华润联盛南山煤业有限公司井下出水点封堵治理工程施工方案.doc

华润联盛南山煤业有限公司井下出水点封堵治理工程施工组织技术方案及
安全技术措施

天地科技股份有限公司

2014年8月

目录
1工程概况 3
2施工准备 5
2.1技术准备 5
2.2施工队伍准备 5
2.3施工现场准备 5
3注浆堵水工程施工工艺 6
3.1集中涌水点施工方案 6
3.1.1注浆材料 6
3.1.2注浆设备 6
3.1.3施工流程 6
3.2大片淋水区施工方案 7
3.2.1注浆材料 7
3.2.2注浆设备 7
3.2.3施工流程 7
3.3注浆计算 9
3.4技术要求 9
4劳动力配备及材料 10
4.1拟投入人员 10
4.2拟投入设备及材料 10
5施工进度计划 11
5.1总工期计划安排 11
5.2正规作业循环 11
6总工程量、费用及工期 12
7安全保证措施、文明施工 12
7.1安全保证措施 12
7.2文明施工 16
8避灾路线 16
9其他 16
1工程概况
南山煤矿位于山西省吕梁市中阳县境内，属于资源整合矿井，井田面积18.1606Km2,主采煤层为山西组3、5煤层及太原组6、10煤层，设计生产能力120万吨/年。
南山矿的充水水源主要为老空、采空水，太原组10煤层顶板以上的L1、L2、L5灰岩水以及砂岩裂隙水，据《矿井水文地质类型划分报告》，太原组灰岩岩溶裂隙含水层水位标高1235.36米，奥灰岩溶含水层水位标高1250.1米。太原组岩溶裂隙含水层主要为L1、L2、L5灰岩，平均厚度分别为6.79米、6.23米、3.35米，L1灰岩厚度最大，岩溶裂隙较发育，富水性中等，距10号煤10米左右，对该煤层影响较大。据巷道揭露情况，涌水点出水后，经过两年时间的疏排，涌水量变化不大，说明水源补给充分，灰岩富水性较强，目前矿井现涌水量约192m3/h。
经实地勘察，井下共有6个区域的涌水点需要封堵治理，其中集中涌水点分别位于轨道暗斜井（1号涌水点）、回风暗斜井（4号涌水点）、主斜井（5号、6号涌水点）；大片淋水点位于西轨道下山（2号涌水点）、一采区运输上山（3号涌水点）。具体为：
1号区域涌水点位于轨道暗斜井中部，该巷道为穿层巷道，拱形断面，巷宽4.5米，高3.5米，全岩，坡度为17°，方位244°，采用锚网喷浆联合支护。现巷道出水点区域顶部有一处淋水，巷帮下侧3处集中出水（其中两处为巷帮裂隙出水，一处为钻孔出水，该钻孔为掘进期间巷道起坡处超前探放水孔，开孔位置10#煤顶板，安设孔口管孔径90mm,终孔孔径60mm,钻探深度107米时出水停钻，钻孔方位245°，倾角17°），涌水量合计21m³/h。该处涌水点标高1138，承受太原组灰岩水头压力0.95Mpa, 承受奥灰岩溶水水头压力1.10Mpa；
2号区域涌水点位于西轨道下山，巷道沿10号煤底板掘进，煤层厚度为5.32米，顶底板均为砂质泥岩，巷宽4.5米，高3.5米，全煤矩形巷道，顶部向上为1.8米的顶煤。采用锚网喷浆联合支护，约有100米的巷道顶板大面积淋水，掘进时，锚索打到深度为8米的时候出水，出水标高为1036米，水源推断为上部L1灰岩含水。涌水量18m³/h。
3号区域涌水点位于一采区运输上山，巷道沿10号煤底板掘进，煤层厚度为5.32米，顶底板均为砂质泥岩，巷宽4.5米，高3.5米，全煤矩形巷道，顶部向上为1.8米的顶煤。采用锚网喷浆联合支护，约有80米的巷道顶板大面积淋水，掘进时，锚索打到深度为8米的时候出水，出水标高为1037米，水源推断为上部L1灰岩含水。涌水量16m³/h。
4号区域涌水点位于回风暗斜井中部，该巷道为穿层巷道，拱形断面，起坡10号煤，巷宽3.2米，高2.5米，全岩，方位335°，坡度为30°，采用锚网喷浆联合支护，巷帮下侧集中出水点3处，（其中两处为巷右帮裂隙出水，一处为左邦钻孔出水，钻孔开孔位置6#煤，方位335°，倾角30°，安设孔口管孔径90mm,终孔孔径60mm，深度90米时探通上部原枝柯二坑3#老空出水停钻），该处涌水点标高1088.59米，承受太原组灰岩水头压力1.43Mpa, 承受奥灰岩溶水水头压力1.58Mpa。涌水量合计25m³/h（其中钻孔涌出的老空酸性水流量14m³/h，巷帮裂隙涌水量11 m³/h）。推测为太灰含水层出水。
