超前钻探工程精细化管理规范.docx
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1、第二篇 超前钻探工程精细化管理规范1 工程设计精细化31.1 工程设计流程31.2 工程设计原则41.3 工程设计内容52 作业规程精细化122.1 编制、审批流程122.2 编制要点142.3 作业规程范例(附后)163 现场施工精细化173.1 现场布孔173.2 开孔173.3 孔口管埋设、固管173.4 钻进183.5 揭煤193.6 揭露含水层193.7 取芯203.8 校正孔斜203.9 封孔203.10 原始记录及日报表214 工程验收管理224.1 验收流程224.2 单孔验收234.3 钻场验收245 工程效果评价及成果应用265.1 超前钻探工程评价265.2 超前钻探工程
2、成果应用285.3 其它要求31附件三 超前钻探作业规程范例321 工程设计精细化1.1 工程设计流程1、由地测部门负责现场及周围地质资料收集,进行综合分析、评价,提出超前钻探目的和任务。2、根据巷道实际揭露和综合资料分析,提出超前钻探方案,进行平面、剖面布孔设计,并计算钻孔参数,形成超前钻探工程设计。3、编制完成后,由地测副总负责组织地测科、生产科、安监科、机电科、调度室等有关科室进行会审,提出修改意见,编制人员对设计进行修改和完善。4、完善后的设计方案报总工程师签批,发送相关单位后开始组织施工(超前钻探工程设计流程见图211)。超前钻探工程设计流程图图211责任人流程顺序矿总工程师地测科(
3、生产科)钻探队(探防队)总工批准根据设计编制超前钻探作业规程或安全技术措施下发施工单位根据会审意见修改完善设计副总组织会审收集巷道周围地质资料平面布孔设计、参数计算,形成超前钻探工程设计根据物探、巷道揭露的地质、水文地质信息资料综合分析1.2 工程设计原则1、以查明隐伏致灾因素、超前预防为原则,凡是高突矿井、水文条件复杂矿井、兼并重组矿井、地质条件不清的、水害威胁区域等都要进行超前钻探。2、探查范围要消除巷道前方三维空间内一定距离的地质构造、水害威胁、煤、岩层位变化情况及其它相关地质资料。3、钻孔数量要根据探查目的有针对性的设计,以不留盲区、保证巷道安全施工为原则,钻孔在平面上呈放射状展布,在
4、剖面上长短结合。4、根据巷道施工进度,超前探钻孔要留有足够的超前距,岩巷掘进工作面施工超前钻探必须确保前方三维空间内至少20m的超前距,煤巷掘进工作面至少30m的超前距。1.3 工程设计内容1.3.1分析施工地区的采掘工程状况及地质、水文地质条件,明确超前钻探目的及任务。(1)分析地面位置及地面设施,工作面在地面对应位置、地形地貌情况、地面标高及范围、建筑物及地表水体、地面裂缝等。(2)分析井下位置、四邻及采掘关系,工作面在井下的具体位置、与四邻相互关系及采掘情况,采掘工作面范围、开采层位及上下顺槽标高、井下采掘活动对施工作业的影响等。(3)分析采掘工作面参数及煤(岩)层厚度、产状情况,如巷道
5、设计长度、断面、坡度、顶底板岩性、厚度及煤(岩)层产状要素,回采工作面走向长、倾斜宽及面积、煤层结构、煤层厚度、顶底板产状等。(4)叙述施工区域地质构造,描述巷道煤(岩)层产状要素(走向、倾向、倾角),断层,褶曲,裂隙,火成岩侵入的岩墙、岩床,陷落柱,导水性及其控制程度。(5)对施工区域进行文地质分析,分析超前钻探区域的主要水源,有影响的含水层厚度、涌水形式、涌水量、补给关系、影响程度、与探放点的空间关系(垂距、平距、斜距)等。并分析影响程度,分析超前钻探区域的图纸资料,分析相邻老巷、老空积水、钻孔终孔位置、封孔质量、构造导水等对施工安全的影响程度。(6)对钻探前所施工区域的物探资料进行分析,
