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煤矿井下防治水打钻施工本课目的根据处开展百日安全教育警示活动的要求，以及处领导对于防治水业务知识培训的指示精神，举办本次培训班。结合我处防治水业务实际情况，本次培训着重从贯穿整个打钻施工过程中的安全重点环节进行再学习、再分析、再讨论，使职工都能熟练掌握各种确保安全的措施和要求，确保安全生产。目录煤矿井下防治水打钻施工探放水作业人员职业道德及入井规范煤矿井下防治水打钻基本知识煤矿井下防治水打钻技术、工艺煤矿井下防治水打钻安全操作规范煤矿井下防治水打钻安全质量标准化井下避灾与现场应急处置方法煤矿井下防治水打钻基本知识一、煤矿井下防治水打钻基本知识1、防治水打钻定义防治水打钻，其术语应为防治水钻探，打钻是我处通俗化、口语化的说法。所谓钻探，是用钻机从开孔层位向目的层位钻过成孔，从而达到所需目的的施工过程，以钻为手段，以探为目的。一、煤矿井下防治水打钻基本知识冲击回转型潜孔钻机回转型岩心钻机一、煤矿井下防治水打钻基本知识（1）井下钻探的4大系统凿岩系统（钻杆、钻头）动力系统（动力机和钻机）冲洗液循环系统（泥浆泵、管路、钻杆和钻孔）提升系统（钻探、滑车、钢丝绳、钻机卷扬机）2、井下探放水打钻基本原理一、煤矿井下防治水打钻基本知识2、井下探放水打钻基本原理一、煤矿井下防治水打钻基本知识2、井下探放水打钻基本原理一、煤矿井下防治水打钻基本知识2、井下探放水打钻常用设备ZDY1500T（MK-5）钻机ZDY1900S钻机（1）常用的几种钻机SGZL-3B、3A钻机SGZL-1D钻机ZDY1200钻机一、煤矿井下防治水打钻基本知识3、井下探放水打钻常用设备（2）常用的几种泵3ZSB型高压注浆泵（高压注浆泵）NBB260/7泥浆泵（中压注浆泵）LHN7.0型便携式注浆泵（低压注浆泵）BW-250/100注浆泵2ZSB型双液注浆泵一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料（1）钻头钻头（borebit）安装在钻杆前端,回转破碎煤或岩石的刀具。★硬质合金钻头★金刚石钻头★PDC（人造金刚石）钻头★潜孔钻头一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料★硬质合金钻头（tungsten-carbidebit）一般硬合金钻头钻进岩石可钻性为Ⅱ一Ⅶ级的地层；针状硬质合金钻头可钻进Ⅵ一Ⅷ级岩石。一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料★金刚石钻头用天然金刚石材料做切削刃，该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力。金刚石钻头在软-中硬地层中钻进时，有速度快、进尺多、寿命长、工作平稳、井下事故少、井身质量好等优点。一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料★人造金刚石（PDC）钻头(PolycrystallineDiamondCompact)由人造金刚石和硬质合金经高温高压一次性合成而成。①地质勘探用复合片钻头适用于软到中硬岩层，超硬钻头十级硬度的岩层。②煤田钻探采用复合片钻头。由于煤田的岩层相对较软，复合片钻头被大量应用，如锚杆钻头，三翼钻头，取芯钻头等。③石油勘探用复合片钻头，用在油气田的钻采。一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料PDC钻头失效原因1、地层中存在砾石2、地层硬夹层较多3、水力参数不合适4、钻进参数（操作工艺）不合适一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料★潜孔钻头用于潜孔冲击回转钻进。由回转钻机提供扭矩和转速，由高风压冲击器提供冲击动力。主要用于在完整坚硬岩石内的钻进效率高，属于冲击回转钻进。一、煤矿井下防治水打钻基本知识4、井下探放水打钻常用工具材料（2）套管主要作用为止水、止浆、隔离、耐压。一般使用型号不低于DZ40的地质套管。钻孔孔径75mm91mm110mm130mm150mm170mm匹配套管直径73mm89mm108mm127mm146mm168mm89mm108mm127mm146mm井下钻孔常选钻孔孔径序列表煤矿井下防治水打钻技术、工艺二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺1、防治水打钻定义防治水打钻，其术语应为防治水钻探，打钻是我处通俗化的说法。所谓钻探，是用钻机从开孔层位向目的层位钻过成孔，从而达到所需目的的施工过程，以钻为手段，以探为目的。我处防治水打钻主要施工区域灰岩治理钻孔、探放老空水钻孔等。结合本特点，下面主要了解一下这两类钻孔的技术工艺。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺2、井下探放水设计井下探放水设计应由矿方（业主方）地测部门提出，煤矿总工程师审批，并报集团公司地测处审定。设计内容主要包括：（1）探放水地区的水文地质条件。区域灰岩治理工程主要包括含水层的富水性、水头高度、迳流条件及以往施工钻孔出水情况等。探放老空水工程主要包括老空积水范围、积水量、水头高度，老空与上下采区、相邻积水压、地表河流、建筑物及断层构造的关系，以及积水区与其它充水含水层的水力联系程度等。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺2、井下探放水设计（2）探放水巷道的开拓方向、施工次序、规格和支护形式。（3）钻窝的位置、规格和支护形式。（4）钻孔的组数、个数、名称编号、方位角、倾角、深度、终孔层位等。（5）探放水施工的安全规定。（6）受水威胁地区信号联系和避灾路线。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺2、井下探放水设计（7）通风措施和瓦斯检查制度。（8）排水系统。（9）水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施。（10）钻孔平面布置图、剖面图、钻孔结构图、供电系统图、避灾路线图等。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺2、井下探放水设计十二矿灰岩疏放水设计地测处批复二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺3、施工组织设计及安全技术措施施工组织设计及安全技术措施由我处负责编制，经我处审批后，报矿方审批实施。施工组织设计及安全技术措施的编制主要依据探放水设计和集团公司地测处的批复。目前我处在此方面存在的主要问题是矿方只提供设计和地测处批复的电子版，而不是印刷版。如果出现问题，矿方就有理由推卸责任。因此必须要求矿方提供设计和批复的印刷版本。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺3、施工组织设计及安全技术措施施工组织设计及安全技术措施由我处负责编制，经我处审批后，报矿方审批实施。施工组织设计及安全技术措施的编制主要依据探放水设计和集团公司地测处的批复。