè)備包機(jī)牌等必須懸掛到位，整定、電流等無誤。 3、供排水管道不得出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象。 4、保持現(xiàn)場衛(wèi)生，不得將煤渣到處堆放，全部裝袋堆放整齊，施工完后統(tǒng)一運(yùn)

12、走。 5、施工所用纜線全部吊掛整齊，不得隨地亂放。 6、開孔位置必須符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，誤差不得超過10cm。 7、現(xiàn)場設(shè)備不得出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，所有油管、快速接頭完好。 8、備用材料物品必須擺放整齊，分類碼放。 9、鉆機(jī)及開關(guān)等設(shè)備上不得有積塵和煤泥等。 10、必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程。 第六節(jié) 安全技術(shù)措施 1、嚴(yán)格執(zhí)行《安全規(guī)程》、《操作規(guī)程》、《作業(yè)規(guī)程》及ZDY6000LD型鉆機(jī)操作規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定。 2、每班施工機(jī)長應(yīng)攜帶便攜儀，并在施工現(xiàn)場安設(shè)瓦斯傳感器。 3、每班進(jìn)入鉆場時(shí)，機(jī)長必須用便攜儀檢查瓦斯?jié)舛?，鉆場內(nèi)瓦斯?jié)舛仍?.5﹪以下方可送電，進(jìn)行鉆機(jī)操作。 4、

13、穩(wěn)鉆過程必須在班長的親自監(jiān)督、指揮下進(jìn)行，嚴(yán)禁在未穩(wěn)好之前開鉆。 5、打壓柱時(shí)，必須按對角打，壓柱必須穿鞋帶帽，防止松動。 6、開鉆前必須認(rèn)真檢查鉆場的支護(hù)情況，并進(jìn)行敲幫問頂。木垛、機(jī)架、壓拄必須連接牢固可靠，油管、水管及其他連接部位必須連接牢固可靠，以防止連接部位松動而發(fā)生意外事故。 7、打鉆人員必須穿戴整齊，袖口要勒緊。施工人員嚴(yán)禁帶手套接近鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)部位， 8、鉆機(jī)開起后，鉆架下方或附近嚴(yán)禁站人。在鉆機(jī)停穩(wěn)前不得接近鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)部位，以防造成不測。 9、在打鉆過程中，必須隨時(shí)檢查鉆場瓦斯情況。當(dāng)鉆場瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.8％時(shí)，必須停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5％時(shí)，必須停電撤人。

14、 10、打鉆過程中如出現(xiàn)夾鉆、頂鉆、噴孔、瓦斯涌出異?；蛴挟惓Ｉ懙痊F(xiàn)象時(shí)，必須停止鉆進(jìn)，但不能立即拔出鉆桿，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)礦調(diào)度、隊(duì)值班，等待處理。 11、在打鉆時(shí)，司機(jī)必須隨時(shí)觀察鉆機(jī)的運(yùn)行、穩(wěn)固情況，有問題必須停鉆處理，以防造成事故。 12、在打鉆過程中各班機(jī)長對本班全體人員的安全負(fù)責(zé)。 13、鉆機(jī)及附件在運(yùn)送、回收及安裝過程中，必須嚴(yán)格按照《安全規(guī)程》中的要求操作，所有人員必須齊心協(xié)力，統(tǒng)一行動，防止碰人。并且必須有一名班長現(xiàn)場指揮，并對全體人員的安全負(fù)責(zé)。 14、每班電工必須對鉆場所有電器設(shè)備進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁失爆。 15、在施工過程中，若出現(xiàn)任何安全隱患必須及時(shí)停止施工，待隱患

15、排除后方可繼續(xù)施工 16、嚴(yán)格按照鉆孔設(shè)計(jì)施工，確保退出鉆桿后 應(yīng)立即進(jìn)行封孔。 17、所有參加施工人員都必須認(rèn)真學(xué)習(xí)本措施及《煤礦安全規(guī)程》、《操作規(guī)程》并簽字。 18、未盡事宜以“三大規(guī)程”和崔木煤礦相關(guān)規(guī)定為準(zhǔn)。 第七節(jié) 災(zāi)害應(yīng)急措施及避災(zāi)路線 一、災(zāi)害應(yīng)急措施 1、火災(zāi)、瓦斯、煤塵等有毒有害氣體事故發(fā)生后，事故點(diǎn)人員應(yīng)視情況，立即戴好自救器采取一切可能的方法直接控制，并迅速報(bào)告調(diào)度室，通知當(dāng)班班長，由班長通知所有人員戴好自救器積極組織處理，無條件處理或危及人員安全時(shí)，由班長或跟班干部統(tǒng)一指揮，有組織地按避災(zāi)路線撤至安全地方清點(diǎn)人數(shù)，并匯報(bào)調(diào)度室。

16、2、發(fā)生水災(zāi)時(shí)要及時(shí)組織排水，若水災(zāi)危及人員安全，由班長、安監(jiān)員組織人員撤離，撤到安全地點(diǎn)后清點(diǎn)人數(shù)并向調(diào)度室匯報(bào)，聽候調(diào)度指令。 3、發(fā)生冒頂事故時(shí)，首先由班長組織人員進(jìn)行處理，同時(shí)向調(diào)度室匯報(bào)。若危急人員安全時(shí)，由班長、安監(jiān)員組織工作面人員撤至安全地點(diǎn)，清點(diǎn)人數(shù)后匯報(bào)調(diào)度室聽候調(diào)度室指令。屆時(shí)另行制定專項(xiàng)措施。 二、自救方式、搶救方法 遇到危急情形，及時(shí)向避災(zāi)路線轉(zhuǎn)移，當(dāng)遇到火情或瓦斯爆炸時(shí)，及時(shí)使用自救器。 二、避災(zāi)路線 一）發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)、煤塵爆炸及瓦斯爆炸時(shí)的避災(zāi)路線 施工地點(diǎn)→301回風(fēng)順槽→301回風(fēng)順槽與輔運(yùn)大巷聯(lián)絡(luò)巷→輔運(yùn)大巷→副井→地面 附：1#鉆孔設(shè)計(jì)圖