钻探注浆操作规程

钻探注浆操作规程目录第一章总则2第二章技术管理3一、探放水技术要求3二、注浆加固技术要求5三、疏水降压技术要求7第三章钻探8一、一般要求8二、钻探操作10三、探放水操作14第四章注浆加固16一、一般要求16二、注浆站管理17三、射流造浆操作17四、注浆加固操作19第五章堵水注浆作业20附件一钻探常用计算公式23附件二单孔出水量估算公式24附件三常用注浆材料计算公式及参数24附件四浆液注入量预算公式26第一章总则第1条随着郑煤矿区各矿井生产水平的不断延伸，受水威胁日趋严重，近年来曾发生多起水害事故，造成很大经济损失。钻探注浆已成为矿井防治水主要措施。为进一步加强技术管理，确保工程质量，提高职工素质，规范职工操作，依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规程》（试行）《煤矿防治水工作条例》。及《关于加强煤矿水害防治工作指导意见》等制度法规，并结合矿区实际制订本《技术管理与操作规程》。本管理规定主要适用于公司各生产矿井的井下钻探、注浆防治水工作。第2条各生产矿井要成立防治水领导机构，总经理（矿长）是矿井水害防治工作第一责任人，负责解决钻探注浆所须人才物等问题。总工程师（技术负责）对矿井水害防治负技术责任。地测防治水部门是矿井防治水主要职能部门，要明确一名技术人员具体负责钻探注浆技术管理工作；地测防治水部门对防治水业务技术工作负责。调度、技术、计划、供应、财务，机电等部门也要在副总经理（生产矿长）领导下为钻探注浆提供物质材料，资金支持和现场施工条件。第3条钻探、注浆工程要纳入矿井中长期防治水规划和年度防治水计划，月度钻探、注浆工作也要纳入矿月度生产经营作业计划。第4条重点防治水钻探注浆工程及防治水单项工程，要编制专门设计，施工方案及安全措施，工程结束后要竣工验收、并有总结报告。第5条各矿要按集团公司规定提取防治水专项资金，防治水钻探、注浆所需设备、防治水新设备、新工艺、新材料推广所需资金要列入安全费用。第6条各生产矿井必须按规定成立配备探放水队伍，人员设置数量要满足防治水工作需要；必须配备不少于两台完好的探放水钻机，并分别配备不小于100m的探水钻杆，其它仪器、仪表设备齐全，配件充足。第7条水文地质条件复杂矿井要成立注浆队伍，建设地面固定注浆站，用于承压强含水层大面积注浆加固、注浆堵水等。水文地质条件简单—中等、注浆量不大的矿井，可在井下硐室设置临时注浆站，用于构造复杂地段局部注浆加固、注浆堵水等。第8条探放水和底板注浆加固改造是矿井防治水的主要工程，各矿井建立的探放水注浆队伍，业务上归地测防治水部门管理，地测防治水部门要明确一名技术人员具体负责钻探注浆技术管理工作。各钻探注浆要人员要纳入特种作业管理，进行专门培训，持证上岗。第9条大力推广粘土水泥浆注浆工艺，在注浆加固、注浆堵水中积极探讨其它工艺、替代材料。第10条坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，对受底板承压水，老空水`小窑水等水体威胁严重矿井，必须落实探放水措施；含水丰富无法保正安全开采时，必须进行超前预注浆加固，否则不得回采。第二章技术管理一、探放水技术要求第11条采掘工作面遇下列情况之一时，必须确定探水线进行探水，留足不小于20m超前距，其《探放水设计及安全技术措施》须经矿总工程师组织有关部门会审，报集团公司批复后，方可探放水。1、接近水淹的井巷、老空、老窑或相邻小煤矿时；2、接近水文地质复杂区域并有出水征兆时；3、打开隔离煤柱放水时；4、可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相能的断层破碎带时；5、接近有出水可能的未封孔或封孔不良钻孔时；6、接近有积水的灌浆区时；7、接近风氧化带时；8、接近其它可能出水地区时。第12条探放水技术要求：1、探老空水探水钻孔应成组布设，并在平面上呈扇形。在保证钻孔孔口不塌孔、不串孔前提下尽可能地缩小终孔平距，钻孔终孔平距以3m为准，厚煤层内各钻孔终孔的垂距不得超过1.5m，并至少各有一个见煤层顶板和底板的钻孔。