潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施.docx
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潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施
中煤第五建设有限公司第三工程处
潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施
编号:
PS-20150330
工程名称:
淮南矿业集团潘三矿深部进风井井筒
及相关硐室掘砌
施工单位:
中煤第五建设有限公司第三工程处第四工程项目部
编制人:
项目经理:
编制日期:
二零一五年三月三十日
执行日期:
年月日
潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施
编审人员及编审记录
部门或职务
姓名
职务、职称
日期
编制人
机电队
技术组
掘进队
生产经理
安全经理
机电经理
技术经理
项目经理
项目部会审意见
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、地质、水文概况1
3.1地质概况1
3.2水文概况2
四、防治水及过断层领导小组3
五、施工方案3
六、施工方法3
6.1施工前准备6
6.2注浆材料6
6.3浆液的配制6
6.4注浆压力选择6
七、安全措施6
7.1注浆安全技术措施6
7.2防片帮安全措施7
7.3瓦斯管理7
7.4、过断层期间防瓦斯异常涌出安全技术措施8
7.5主要含水层及断层期间安全技术措施9
八、避灾路线9
九、附图9
潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施
会审签字单
编制:
__________________年月日
审核:
__________________年月日
项目经理:
__________________年月日
会审时间:
________________会审地点:
________________
会审主持人:
______________
会审单位:
二水平工程科:
年月日
地测科:
年月日
安监处:
年月日
二水平机电科:
年月日
通风区:
年月日
监控中心:
年月日
河南监理:
年月日
批准:
基建副总:
__________________年月日
安全副总:
__________________年月日
基建副矿长:
__________________年月日
会审意见
同意本措施并强调补充如下:
潘三矿深部进风井井筒过含水层及断层专项安全技术措施
一、编制依据
1、潘三矿深部进风井井筒及相关硐室掘砌工程施工组织设计
2、安徽省淮南矿业集团潘三矿安全改建及二水平延深工程深部进风井井筒井壁结构图
3、潘三矿深部进风井井筒检查孔地质报告及潘三矿深部进风井新地层井检孔冻土及常规土力学试验报告
4、《煤矿井巷工程质量验收规范》(GB50213-2010)
5、《煤矿井巷工程施工规范》(GB50511—2010)
6、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》MT5009-94
7、《煤矿安全规程》(现行版)
8、潘三矿地质安全生产联系书(20150325)
二、工程概况
潘三矿深部进风井井筒净直径为Φ8.6m,井筒净断面积为58.08m2。
