第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范

河南能源化工集团煤矿地质防治水工程精细化管理规范二〇一三年十月煤矿防治水精细化管理规范1第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范1工程设计精细化..................................................31.1设计流程...........................................................31.2设计内容要点.......................................................31.3设计范本（附后）...................................................72作业规程精细化..................................................82.1编制及审批流程.....................................................82.3作业规程范本（附后）...............................................103施工工艺精细化.................................................113.1钻孔定位、开孔....................................................113.2钻孔孔口管的埋设、加固、试压.......................................113.3钻进..............................................................123.4注浆改造及封孔....................................................133.5常见事故预防......................................................163.6施工原始记录本及各类台账...........................................174现场管理精细化.................................................214.1钻场管理..........................................................214.2材料硐室管理......................................................214.3水仓及沉淀池管理..................................................224.4巷道管路、电缆吊挂标准.............................................224.5图版悬挂标准......................................................235工程质量及效果评价精细化.......................................295.1施工过程动态管理..................................................295.2注浆改造效果检查..................................................295.3水害治理效果总体评价及档案管理.....................................30附件一XX矿2324工作面底板注浆改造设计方案.......................35附件二XX煤矿XX工作面底板注浆改造作业规程.......................48第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范2煤矿防治水精细化管理规范31工程设计精细化1.1设计流程工程施工前地测部门要根据水文地质条件分析情况编制工程方案设计，经煤业公司地测部门审批后实施。底板注浆改造工程设计要严格执行流程化管理，如图1－1－1底板注浆改造工程设计流程图。图1－1－1底板注浆改造工程设计流程图1.2设计内容要点责任人流程顺序公司矿总工程师生产科（地测科）钻探队1234567组织物探物探解释物探、巷道揭露的地质及水文地质信息综合分析平面布孔设计、参数计算、方案设计并形成底板注浆改造工程设计根据设计编制作业规程审批审批根据公司批复完善设计下发钻孔施工通知单第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范41.2.1工程基本情况要描述施工地点的准确位置，周边采掘工程、设施的位置关系；工作面的基本情况，包括上下巷长度、坡度，面积，标高范围，煤层厚度、倾角，地质储量等；说明煤层顶底板岩性、地质构造及对施工的影响等。1.2.2水文地质情况分析主要分析底板含（隔）水层的岩性及厚度，岩溶裂隙发育情况，水文地质参数及底板灰岩的富水性；工作面构造情况，以往地质工作情况以及相邻工作面的水文地质情况等，并预测工作面的涌水量大小。1.2.3施工目的及工程量工作面底板注浆改造目的就是对底板进行加固，增强其整体强度。将底板薄层灰岩含水层，弱含水层变为相对隔水层，对构造带或底板导水裂隙进行充填、闭合，使之不导水，切断下伏含水层的水力联系，切断地下水径流补给方向上的水力联系。说明设计钻场、钻孔数量，钻探工程量，预计注浆量等。1.2.4钻场布置钻场布置要综合考虑工作面宽度及与相邻工作面的关系，钻机、泥浆泵体积的大小及施工能力，注浆孔可能的最大倾角，工作面内已查明的断层及裂隙或分析认为可能存在的裂隙赋存位置，工作面巷道坡度及打钻时的供、排水问题等。