煤矿井下供水钻孔施工方案

井下供水井施工设计方案

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一、施工目的

解决矿井生产用水和部分生活用水。

二、施工地点

1030水平辅助运输巷130米附近，面向迎头的左帮； 见平面图

三、钻探准备

1.施工设备

1.1钻机：杭州ZDY-3200（A）全液压坑道钻机。 1.2钻杆：Ф73mm钻杆

1.3钻头：Ф146mm、Ф1127mm、Ф108mm、Ф89mm、。 1.4注浆泵：使用3NB-6/10-22型 1.5 ZJ-400A型制浆机（矿用） 2.施工材料

2.1 水泥：使用P.o32.5普通硅酸盐水泥。

2.2 套管：使用D40无缝钢管,选用Ф146mm、Ф127mm、Ф108mm的套管。

2.3膨润土，冲孔用。

四、钻孔结构、施工

1、工程量

1.1设计钻孔1-2个，每个钻孔的工程量约300m。 2、钻孔参数

设计套管长度（m） 方位 倾角 开口位置（坐标） 孔深终孔层位 （°） （°） （m） φ146 φ127 φ108 距硐室左帮2m，距躲避硐室迎头3m，硐室底板开孔。 穿过灰岩垂直 -90° 300.0 20.0 120 0 X = 4313665.157 150m Y = 19627534.147 Z = 1038.0

3.钻孔要求

3.1 能够达到精确测定灰岩含水层水压，所测水压值能够真实反映灰岩含水层的水压。

3.2钻孔下三级套管，用Φ146mm钻头开孔，下Φ146mm一级套管20m过2#煤；再用Φ127mm钻头向前钻进，下Φ127mm二级套管120m过5#煤至奥灰10米；然后用Φ108mm钻头向前钻进，钻至灰岩下150m至终孔。 见剖面图

五、施工技术要求

1.钻机固定

1.1稳钻机前，首先把钻场清理干净，放钻机位置铺平。 1.2固定钻机前，先把钻孔方位校正，再放钻机位置。

1.3用四根3寸加厚钢管，顶在巷道顶板做顶柱，或打地锚进行固定钻机。施工时按设计钻孔参数（方位角 垂直，倾角- 90°）利用钻机支架调整钻机位置进行施工，由技通部标定钻孔位置。 钻机必须经校平后，保证稳固的情况下方可开孔。 2.孔口管

2.1供水孔下Ф146mm套管作为护孔管，在工作面设一台电动注浆泵，工作面搅拌桶搅拌浆液进行加固套管注浆。护孔管的耐压不得小于2.6兆帕，持续时间不少于30分钟，以孔口管不松动、孔壁四周不漏水、不渗水为合格；

2.2 加固套管注浆时，用井下注浆泵采用水灰比1：0.5-0.6的水泥浆进行注浆加固套管。 3.钻进过程中技术要求

3.1技通部设计的钻孔参数，在施工过程中应经常矫正且不得随意改动，如因现场施工条件受限需要变动时，必须经技通部同意后方可变动，同时根据现场变化情况修改单孔设计施工通知单。 3.2上好护孔管，准备好封孔脑袋头和压力表。

3.3，当Ф127mm开始钻进时必须在孔口上好控水阀门，防止钻进过程中钻孔出水而无法控制。当钻进奥灰10m，下Ф127mm二级止水套管，长度120m。二级套管耐压试验的压力不小于6MPa，持续时间不少于30分钟，以孔口管不松动、孔壁四周不漏水、不渗水为合格；若耐压试验不合格，

应重新固管，确保试压合格。合格后在二级套管上安装高压闸阀。 3.4按规定及时准确丈量钻具长度，认真做好现场小班记录，记录要符合“及时、准确、完整、清晰”的要求。

3.5为确保施工人员的安全，孔口安装防突水装置，做到钻孔突水时可以控制。

3.6施工过程中认真执行钻孔防斜措施，按要求下设防孔斜装置。 3.7过煤层时，现场要有专职瓦斯检查员检测瓦斯。

3.8水泥浆比重：先期以稀浆为主，即水泥比重1.2 ～1.3为宜，如果裂隙发育，注浆量很大时，可用比重为1.4～1.5水泥浆注浆。 3.9施工时如出现塌孔现象，必须使用泥浆做冲孔液。 4.终孔技术要求