5号区域涌水点位于主斜井中部6号甩车场，巷道沿6#煤层底板掘进，宽4.5米，高3.5米，全岩拱形巷道，坡度0°，采用锚网喷浆联合支护，集中涌水点为巷道顶板、侧帮岩石裂隙出水，涌水量18m³/h。涌水点标高1091米，承受太原组灰岩水头压力1.41Mpa, 承受奥灰岩溶水水头压力1.56Mpa。推测为L5灰岩及K3砂岩裂隙水。
6号区域涌水点位于主斜井井口往下130米、480-500米处，该巷道为穿层巷道，拱形断面，宽4.7米，高3.6米，全岩，坡度24°，落底10煤，落底标高1038.4米，采用锚网喷浆联合支护，集中出水点有3处，均为巷道顶板及两帮裂隙渗水，涌水量22m³/h。130米处，涌水点标高1307米，480-500米处涌水点标高1172.8米，分析为山西组及其上部砂岩裂隙水。
以上6个区域出水点合计涌水量120 m³/h。
2施工准备
2.1技术准备
1 方案完成后，组织工程技术与管理人员认真阅读、学习本方案，并移交相应资料，组织现场施工技术人员学习并答疑。
2.2施工队伍准备
1 为确保本工程施工速度和工程质量，要在本单位精选素质好、经验丰富、从事过二次以上类似工程的施工队伍进场。
2 按总体施工计划，根据施工进度情况，陆续组织各作业队、各岗位、各工种进场，所有施工人员进入现场前都要进行安全培训，培训合格后方可上岗。
2.3施工现场准备
1注浆工程需要的材料、设备按施工进度的要求分批运到施工现场，现场负责人严格按照设计要求验收到场物资的数量、规格、型号等，并同设计参数进行对比，是否达标。
2施工现场准备：
井下准备：钻机、风动凿岩机、注浆泵、搅拌器、脚手架、安全带（作业高度超过1米准备）及其他配件；
3注浆堵水工程施工工艺
3.1集中涌水点施工方案
3.1.1注浆材料
本次注浆堵水材料选用425普通硅酸盐水泥；模数M=2.8-3.1，浓度在450Be以上的液体水玻璃；JCT-521煤矿注浆堵水加固化学浆。
3.1.2注浆设备
钻机（KQJ-100）1台，风动凿岩机1台，注浆泵（2TGZ/60/210型）1台，水泥浆搅拌器1台，高压球阀（φ25mm）6个，压力表（10Mp）5块，浆液桶（1m3）3个，防爆开关4个，高压胶管（φ25mm）80米。
3.1.3施工流程
1清理涌水点处原巷帮锚喷支护和底板处的浮矸，直至露出完整基岩。
2根据涌水点裂隙发育情况，使用3寸或4寸带耐压法兰的孔口管插入涌水孔中，孔口管上带有固定螺母，然后在边墙上对应孔口管螺母位置打两根锚杆，将锚杆与孔口管上的螺母连接，固定孔口管，用水泥锚固剂封堵涌水点周围的出水裂隙，将涌水全部集中到孔口管中。
3在孔口管周围浇筑混凝土，混凝土上泼洒水玻璃浆，使混凝土即浇即凝。混凝土养护48小时后，进行耐压试验，压力不小于5Mp。时间不低于30分钟。
4耐压试验符合要求后，在孔口管法兰盘上接上含进浆阀、泄浆阀、压力表的注浆系统，压清水20分钟，紧接着开始注水泥-水玻璃双液浆，水泥浆浓度为水灰比1:1，水玻璃浆浓度为450Be，两种浆液的体积比控制在1:0.5。若双液浆注入30分钟，不见升压，视为跑浆，改注水泥单液浆，单液浆水灰比为1:1，随着压力的升高，逐渐降低泵的流量。当压力升到5Mpa、泵的流量为最低档时，坚持20分钟，可以停止注浆，关闭进浆阀门，打开泄浆阀门，压清水洗泵。
3.2大片淋水区施工方案
3.2.1注浆材料
本次注浆堵水材料选用425普通硅酸盐水泥；模数M=2.8-3.1，浓度在450Be以上的液体水玻璃；JCT-521煤矿注浆堵水加固化学浆。
3.2.2注浆设备
钻机（KQJ-100）1台，风动凿岩机1台，注浆泵（2TGZ/60/210型）1台，水泥浆搅拌器1台，高压球阀（￠25mm）6个，压力表（10Mp）5块，浆液桶（1m3）3个，防爆开关4个，高压胶管（￠25mm）80米。
3.2.3施工流程
1注浆施工之前，为防止顶煤冒落，首先使用梯形钢支架加强支护，顶部用木板或混凝土预制背板背紧背实。
2设计注浆孔间排距1.5米（注浆孔布置见3-1、3-2），使用φ42mm钻头，风钻打眼，眼深9米。孔口管选用1寸2的有缝水暖管，长2米，一头焊接长50mm的一寸扣头，另一头车有500mm的马牙扣，孔打好后，孔口管缠麻丝打入，外露60-100mm。
3顶板注浆孔打一个，注一个，先压水20分钟，然后注单液水泥浆，发现有跑浆时，改注水泥-水玻璃双液浆，待不跑浆后，继续注水灰比为1:1的单液浆。单-双-单的注浆方式，终压达到2Mpa时，该孔注浆结束。如仍有跑浆现场，改注JCT-521化学浆，终压达到3Mpa时，该孔注浆结束。