井筒全深1004.2m,截止2015年3月18日井筒基岩段已施工至-884.65m,距5-2煤层顶板最小法距9.3m,根据潘三矿地质安全生产联系书(20150325)资料显示,井筒向下施工区段由可能受断层Fa1、Fa2、Fa3、Fa4影响;距井筒检查孔资料显示,井筒将在累深908.75~918.25m揭露基岩段第七含水层,为顺利通过该区段,确保施工安全,特编制安全技术措施。
三、地质、水文概况
3.1地质概况
根据地面钻孔、井下打钻资料分析,深部进风井主检孔揭露断层对井筒施工有一定的影响,构造具体情况见表1。
深部进风井揭5-2、4-2、4-1煤区段构造一览表表1
构造名称
走向(°)
倾向(°)
倾角(°)
落差(m)
性质
控制程度
对施工影响
Fa1
339
69
45
2~5
正
较低
影响较大
Fa2
145
55
38
2~5
正
较低
影响较大
Fa3
99
189
60
2~5
正
较低
影响较大
Fa4
30
120
30
3
正
较低
有影响
井筒附近煤层总体呈单斜状,向西南倾斜,煤层赋存稳定。
煤岩层产状为240~250°∠1~5°。
5-2煤:
黑色,粉末状为主。
夹亮煤条带,下部夹泥质夹矸。
半暗半亮型。
厚2.3m,与上覆6-1煤层间距约21.45m;与下伏4-2煤层间距约10.4m。
5-2煤顶板为细砂岩:
浅灰白色,细粒结构,夹菱铁质条纹。
具斜层理,钙质胶结。
整层有受力挤压现象,倾角变大,最大达50°,见滑面,较坚硬,厚9.3m。
底板为砂质泥岩:
深灰色,砂泥质结构。
局部滑面发育,夹少量黄铁矿透镜体。
性脆易碎,厚度2.55m。
4-2煤:
黑色,粉末状为主。
夹亮煤条带,半暗半亮型,厚1.1m。
4-2煤与4-1煤层间距约12.7m。
4-2煤顶板为破碎带:
深灰色,砂泥质结构,上部夹细砂岩薄层,受构造挤压,滑面及高角度裂隙发育,破碎,厚1.2m。
底板为破碎带:
深灰色,砂泥质结构,上部夹细砂岩薄层,受构造挤压,滑面及高角度裂隙发育,破碎,厚1.05m。
5-2煤、4-2煤煤层特征见表2。
井筒5-2煤、4-2煤特征表表2
岩性
厚度(m)
标高(m)
分类
细砂岩
9.3
-884.65~-893.95
煤
2.3
-893.95~-896.25
5-2煤
砂质泥岩
2.55
-896.25~-898.8
互层
6.65
-898.8~-905.45
破碎带
1.2
-905.45~-906.65
煤
1.1
-906.65~-907.75
4-2煤
破碎带
1.05
-907.75~-908.8
互层
8.4
-908.8~-917.2
3.2水文概况
根据井筒检查孔抽水试验,简易水文观测、盐化测井、裂隙、破碎带等特征综合分析,井筒剩余基岩段划分出2个含水层,详见潘三矿深部进风井井筒涌水量预计成果表,含水层的岩性主要为中砂岩、细砂岩及断层破碎带,含水层厚度5.65~9.5m,均为Ⅱ类含水层,预计井筒单层最小涌水量为2.33m3/h,单层最大涌水量为4.289m3/h,井筒预计涌水量合计6.618m3/h。
基岩段采用地面预注浆封水,预计井筒注浆段剩余漏水量小于5m3/h。
潘三矿深部进风井井筒涌水量预计成果表表3
含水层编号
含水层起止深度(m)
主要岩性
含水层厚度(m)
分层涌水量(m3/h)
备注
1.
908.75~918.25
细砂岩
9.50
4.289
Ⅱ类
2.
1012.60~1018.25
中砂岩
5.65
2.329
Ⅱ类(未揭露)
合计
6.618
四、防治水及过断层领导小组
为防止井筒在下步掘砌施工中发生突水,严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,对含水层段进行超前探水及注浆堵水。
同时为顺利通过断层破碎带,项目部成立防治水及过断层领导小组。
领导小组:
组长:
张庆林
副组长:
白易、陈允峰、徐德龙
组员:
赵淑记、戚传军、刘同林、闫武志、李宣立、刘进奎、陈凌霄、李振