6、分析物性特征及异常范围,使得探测更具目的性。(7)明确超前钻探的目的,通过钻探取芯或岩粉分析,探清采、掘头面安全距离范围内的地质构造、水文地质情况、煤(岩)层层位及其它相关地质条件,防止误揭煤、误透老空老巷、误揭构造、误揭含水层等引发瓦斯地质(突出)和突水事故的发生,确保安全生产。1.3.2超前钻探的钻场、钻孔布置。(1)超前钻探的钻场一般应布置在巷道迎头,或在巷道两帮挂耳布置,要明确钻场间距、钻场以及沉淀池水沟规格等,并明确标绘在图纸上。每一轮探测结束后要下发准掘通知书,明确停掘位置和下一轮钻探位置。(2)钻场应确保巷道支护完好、牢固可靠,满足钻机施工空间和通风要求。(3)控制煤层产状,岩巷
7、超前钻探一般情况下要设计4个钻孔,(正前2个,两侧各1个),并呈扇形布置,两侧方位上各施工1个钻孔,两侧孔终孔位置距巷帮一般不小于10m,正前方施工2个钻孔,必要时还要设计补充钻孔,在倾角大于15的单斜构造段,在地质条件稳定且预计法向岩柱大于20m岩巷工作面,上侧方位钻孔可不再实施,钻孔可以半扇形布置;煤巷超前钻探一般情况下要设计3个钻孔(正前1个,两侧各1个),并呈扇形布置,两侧终孔位置距巷帮一般不小于5m,必要时还要设计补充钻孔。(4)探含水层、断裂含水带、含水陷落柱时,从探水线开始施工超前探测钻孔,一般情况下要设计6个钻孔,正前1个,两侧各1个、前上方1个,底板方向的钻孔不得少于2个;若
8、遇出水,应及时按煤矿防治水规定实施注浆堵水工程。(5)探非导水断层等地质构造时,断层位置清楚的,应提前20m超前钻探;推测的断层,应提前60m开始超前钻探。一般情况下,超前钻孔至少有2孔分别控制断层上、下盘,总孔数不得少于4个,对大中型断层,因落差较大,难以控制断层另一盘煤层的,应至少控制前方巷道轮廓线高差20m段范围。(6)探老空、老巷时,在老空、老巷位置明确时,应提前30m超前钻探;老孔老巷位置不清楚,属于推测的,应提前60m开始超前钻探。一般情况下,应布置不少于3个孔,在老空老巷所在平面上程扇形布置,终孔位置满足3m为准。若老空老巷内赋存有老空水,按煤矿防治水规定要求执行。(7)要明确钻
9、孔的结构和钻孔参数,钻孔参数应包含钻场编号,钻孔编号,方位,倾角,孔深,开孔孔径等内容,见表211。(8)穿层钻孔的终孔位置,应至少穿透煤层顶(底)板0.5m处;顺层设计见岩钻孔的终孔位置,应位于穿煤层顶(底)板2m处。表211 超前钻探设计参数表孔号开孔位置开孔方位钻孔倾角设 计深 度(m)开 孔孔 径(mm)套管长度(m)终孔层位备 注1.3.3超前钻探设备选型(1)钻探设备选型要满足矿井超前钻探工作需要及矿井地质条件,选用超前钻探设备必须符合煤矿安全规程、煤矿防治水规定有关要求,应配备防爆电气设备及防爆电动机,必须有防爆MA标志及合格证。(2)钻探设备应装设具有防喷等作用的安全装置,并电