4.1钻孔终止于穿过灰岩下150m，钻孔必须以Φ108mm的孔径终孔。 4.2成孔后安装压力表，压力表的量程必须与实际水压相匹配。 4.3安设的压力表与钻孔要紧密连接，不能漏水，所测压力能够真实反映灰岩含水层的水压。

4.4当钻孔钻进出水但达不到设计水量时，必须带压、带水钻进，孔口管必须带有三通，钻孔水可以通过三通排出。下钻时，当钻杆的自重不能下钻而出现顶钻时，必须使用钻机的动力（卡瓦卡住钻杆）进行下钻，钻杆的上方不得有人，防止窜杆伤人。 5.劳动组织

5.1施工采用三八制，一台钻机，井下每班三人，其中班长一人。

六、排水要求

钻孔揭露奥灰前必须达到排水水仓容量不得小于10m3。

排水泵的排水能力不小于100m/h，并有备用泵。（机电部落实） 排水路线：水仓→1030辅助运输巷→联络巷→221辅助运输巷→井底车场→主平硐→地面

排水管路建议一次性达到《矿井初步设计》的永久管路要求。（机电部落实）

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七、施工安全要求

1.工作人员严格执行钻探工岗位责任制

1.1确保孔口安全操作，保护孔口安全，认真检查钻具磨损情况。 1.2各种工具要合理使用、维护、洗刷、摆放和保管。

1.3施工场地保持清洁卫生，钻探工要配合钻探班长配备钻具。 1.4钻探工要协助钻机维修工搞好机械维护保养等工作。 2.班组长严格执行钻探班长岗位责任制

2.1负责本班全面工作，认真组织全班人员努力钻研业务技术，搞好团结，全面完成各项任务。

2.2带领全班人员自觉遵守劳动纪律和操作规程，严格按照设计和上级要求施工，全面实现安全、优质、高效。

2.3负责本班技术指挥和主要技术操作，全面掌握孔内情况，及时判别、预防和处理事故。

2.4负责召开本班各种会议，提出完成任务的措施，开好交接班会，负责班内的检查工作，主动互创条件，搞好协作。 3.运输、搬运设备时应注意的安全事项

3.1装卸设备时，严禁摔、碰、撞击，整体装运时必须符合《煤矿安全规程》的规定，不得超长、超高、超宽、超重。 3.2搬运设备时不得磕碰各操纵把手，更不得硬性扳扭。

3.3设备分装、分运时，要对油管及接头、液压阀、齿轮、齿条、滑移导轨等易损部件采取特殊保护措施，运输时不允许在地上拖拉。 4.钻机检查时应注意安全事项

4.1开钻前必须做好钻机的检查和准备工作。

4.2必须检查机组安装是否平稳，防护装置是否完好，各部件连接是否可靠，油管连接是否正确无误。

4.3检查油箱油面是否在限定位置以上，并向各油嘴及润滑油部位加注适量的润滑油。

4.4检查各操纵把手是否灵活，定位是否准确可靠。

4.5检查钻机各旋转件转动是否灵活，方向是否正确，有无阻力过大或声音异常情况。

5.钻机操作时应注意的安全事项

5.1扳动分动手把或变速手把时，必须先断开离合器，待齿轮停止转动后并将操作把手放之空档上再操作。

5.2在钻进中手不得离开给进手把，必要时用保险卡板将制动手把锁住。 5.3升降钻具时，提升抱闸和制动抱闸不准同时闸紧，液压站不得超负荷工作，钻机正常钻进期间严禁倒转。 5.4提升机上提钻杆时，应先将回转器卡盘。

5.5用旋转调压手轮提高油压时，若调压阀发出噪音，应稍降低压力，再缓缓提高油压，若仍未消除噪音，应立即停机检查。

5.6钻机运转中如出现震动声音异常，应立即停机检查，待故障消除后方可继续工作。

5.7升降钻具时要集中精力操作，不准离开操作阀或做其他工作。不准双手离开升降手把。 6.高压注浆注意事项

6.1二级和三级套管的注浆加固及试压时所需的压力较高，应引起高度重视。

6.2 试耐压和注浆过程中，未经工作人员许可，其他人员禁止进入高压影响区域。

6.3试耐压和注浆时，注浆泵和孔口连接处要有安全卸压装置。 6.4 工作人员要佩戴风镜和其它防护用品，以防高压伤人。 6.6试耐压和注浆时，人员不能正视钻孔，不能站在孔口正前方。 6.7 操作人员要一人启动电源，一人操作泥浆泵离合，一人监护，注意泥浆泵压力表变化，发现异常，随时停泵并切断电源。