及各班班长
五、施工方案
由于潘三矿深部进风井井筒基岩段采用地面预注浆,应当是将大的裂隙水已封堵住,小的裂隙有可能充填不严实,有可能在含水层内出水,为了保障施工安全,在施工8煤前探、测压孔期间已经对含水层进行前探,同时利用5-2、4-2煤瓦斯抽排孔已对断层影响区域进行注浆加固。
施工时,每次放炮打两个4m孔作为探水孔探水。
下一步将利用4-1煤抽采孔继续对断层影响区域进行注浆加固。
通过断层破碎带时,采取小段高施工方案,每出矸至一个支护段高,便及时采取锚网支护,然后及时浇注混凝土,采取快速通过,砌壁大模板高度为2.2m。
六、施工方法
1、掘进
掘进出矸施工工艺及设备配套与原基岩段施工相同。
对于围岩松软、严重破碎地带,采用风镐配挖掘机掘进,中心回转抓岩机直接抓取,抓岩、挖掘机掘进困难时可先放松动炮再抓取。
但在钻爆时及时调整装药量及各种参数,减小对围岩破坏,以利于下步支护施工。
2、打眼、放炮
打眼前首先清理工作面浮矸至硬底,由技术员标出井筒荒径,严格按爆破图表施工,打钻时采取定人、定钻、定位分区作业,要保持炮眼竖直,避免摆动造成炮眼歪斜。
炮眼深度:
掏槽眼2.6m,其余眼深2.4m。
炮眼直径为55mm。
炮眼角度均为90°。
炮眼布置:
工作面布置五圈炮眼,见下图。
主要爆破参数及预期爆破效果(见下表)。
3、一次支护、立模、打灰与原基岩段施工相同。
4、过断层破碎带前,先对5-2、4-2煤进行瓦斯抽排工作,待煤层瓦斯抽排施工结束,利用瓦斯抽排孔进行注浆堵水及断层加固。
爆破原始条件表4
序号
名称
单位
数量
备注
1
井筒净直径
m
Φ8.6
2
井筒荒直径
m
Φ10.2
3
井筒掘进断面
m2
81.71
4
岩石条件
f
4~6
5
雷管
抗杂散毫秒延期电雷管
6
炸药(Ø45)
m/卷、kg/卷
0.4、0.7
三级煤矿许用炸药
爆破参数表表5
圈别
每圈
眼数
(个)
眼深
(m)
眼装
药量
(卷/眼)
炮眼角度
(°)
圈径
(m)
总装药量
(kg)
眼间距
(mm)
起爆
顺序
联线
方式
1
8
2.6
4
90
Ф1.8
22.4
689
Ⅰ
串并联
2
15
2.4
4
90
Ф3.8
42.0
800
Ⅱ
3
20
2.4
3
90
Ф5.8
42.0
908
Ⅲ
4
27
2.4
3
90
Ф7.8
56.7
905
Ⅳ
5
61
2.4
2
89
Ф9.8
85.4
504
Ⅴ
合计
131
248.5
预期爆破效果表6
序号
爆破指标
单位
数量
1
炮眼利用率
%
91.7
2
每循环进尺
m
2.2
3
每循环爆破实体矸石量
m3
179.76
4
每循环炸药消耗量
Kg
248.5
5
单位原岩炸药消耗量
Kg/m3
1.38
6
每米井筒炸药消耗量
Kg/m
112.9
7
每循环雷管消耗量
个
131
8
单位原岩雷管消耗量
个/m3
0.73
9
每米井筒雷管消耗量
个/m
59.5
6.1施工前准备
1)排水设备:
井筒施工前,吊盘中层排水系统必须形成,同时排水管路必须跟随吊盘沿井壁固定。
吊盘中层盘必须安装1台DC50-80×12卧泵(地面有一台备用),由工作面风泵排水至吊盘水箱,再由卧泵排水至地面。
排水管选用Φ133×8mm无缝钢管,用高压法兰连接,排水管沿井壁固定。
2)支护形式:
井筒揭露断层破碎带时,先将暴露的井帮进行一次支护。
一次支护形式:
采用锚网支护,其中锚杆规格为φ22×2400mm高强钢筋锚杆,间排距为800×800mm,采用Z2560锚固剂全长锚固,钢筋网采用10#铁丝网;壁厚800mm,采用素砼支护,混凝土强度等级为C60。
6.2注浆材料
注浆选用ZTGZ-60/210型电动注浆泵,注浆泵及搅拌桶均放置在中层吊盘。