钻场布置优先选用双巷交错布置，钻场间距保持在80～120m左右均匀布置，以充分发挥钻机有效性能，提高钻探施工效率。钻场规格要结合钻场内设备摆放及施工需要统一制定。1.2.5施工设备选型煤矿防治水精细化管理规范5说明施工所选定的钻机、井上下注浆设备，套管材质及管径、钻杆、钻头直径。结合矿井防治水工作需要及工作面水文地质条件，要选用经济适用的专用防治水钻探注浆设备。1.2.6终孔层位确定施工前要结合水文地质条件的深入分析，确认注浆改造的对象和目的，底板改造选取经济合理的改造目的层，做到有的放矢，防止采面发生突水事故，减少矿井涌水量。根据安全隔水层厚度合理确定工作面底板改造终孔层位，要求经注浆改造后的隔水层厚度必须大于安全隔水层厚度，使工作面突水系数小于0.06MPa/m，注浆改造厚度计算公式如下：1hTPMs式中M—隔水岩柱的实际厚度(m)；TS—突水系数(MPa/m)；P—隔水岩柱底板所承受的水压值(MPa)；h1—煤层开采时矿压对底板的破坏深度(m)。矿压对底板破坏深度(h1)的选取可采用钻探实测，建立经验公式求得。一般采厚H≦3m，h1取10m；采厚3m＜H≦5m，h1取15m，采厚H＞5m,h1取20m。突水危险系数的选择，在正常岩层地段,突水系数选0.1MPa/m，在断层附近及构造破碎地段,突水系数选0.06MPa/m。1.2.7钻孔布置原则钻孔布置本着“安全、高效、经济”的原则，在平面上应采用放射状展布，以斜孔为主，在剖面上长短结合，使钻孔揭露的含水层段尽量长；钻孔尽量与断层、裂隙垂直或斜交，穿过多个含水层。对于裂隙发育地带、断层及断层的交叉、尖灭地带、工作面初压显现地段（距切眼60m～120m段）均作为布孔的重点。特别是经井下物探圈出的富水异常区，要重点加密布孔控制。第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范61.2.8孔口管长度的确定孔口管长度一般由煤层底板岩石稳定程度和钻孔俯角及水压大小这三大因素确定，孔口管下入底板垂深要按照1MPa*4米计算（如静水压力为3MPa,孔口管下入巷道底板下垂深为12米），然后根据钻孔倾角计算孔口管长度。若钻场附近有断层或裂隙发育、岩石破碎时，要考虑下二级或三级管，下多级管时里外层套管的接箍要错开。1.2.9钻探施工技术要求对施工关键环节的技术要求和特殊规定必须详细、准确的说明。特别是开孔方向、倾角的确定，孔口管的埋设、试压，钻孔的防偏斜措施、防喷装置等必须提出明确的技术要求。1.2.10注浆终压确定注浆终压一般按照静水压的2～3倍为原则进行取值，静水压取值具体可根据附近水文钻孔实测水压值结合工作面标高计算水压值，同时参照临近工作面底板改造期间灰岩实际水压。静水压取值按最大值进行取舍，最后确定工作面注浆终压。一般来说坚固岩层注浆终压可以高一点，松软岩层注浆压力不宜太高，以免发生底板压裂破坏事故。1.2.11注浆材料及配比按工作面水文地质条件、岩石裂隙及硬度、材料成本及供应紧缺程度、注浆规模及环境条件等多种因素确定浆液材料。井下常用注浆材料有普通硅酸盐水泥、粘土、粉煤灰、水玻璃等基本注浆材料，裂隙发育，出水量大时可添加骨料（主要指砂子、石粉、石子、锯末）。浆液配比参数（1）单液水泥浆。425#普通硅酸盐水泥，水灰比通常为采用1：0.7～1：1。其他几种典型配比浆液基本性能指标见表1－1－1：煤矿防治水精细化管理规范7（2）粘土水泥浆。粘土占干料70～90%，一般80%左右，水灰比参考单液水泥浆配比。（3）水泥水玻璃双浆液。双液注浆一般采用30～40°Bé的水玻璃，高波美度的水玻璃使用时应加水稀释。水泥、水玻璃双液浆的典型配比浆液的主要性能指标见表1－1－2。表1－1－1典型配比浆液基本性能指标水：灰比（质量比）浆液相对密度初凝时间/h终凝时间/h结石率结石体强度/MPa2:11.317.0048.000.422.81.5：11.3716.0034.000.53.01:11.4915.0025.000.564.00.75:11.6211.0021.000.7511.30.6:11.709.0015.000.8016.90.5:11.868.0013.000.9022.0表1－1－2不同水泥、水玻璃配比双液浆主要性能指标表水：灰=0.75:1水：灰=1:1水：灰=1.5:1水泥：水玻璃胶凝/min初凝/min终凝/min胶凝/min初凝/min终凝/min胶凝/min初凝/min终凝/min1：0.40.383.51540.55.751070.81722901：0.60.563.25180.833.25611.56123001：0.80.832.61161.23.61362.09.03151:11.052.4017.001.384.3735.002.329.00225.001:1.250.502.3016.001.123.3736.002.0012.00305.001.2.12钻孔施工顺序原则上按照钻孔编号间隔施工，一般先施工正对煤墙的工作面内钻孔，然后再向两边间隔施工。对于倾角大小不同的钻孔，优先施工大角度钻孔，然后施工小角度钻孔。1.3设计范本（附后）第一篇底板注浆改造工程精细化管理规范82底板注浆改造作业规程精细化2.1编制及审批流程底板注浆改造工程作业规程编制与审批，必须遵循国家、集团公司的有关防治水方面的规定、安全技术规范等，在此基础上制定底板注浆改造作业规程，其编制、审批、贯彻和执行流程。如图1－2-1底板注浆改造作业规程编制审批流程图。（安全技术措施参照作业规程格式编制）单位总工程师相关科室地测科施工区队12345678图1－2-1底板注浆改造作业规程编制审批流程图2.2编制要点煤矿防治水精细化管理规范9编制底板注浆改造工程作业规程时，可以按照以下要点作为提纲：工程概况、工程设计说明、施工工艺、施工前准备、设备选型及劳动组织、工程质量要求、施工安全技术措施、孔内事故预防的专项技术要求、避灾路线、附件等。具体分述如下：第一部分：工程概况说明该工作面的井下四邻情况、工作面走向及倾向长度、需底板注浆改造解放的煤量以及对该工作面进行底板改造的原因等，对整个工作面的情况作简单介绍。第二部分：工程设计说明该部分主要说明整个工