目前我处在此方面存在的主要问题是矿方只提供设计和地测处批复的电子版，而不是印刷版。如果出现问题，矿方就有理由推卸责任。因此必须要求矿方提供设计和批复的印刷版本。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺3、施工组织设计及安全技术措施十二矿灰岩疏放水施工组织设计及安全技术措施二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（1）探水前注意事项a.检查排水系统，准备好排水沟、水仓及排水管路；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。b.准备堵水材料。在探水地点应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、黄泥、棉线、锯、斧等，以便出水或来压时及时处理。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（1）探水前注意事项c.检查瓦斯。瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。d.检查支护情况。有松动或破损的支架要及时修整或更换。帮顶是否背好，都要一一检查。e.检查煤壁。煤壁有松软或膨胀等现象，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（1）探水前注意事项f.检查水沟。巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。g.检查安全退路。避灾路线内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时刻保持畅通无阻。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（2）探放水孔布设工艺探放老空水孔应成组布设，每组不少于3个钻孔。在平面上呈扇形，终孔位置应满足平距3m为准。厚煤层内各钻孔的终孔垂距，原则上不得超过1.5m，并至少各有一个见煤层顶板和底板的钻孔。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（2）探放水孔布设工艺22.522.530.030.020.2520.253m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m60.0探放水钻孔平面布置示意图（终孔平距不大于3m）二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（2）探放水孔布设工艺厚煤层探水钻孔纵面布置示意图（终孔垂距不大于1.5m）0.660.06.21.51.51.51.50.2二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（3）探放灰岩水孔布设工艺探放灰岩水孔布设应以物探成果为依据。根据富水异常区位置、深度来确定钻孔参数，要确保每个富水异常区内的探放水孔数量不能少于1个。寒灰水观测孔要保证钻孔揭露寒灰法距不小于50m。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。a.选择煤（岩）坚硬完整处开孔，孔径应比管径大1-2级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。b.老空水头超过10m以上时，孔口管安装要采用管内压水泥浆或化学浆等方法，必须做孔口耐压试验，并符合设计要求。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。c.老空水头高度在4m以内时，孔口管可采用裸管打入加固或缠布缠海带打入等方法。d.老空水头在4-10m时，孔口管安装方法视煤柱大小、煤壁完整情况和水压大小确定。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。e.孔口管的安装和胶结可用以下三种方法：第一种方法是向孔内注入水泥浆，然后将预先准备好的孔口管（末端塞木塞）放入孔内，待水泥凝结后，即可在孔口管内钻进。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺第二种方法是将孔口管插入孔内后，在孔口用水玻璃和水泥将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，然后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭管上的闸阀待水泥浆凝固。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。第三种方法是将孔口管深入煤壁内一端做成楔形，并加工出注浆孔。将孔口管的楔形部分撞入煤体内，孔口处用上述的第二种方法封孔，然后注浆胶结，其达到的要求与第二种方法相同。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。f.套管管径、长度分别不低于安全技术措施要求，垂直孔孔口套管长度不低于4m。套管管材不低于DZ40普通地质管材。采用合格的P.O.42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆浓度在1.20g/cm3～1.35g/cm3之间，压浆工艺采用管内间歇性压浆、管外返浆工艺。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。g.水泥浆凝固24小时后进行扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。然后再候凝24小时，做耐压试验。耐压试验压力不低于孔口水压的1.5倍，持续时间不低于30min，以孔口管不松动、不变形、不鼓出、不破裂，钻场周围不渗水、跑水，底板不鼓起为标准。否则仍再次注浆固管。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。h.孔口管上还需安设水压表。完整的探放水孔孔口装置见下图。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。i.当孔口水压大于1.5MPa时，孔口应安设防喷逆止阀，以免高压水顶出钻杆、喷出碎石、倾倒钻机伤人。见图。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。安设防喷逆止阀时应注意以下事项：①防喷立柱必须切实打牢固，它与防喷挡板用累钉固定；挡水板上留有钻杆通过的圆孔。②逆止阀固定盘与挡板用固定累钉连接。③逆止阀固定盘与挡板在打倾斜孔时，两者有不同的夹角可用木楔夹紧；打水平孔时二者重叠固定；打垂直孔时可直接与孔口水门法兰盘连接。二、煤矿井下防治水打钻技术、工艺4、探放水（4）孔口安全装置的布设。安设防喷逆止阀时应注意以下事项：④孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，用逆止闸制动手把控制钻杆徐徐退出。当岩芯管离开孔口水门后，立即关闭孔口水门，让