2、探放断层及底板岩溶水的钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置，底板方向的钻孔不少于2个，探水钻孔终孔直径一般不大于58mm。透水后可根据放水需要逐级扩孔，但必须有可靠的控水装置。3、回次放水结束标准：有两个以上在原出水孔下方钻孔证实无水方可结束放水工程。4、超前探查孔结束后，提出探查总结报告，向施工单位下达允许掘进通知书，经矿总工程师签字后方可掘进。5、回次探放水间要在设计停掘位置前10m下发停掘探水通知单；留足不小于20m超前距。探放老空水水头高度在4m以内时，孔口管可采用裸管打入加固或缠海带、棉布打入等方法固管。老空水头在4～10m时，孔口管安装方法视煤壁完整情况而定。非水泥注浆固定套管时，要有防止煤壁套管鼓出措施。在预计水压大于1Mpa且积水量较大地点探水时，原则上不得在煤层内进行，应采用隔离式探水。孔口管外侧要安装控水阀门和测压表，确保排水能力不足时能控制放水二、注浆加固技术要求第14条承压含水层突水区、径流带、隔水层变薄带、开采煤层实际隔水层厚度不能承受实际水头值，疏水降压难度大，不经济，要采取注浆加固底板封堵水源补给通道，实现采掘安全。凡有下列条件之一，要采用注浆加固方法：1、L7～8灰含水层与下部强含水层水力联系密切，补给量丰富，难以疏降水头，即单位降深疏水量大于５ｍ3/ｈ•ｍ；突水系数在复杂地段每超过0.06MPa/m，在正常地段每超过0.1MPa/m的采煤工作面。2、隔水层变薄带采煤工作面。3、采掘工作面存在构造破碎带、导水裂隙带、陷落柱等。4、物探异常区采掘工作面。第15条加强注浆加固过程中的技术管理和现场管理。1、受水威胁工作面必须编制专门的钻探注浆加固设计，报集团公司审批。工程竣工或局部注浆加固结束后，原集团公司审核验收，方可回来。2、钻探注浆要有总工程师批准的单孔设计和施工措施；工程结束后，要有设计、施工单位联合竣工验收，并签字。3、各单位要制订注浆站管理制度，并明确专人管理；明确分工，建立注浆各工种岗位责任制。4、注浆水泥、粘土等材料由供应部门组织进货，专业技术部门联合验收；进料单分别由供应、专业技术部门保存备查。5、射流造浆系统注浆记录按集团公司统一格式进行，每孔注浆结束后，防治水技术员要及时整理原始记录报送地测科，专业技术部门与施工单位联合填制注浆验收单，并签字。第16条底板注浆加固钻孔设计包括：钻场布置、钻孔数目、方位、倾角、结构、终孔层位、终孔深度、岩芯采取率、各级套管长度、耐压试验、施工顺序及验收等。1、一般在受水威胁工作面下付巷，每隔60布置钻场，在钻场内以不同的方位和倾角分别向工作面上、中、下部位施工钻孔；工作面较长时，可在上、下付巷同时布置钻场，施工注浆孔。2、钻孔数目：采用均匀布孔时，可按扩散半径10～15m布设钻孔；物探异常区适当加密布设钻孔数量。3、钻孔施工顺序：要序次打钻注浆，相邻钻孔在含水层每小于40m，不得同时施工，以提高钻孔利用率。4、钻孔方位、倾角：钻孔方位与倾角要尽量与裂隙发育相垂直或斜交。5、钻孔结构：一般不少于两级，钻孔开孔位置尽量选在岩层完整地段，开孔孔径应比孔口管外径大15～30mm。孔口管要下至L8灰岩石层位，二级套管要隔过L7～8灰含水层，垂直深度应大于采煤扰动破坏深度；必要时可下三级套管，水门上末级套管上，并与设计注浆压力相匹配。6、终孔孔径：不小于73mm。7、终孔层位：必须穿透L5～6灰，加固改造深度不小于40m；大水工作面、构造复杂区域要穿透L1～4灰含水层，并有奥灰探查钻孔，由于钻孔水大（Q60ｍ3/ｈ），施工困难时，可采取分段打孔下行注浆方式，但最终要达到设计终孔层位。8、施工钻孔要取芯钻进，以利于判层。岩芯要贴票，顺次入箱保存，经专业技术人员验收后，岩芯方可处理。9、钻探小班记录：要使用统一格式，记录及时、准确，内容齐全。10、每孔都要由地测防治水人员组织验收，并填写验收单。11、建立注浆钻孔台帐。第17条注浆方式：采用下行分段连续注浆。第18条注浆材料：以粘土水泥浆为主，并要不断试用其它材料。