10、机上必须悬挂包机人检修维护说明牌。 (3)要说明选用的钻机、注浆泵等设备型号,同时说明所配套的钻杆、钻头等有关材料规格型号。1.3.4超前钻探技术要求(1)对施工单位接到超前钻探设计后编制作业规程或安全技术措施提出要求,原则上超前钻探设计超过2个钻场或钻孔超过5个孔或预计工期超过一周的工程,编制超前钻探作业规程,超前钻探设计钻孔少、工期短的工程可编制安全技术措施。(2)对施工钻孔的顺序提出要求,原则上先施工正前方孔后施工两侧或底板孔,先施工距煤或构造较近的孔,后施工距煤或构造较远的孔。(3)在施工超前钻探时,由地测人员或施工单位技术人员标定钻孔的方位。(4)对钻孔结构提出要求,在超前钻探时终孔
11、孔径不得大于75mm。(5)在有突水威胁或瓦斯突出区域施工钻孔时应下孔口管并加固。(6)对钻孔工程质量提出要求,如套管长度、固管压力、水泥配比等,钻孔结束后要进行全封孔。(7)每个钻场中至少有一个钻孔要穿透全煤厚,穿全煤厚的钻孔尽量垂直地层的钻孔。(8)对钻探施工中出现特殊情况的处理要求,如在施工超前钻探过程中如有突水、突出等危险征兆时,必须立即停止施工,并采取有效的措施,确保安全施工。(9)钻孔开孔前、钻孔结束后、钻场结束后都要进行工程验收,并由验收人员签字,达到设计要求后方可进行下一流程工作。(10)经井下探测地质条件发生较大变化的,设计不能指导施工时,施工部门要及时向地质部门反映,需要进
12、行设计变更或补充设计。(11)其它技术要求,如原始记录要求、干部跟带班管理要求等。1.3.5 超前钻探设计图纸(1)设计图纸严格按照煤矿地质测量图例及煤矿地测补充图例规定要求绘制。(2)超前钻探设计图应包含平面图、剖面图、断面图、钻孔设计参数表及有关要求,设计图格式如下。48XX超前钻探设计图平面图:1:1000断面图:1:100设计钻孔技术参数孔号开孔方位钻孔倾角深 度(m)孔 径(mm)套管长度(m)终孔层位备 注钻探位置:施工目的:剖面图:1:500技术要求:总工批示:地测副总: 科长: 审核: 编制: 年 月 日 3)超前钻探设计图主要内容:平面图内容包括图签、图例、经纬网、指北针、煤
13、层底板等高线、地面钻孔、煤厚、断层构造、巷道工程、导线点名称、高程、采空区范围、积水区范围、瓦斯突出点、设计巷道名称、设计钻场及钻孔等相关内容,比例尺1:1000或1:500。 剖面图内容包括方位角,高程线、钻孔穿过的地层及标志层、断层名称、设计钻场或巷道、钻孔编号及参数等相关内容,比例尺1:500或1:200。断面图要标注地层、钻孔开孔位置、钻孔编号及参数等相关内容,比例尺1:100或1:50。2 作业规程精细化2.1 编制、审批流程1、钻探队接到地测部门下发的超前钻探工程设计后,要深入现场收集采掘巷道工程资料,并收集巷道周围地质资料,研究施工技术及措施。2、施工单位技术人员编制完成规程措施
14、后,组织队内干部进行审查,修改后的规程措施经队长签字后报地测部门把关,然后由地测副总组织地测科、生产科、安监科、机电科、调度室等有关科室会审。3、会审提出的问题由施工单位技术人员对规程措施进行修改和完善。4、完善后的规程措施报总工程师签批,并发送相关单位,同时在队内施工人员进行贯彻传达,做好施工准备工作。(规程措施编制流程见图2-1)。作业规程编制审批流程图图2-1责任人流程顺序矿总工程师副总工程师地测科(生产科)钻探队(探防队)编制超前钻探规程措施接到超前钻探设计下发超前钻探设计贯彻传达规程措施总工批准发至有关科室根据会审修改完善规程措施副总组织有关科室会审收集施工地区的相关资料综合分析2.