浆液材料采用单液浆,水泥选用PⅡ52.5水泥,水灰比为0.6:
1。
6.3浆液的配制
水泥浆液配制方法是先向水泥浆搅拌桶内加入定量的清水,按设计配比井下采用人工进行配料,搅拌桶体积0.3m³(半径0.35m,高0.8m),采用水灰比为0.6:
1的单液浆配比,则一搅拌桶水泥浆需要水泥330公斤,水198升,拌浆时用铁丝在搅拌桶内做好标记(搅拌桶高800mm,水加到520mm高位置),确保配比准确。
6.4注浆压力选择
对5-2、4-2煤瓦斯抽采钻孔进行注浆封堵,先注1-8圈钻孔,9-11圈钻孔保持连续抽采,待4-2煤揭过后,进行注浆封堵。
首先注6-8圈钻孔,注浆压力为0.5Mpa,其次注1-5圈钻孔,注浆压力为2Mpa,9-11圈钻孔砌筑在井壁内,利用一根高压管连接到连续抽采管后,从井壁接茬缝引出,待4-2煤揭过后,进行注浆,压力为6Mpa。
七、安全措施
7.1注浆安全技术措施
1、注浆机各连接部位必须牢固可靠,防止脱落伤人。
2、工作面各器具要安放牢固整齐,在升降吊盘时盘上要有专人指挥,严防器具及材料掉入井中。
3、注浆人员必须戴防护眼镜和防护手套。
4、注浆泵应有专职机工维护、操作,发现问题及时处理。
5、注浆人员要时刻注意:
当设备运转出现异常(如压力突然增大、注浆管剧烈或浆液消耗量突增等)时,要立即停机,进行检查处理。
6、在处理堵管时,要特别注意带压力的管路口不能对人,拆开时人员站在开口侧面,避免浆液喷出伤人,施工人员戴防护镜。
7、注浆过程中,发现压力突然上升或浆液消耗量突增,应立即停注,查明原因处理后再恢复注浆。
8、注浆期间设专人观察混凝土变化情况,如有异常立即停止注浆,防止破坏井壁。
9、注浆时,注浆管正前方严禁站人。
10、管子与管子之间U型卡,三通等各连接部位用8#铁丝将两端进行连接,做到二次保护。
7.2防片帮安全措施
井筒施工在穿过不稳定的破碎岩层时,为加快施工速度,保证井筒施工质量,确保施工安全,分别采取如下措施:
1)增加周边眼数量,缩小其间距及抵抗线,减少装药量,确保光爆效果。
2)软岩段掘进时,控制周边眼的间距、角度和装药量,预留一定的光面层,放炮后出矸时,用风镐刷帮找够荒径,以控制井帮的稳定性。
3)根据地质预报,过破碎带,应通过调整炮眼深度控制掘进段高,尽量减少空帮时间,快速砌壁通过。
4)井壁装截水槽截井壁淋水,以防井壁淋水进入井帮,造成片帮。
5)出矸过程中专人观察井帮情况,及时找掉活矸、浮石,立摸前找掉全部有可能片落的岩石。
6)浇注砼时,在下料胶管口处,固定一块铁皮挡在下料口外侧,以防砼撞击岩帮,引起岩帮片落。
7)脱模落模前,要仔细检查岩帮情况,发现有片帮迹象,及时找掉危矸、悬矸、活矸,或挂网支护。
7.3瓦斯管理
1)每个施工人员必须掌握瓦斯突出预兆:
打钻时顶钻、喷煤、瓦斯浓度忽大忽小、煤壁片帮、来压、煤体位移压出、煤体出现劈裂声、闷雷声及炮声、煤体光泽变暗、倾角煤厚急变、煤层层理紊乱、地压加大、岩层破碎、温度迅速下降或升高等异常现象。
2)施工过程中,发现突出征兆,作业人员必须立即停止工作,切断电源,所有人员撤至安全地点,并向矿调度室汇报。
3)严格停送电制度:
严禁带电检修或搬迁电器设备和电缆,检修或搬迁电器设备、电缆前,必须切断电源,检查瓦斯,在其风流中瓦斯浓度低于0.8%时,再用与电源电压相适应的验电笔检验;检验无电后,方可进行导体对地放电。
开关把手在切断电源时必须闭锁并悬挂停电牌。
4)施工期间,风电闭锁、瓦斯电闭锁及局扇开关自动切换必须每天试验一次,确保灵活可靠,并做好记录。
风电、瓦斯电开关停电后,必须验电、放电,确认无误后汇报矿调度所并专人看管。
5)过含水层及断层期间,安设本施工地点专职测气员,随时检查工作面瓦斯变化情况、打眼时有无瓦斯异常涌出现象等。