第19条注浆参数：水灰比、比重、稠度视单孔涌水量及岩溶发育程度而定。单液水泥浆的水灰比0.8：1～2：1，粘土水泥浆中粘土浆的比重为1.12～1.20，每立方米粘土水泥浆中水泥掺入量为0.1～0.4t，水玻璃与粘土水泥浆的体积比为0.5～3.0％。单孔注浆结束标准：当泵量80L/min以下时，工作面注浆孔孔口压力达到终孔压力时，即可结束。第20条注浆加固效果检查：1、检查方法：每一个钻场都要有一个注浆检查孔，大水孔注浆后两侧也要有检查孔；有条件时，可采用工作面加固前后物探对比方法检查。2、检查标准：检查孔水量小于20m3/h，工作面方可回采。3、重点检查地段：构造薄弱带、富水区、大水钻孔附近及注浆量少的地段。4、单孔注浆结束后，由防治水人员签字验收；注浆加固地段回采前，由矿总工程师组织验收评价，合格后方可回采。三、疏水降压技术要求第21条受水威胁工作面，必须先物探，后钻探，查清水文地质条件。如果含水层富水性弱到中等，单位降深疏水量小于5m3/h•m，就能使含水层水头（水压值）降到允许的安全水头（水压值）的，可采用疏水降压采煤。采用疏水降压采煤的工作面附近，必须有水压观测孔，安置水量、水压检测装置。安全水头值计算：1、掘进巷道底板隔水层安全厚度t临=L(H–rL)/4Kp式中：t—安全隔水厚度（m）；L—采掘工作面最大控顶距（m）；r—隔水层岩石容重（t/m3），一般取2.6；Kp—隔水层岩石抗张强度（t/m2），一般取10；H—隔水层底板承受的水头压力（m）。2、回采工作面底板隔水层疏降安全水头值，可由突水系数求得：P=Ts*(M–Cp–Dg)式中：Ts—突水系数（取0.06MPa/m）；P—隔水层承受水压(MPa)；M—底板隔水层厚度(m)；Cp—采矿对底板隔水层扰动破坏厚度(m)；Dg—原始导升高度(m)。第22条放水孔设计：1、终孔孔径不小于73mm。2、必须下二级套管，二级套管尽量接近含水层。3、孔口要安设水压不小于1.5倍的水门。第23条对有固定放水硐室疏降开采工作面，附近要有水压观测孔，回采期间要定期进行水量、水压检测，疏水降压钻孔不得随意挪作他用；不经矿总工程师同意，不得随意关闭。钻探一、一般要求第24条钻工上岗条件：1、每台钻机操作人员不少于3人，并明确责任分工，机长（班长）上当班安全技术与操作第一责任者。2、司机必须熟悉钻机主要结构、性能和工作原理，掌握一般液压传动基础知识，能熟练操作维护和维修。3、施工前钻工必须学习本钻探施工技术安全措施，掌握施工目的、工艺和技术要求，熟悉预防灾害措施和矿井避灾路线。第25条安全设施1、打钻探放水地点必须具备自然泄水条件，流水线路要铺设泄水沟、泄水槽，下山巷道、低洼处打钻时，必须完成可靠的临时排水设施，否则不得探放水。2、施工地点须具备自然通风条件，钻场深度不大于5m；无风地点打钻必须安设局部通风机或采作导风筒通风，并有可靠的风电闭锁装置。特殊情况下停风的，必须按规定撤出施工地点所有人员。3、要打钻地点或附近安设专用通讯联络电话4、施工前必须加强钻场及其前后10m巷道支护，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。改变支护方式，制定安全措施，报有关部门批准后施工。5、钻探施工巷道兼作轨道运输平行作业时，钻场门口要设置红灯警示，并坚持行车不行人制度。第26条设备的运输必须遵守下列规定：1、钻机在车盘上必须捆绑结实，不得超长、超宽、超高、超重，并符合井下运输的有关规定。拆下的螺钉等零件，要用在盖的箱子装好。容易丢失的零件，由钻工自带，不得装车。2、运送超长管材时，必须遵守有关运输安全技术措施。3、井下人工搬运设备时，要用绳子系牢，并要轻抬轻放，有专人统一指挥，起落行动一致。第27条设备的安装必须遵守以下程序和要求：1、安装前要检查、整修设备、并检查加固钻场及其周围支架，防止冒顶片帮；清理各种脏杂物，挖好清水池和疏水沟。2、钻机立轴对准钻孔位置，摆正钻机架，机座与地梁木之间用螺栓连接，固定于基台木上。基台木要安放牢固、平稳，用水泥打基础，并用底固螺丝固定或卧入底板，四角