6.8完成注浆后，要先关闭孔口截门，再打开卸压三通进行卸压。 6.9 最后取掉孔口连接装置，清洗注浆泵，时间不少于三十分钟。 7.防火

7.1此供水孔要穿过煤，因此应主要做好过煤段防止钻孔着火事故的发生。 7.2打钻人员全面进行灭火知识培训，提高职工防灭火技能。

7.3钻场必须保证水管到位，并具有向钻孔喷射水功能，供水压不低于0.5Mpa，打钻期间不得停水;打钻地点要配备，不少于3台的合格干粉灭

火器和不少于0.2 m的黄土，以备灭火使用。

7.4穿煤过程中如出现孔内冒烟、着火时，应立即连接泵水进行压水灭火。 7.5钻进过程中，发现钻头不利、脱落、钻杆滑扣或断裂、压水小等情况时，要立即停止钻进，进行处理，防止长时间摩擦发热引起着火。 7.6电器设备必须保持良好的运行状态，严禁失爆，电缆、风带要分挂巷道的两帮，电缆不得有破皮、漏电现象、动力电缆不得盘放。 7.7电缆电器设备及钻场附近不得存放易燃易爆物品。 8.防瓦斯

8.1此供水孔要穿过煤，因此应重点做好过煤段防止煤与瓦斯从钻孔中突出和防止钻场瓦斯超限。

8.2 钻场内安装瓦斯传感器，安设在距钻场口２ｍ钻机正上方顶板下0.3m处，必须悬挂甲烷便携仪和一氧化碳报警仪，并设专职瓦检员随时检查瓦斯。

8.3加强通风管理，施工中任何人不得停开风机，若风机因故障停转时，查明原因，要及时向调度室汇报。

8.4若遇瓦斯涌出，有喷孔、顶钻现象时应立即停止钻进，撤出人员，保持原有状态，然后汇报指挥部，采取措施进行处理。

8.5瓦斯浓度超过1%、二氧化碳浓度超过1.5%时或局部瓦斯超过规定时（以钻孔为圆心，半径0.4m、瓦斯浓度不得超过2%），应停止钻进，撤出人员，切断电源，进行处理，并向调度室和区队汇报。

8.6钻孔施工前，必须安设一组不少于最多施工人数数量的压风自救装置。 9.防水

9.1 此供水孔要穿过灰岩含水层，水压约1.3—1.5MPa，因此防止高压水顶钻伤人显得尤为重要，应引起高度重视。

9.2孔口管上必须安设高压阀门，钻具可通过阀体钻进，遇有突水征兆时，井下由班长现场指挥，要冷静处理，停止钻进，启用防突装置，报矿调度室，然后视突水情况是否拔出钻杆，关闭阀门等工序，进行地面注浆。 9.3当钻孔内有水压出现顶钻时，不应松开钻机卡瓦，不允许提出钻具，待压力缓解、稳定后，慢慢试验松开卡瓦，由有经验的老工人操作。

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10.防喷

10.1此供水孔相机穿越煤层和灰岩含水层，重点防止瓦斯和高压水喷孔。 10.2加强职工安全防护意识，密切注意钻进中的异常情况。

10.3正常钻进时闲杂人不准靠近钻机，钻探人员不准正视钻孔或站在钻杆正后方，防止孔内喷煤及钻具射出伤人。

10.4安装钻机时必须要打好顶柱或地锚，钻机固定平稳、牢固。 10.5如果钻机前后打好压柱，不准私自取下。

10.6在孔口盘上，高出0.15m处安装一个孔径大于Φ78mm,小于Φ85mm的孔口盘，并且钻杆不能提出孔口，进行阻挡孔内矸石喷出伤人。 11.避灾安全路线：

11.1火、瓦斯避灾路线：

硐室钻场→1030联络巷→221运输巷→主平硐→地面 11.2水灾避灾路线：

硐室钻场→1030联络巷→221辅助运输巷→井底车场→主平硐→地面

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