当发现有突出预兆时,立即撤出人员、并及时向调度所汇报。
6)瓦斯检查要重点检查易集聚瓦斯地点,对井筒内易产生局部瓦斯积聚地点,如井壁刃脚下、模板内、吊盘下及封口盘下等应仔细检查,防止漏检。
7)过含水层及断层期间,工作面上方(模板刃脚下方)悬挂便携式瓦斯检测仪。
7.4、过断层期间防瓦斯异常涌出安全技术措施
1)工作面必须建立可靠的局部通风系统,保证工作面风量不小于措施规定。
2)加强地质预测预报工作,严格执行地质“三级”管理制度,五建三处必须连续掌握并记录断层,岩性及基它地质构造情况。
3)现场生产单位带班人员负责检查各类眼(孔)及围岩裂隙的瓦斯。
4)出现下列情形之一的,必须立即停止施工,汇报矿调度所,并查明原因。
⑴炮眼、探眼、锚杆眼或围岩裂隙瓦斯浓度达到3%的。
⑵炮眼、探眼、锚杆眼等各类岩眼(孔)或围岩裂隙突然出水的。
⑶风排瓦斯量达到1m³/min或回风瓦斯浓度突然增大超正常值一倍以上的。
⑷前探、钻孔岩石段出现喷孔、顶钻等异常现象的。
⑸工作面突遇伴生断层、构造煤或岩层产状突变的。
若出现上述5点中任何一种情况,按照以下措施执行直至过完断层区域。
⑴对各类出现异常的眼(孔)进行封堵,封堵深度不少于正常掘进炮眼深度的1.5倍。
⑵工作面若瓦斯涌出量达到2m³/min时,风机必须开双机加大风量,实行“4321”局部通风管理。
⑶工作面必须执行小循环放炮进尺。
⑷工作面及其回风流瓦斯执行0.5%断电制度。
⑸通风区安设专职测气员并严格执行现场交接班,同时保证局部通风系统的稳定可靠。
7.5主要含水层及断层期间安全技术措施
1)严禁酒后下井,严禁违章作业,认真做好防坠工作;
2)专人观察井帮变化,发现问题及时处理;
3)在打钻的过程中,要加强通风并设专人进行瓦斯检查;
4)技术人员应紧跟现场,视地质、水文地质条件及注浆参数的变化及时调整注浆压力、浆液浓度等,以保证注浆效果;
5)注浆期间阀门及各管路要固定牢固,与注浆三通相连的高压软管应连接可靠,并采取固定措施,固定方法要合理得当,各接头要拧紧,开始注浆后井下工作人员要离开管路,及时躲避,井上人员要注意观察注浆压力;
6)放浆放水时要先打开放水三通缓慢放出。
放出的浆液及时装入罐中,提到地面;
7)井下工作人员必须按井下工种佩戴劳动保护用品和矿灯,保险带必须生根在牢固构件上,其它按井下有关规定执行;
8)注浆过程中,要设专人观察注浆压力、吸浆量的变化情况,和井壁、井帮及止浆岩帽的变化情况,发现异常现象及时采取措施处理;
9)注浆过程中,施工人员要佩戴安全防护手套、眼镜;
10)注浆期间,设专人观察上部井帮、井壁是否有漏水漏浆现象,发现异常,立即停注;
11)注浆开始必须通知井下所有施工人员时刻注意观察周围,防止高压浆液漏浆、跑浆伤人;
12)施工人员要熟悉突水预兆及避灾路线。
发现有突水预兆时,应立即停工,撤至地面,并立即向项目部调度所及施工项目部值班室汇报;
13)井口20m范围内禁止使用明火、吸烟、电气焊。
加强入井检查制度,严禁携带烟草、点火物品,严禁穿化纤衣服入井和带电子表。
14)工作面必须安设一部能直通井口信号房及矿调度的本质安全型电话,并保持畅通。
15)放炮时,必须做好探头的保护工作。
八、避灾路线
避灾线路如下:
(一)工作面→吊桶→井口。
(二)工作面→软梯→吊盘→吊桶→井口。
(三)工作面→软梯→吊盘→安全梯→井口。
本措施与《潘三矿深部进风井井筒过5-2煤、4-2煤施工安全技术措施》一并贯彻执行。
九、附图
地质安全生产联系书(20150325)
中煤五建三处第四工程项目部
2015年3月30日
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