15、2 编制要点第一部分 工程概况叙述超前钻探目的和任务,施工地点采掘工程概况,施工区域地质及水文地质情况等相关情况。第二部分 超前钻探设计说明超前钻探设计原则,超前钻探设计钻孔的施工位置、超前距、钻孔结构、设备选型等。对施工的每个钻孔计算参数,并对施工中有关技术工艺提出要求。第三部分 生产系统分别叙述供电系统、供排水系统、通讯系统、通风系统、监测监控系统设备选型、工作方式、安全保障等有关要求。第四部分 劳动组织及施工要求叙述施工前人员培训情况及取证情况,设备材料的准备情况,说明作业方式,劳动组织方式及人员安排,并说明各施工阶段工程质量控制、异常情况的处理、钻探结束标准、钻孔及钻场质量验收标准等。
16、第五部分 安全技术措施叙述钻场安全管理制度,现场管理一般性安全要求。然后根据施工流程,分别叙述设备搬运安全措施、钻场顶板管理安全措施、钻机安装安全技术措施、钻进安全技术措施、取芯安全技术措施、钻机拆除安全技术措施、防瓦斯措施、防灭火措施、防水害措施等。第六部分 灾害应急及避灾原则说明发生瓦斯、煤尘爆炸事故,突水事故,顶板事故,火灾事故,矿井停风事故等的应急措施。明确发生瓦斯、煤尘爆炸事故、火灾以及水灾事故的避灾路线。第七部分 文明施工及其他描述钻场内、外及泵窝内的文明施工标准,原始记录的要求,其他事宜的说明。第八部分 规程措施附件超前钻探设计平面图、超前钻探钻孔结构图、超前钻探钻孔剖面图、供水
17、系统图、供电系统图、避灾路线图、 会审审批表、学习贯彻签字表。2.3 作业规程范例(附后)3 现场施工精细化3.1 现场布孔1、钻探开孔前,由测量人员与钻探队技术人员将按设计方位挂线并现场标定,开孔位置要布局合理。2、布孔时应选择岩石(煤层)面平整、完好,无破碎地点。3、孔与孔之间的间距均匀,便于补加钻孔,并挂孔号牌编号管理。3.2 开孔1、开孔前应先检查钻机及相关设备是否完好,运转是否正常,4根立柱是否支牢立稳,有无安全隐患,否则不得开孔。2、严格按设计要求参数施工,要求方位角、倾角误差控制在1以内。3、开孔孔深应大于设计套管长度1m,并把孔内岩粉冲净。4、开孔顺序:钻孔按设计序次施工,施工
18、结束的钻孔及时注浆封孔,否则不准开新孔。3.3 孔口管埋设、固管1、根据钻孔的施工目的和地质条件决定是否埋设孔口管。2、埋设孔口管前须详细检查孔口管、接头质量和丝扣,不合格者不准使用。3、按设计直径及长度下入套管,安装时,短节之间丝扣紧固到位。4、孔口管埋设到位后,利用注浆泵或封孔器等设备将水泥浆等材料进行注浆固管,确保孔口管牢固,否则重新固管。5、在孔口管区段内,提升钻具要稳,减少对套管的撞击,防止提钻时带出套管。3.4 钻进1、每次钻进前必须重新校正钻孔方位与倾角。2、每个钻场要有5根压柱(4用1备),用4根压柱稳固钻机(压柱防倒绳要栓牢),钻机底座要水平;钻进时先供水,观察反水水量正常后
19、再钻进,钻进时给压要均匀,匀速钻进,要保证有足够压力水,不准打干钻;停钻时先提钻后停水;在软硬岩石变化段施工时要减小孔底压力,均匀钻进。接钻杆时丝扣上要加破布,钻杆要上紧防止漏水。3、当钻孔施工过程中揭露断层及其破碎带发生塌孔埋钻现象时,要进行注浆加固破碎带,封堵导水裂隙。4、钻进过程中遇到的地质变化要及时调整作业方式,查明地质条件,严格按措施及操作规程要求施工,精心操作,防止跑钻、卡钻事故的发生。5、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。6、对不施工钻孔要起钻,钻杆不得留存在孔内。7、钻探施工过程中如出现瓦斯、顶板、水害等灾害事故或预兆时,要及时停钻撤人,向
20、矿调度室汇报,并与相关业务科室联系。3.5 揭煤1、钻探预计揭煤时应调整钻机压力缓慢钻进给压均匀。2、钻探揭煤后钻进中应认真做好“三看、二听、一及时”,仔细判断孔内情况。3、钻探揭煤后钻机应缓慢钻进给压均匀,压力不宜忽大忽小。4、钻探揭煤后如有瓦斯异常情况,应立即停止钻进,但不得拔出钻杆。5、揭煤期间要做好防喷孔、防瓦斯超限措施。3.6 揭露含水层1、钻孔揭露含水层之前,钻孔必须上好大闸门,便于控制水量。2、钻孔揭露含水层之前,其它钻孔套管必须加固合格,外壁不漏水,已结束的钻孔封孔结束,否则不准钻进。3、钻孔出水后必须测定出水深度、出水量、水温、水压等基本参数,并进行记录,必要时可以采集水样进
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