图3-1巷道顶板注浆孔布置俯视图

图3-2巷道注浆孔断面布置图

图3-3孔口管马牙扣示意图
3.3注浆计算
顶板淋水出注浆量计算：
注浆量：计算公式 Q =Aβ ηV
式中：Q —浆液总注入量(m3)；
A —浆液超扩散消耗系数取1.5；
β—浆液充填系数0.85；
η— 岩层平均裂隙率5%；
V— 需要注浆的岩层体积经计算得22113 m3；
经计算总注浆量约为 1410m3。
因淋水位置前后30米亦可能需要处理且前期资料中未发现裂隙率资料故实际注浆量与计算会有差别。
3.4技术要求
1开孔位置准确，允许偏差为±50mm。
2开始施工前进行注浆试验，初步掌握浆液充填率，注浆量、适宜的浆液配比，浆液扩散半径，注浆终压等指标。
3钻孔和注浆采用隔排跳跃施工，详细安排每孔注浆施工次序，并对当班注浆钻孔进行核实，不得遗漏钻孔。
4孔口管必须埋设牢固，埋设长度不小于1.3m，不得在注浆过程中松动或漏浆。孔口管松动或漏浆造成注浆失败的必须补打注浆孔。
5水泥浆需严格控制浆液水灰比，减少水化反应以外的多于水量。
6每孔注浆作业应连续进行，中途不宜中断，尽量避免因机械故障、停电、停水、器材故障等问题造成的注浆中断。因大范围漏浆或浆液消耗量过大而中断注浆时，在施工日志中准确记录，并确保周边钻孔的注浆质量，必要时应补打注浆孔。
7打钻、注浆过程中及时处理漏浆点。除大范围连片漏浆外，应采用人工糊缝处理漏浆点，并压注单液水泥浆。对大范围漏浆区域注双液浆堵漏时，必须对双液浆固化速度进行测试和调整，确保浆液具有较长时间的流动性。
8注浆堵漏采取单、双液浆交替结合及间歇注浆的方法进行，每次注双液浆后及时注入部分素水泥浆，确保漏浆点被有效封堵前漏浆通道畅通，并尽可能扩大单孔封堵漏浆点范围，提高钻孔利用率。
9 注浆过程发生相邻钻孔串浆时，必须对串浆的钻孔进行交替注浆或分开管路同时注浆，禁止利用一个钻孔对两个或更多串浆钻孔同时灌注，分别记录连通钻孔注浆情况。
10 注浆过程系统运行必须可靠，随时检查压力表是否正常，发生故障及时更换，禁止在压力表故障状态下进行注浆施工。
4劳动力配备及材料
4.1拟投入人员
依据施工任务、计划劳力及施工进度计划安排，初步拟定两班倒，每班11人，并配备一定的辅助工。高峰期劳力缺口采取就近调入或加班、倒班措施解决，确保按期竣工。劳动力计划如下：

工 种
单 位
人 数
备 注
班长
每 班
1

技术员
每 班
1

安全员
每 班
1

注浆工
每 班
4

打钻工
每 班
4

4.2拟投入设备及材料
计划设备材料明细表
序号
名称
单位
数量
备注
1
化学堵水材料
吨

2
425＃普硅水泥
吨

3
普通水玻璃
吨

4
注浆管
套

5
胶管（规格）
条
2
φ25*20
6
胶管（规格）
条
2
φ10*20
7
高压球阀（规格）
个
6
φ25
8
高压球阀（规格）
个
6
φ10
9
机油
公斤
50

10
工作平台
台
2

11
风钻
套
2

12
化学注浆泵
台
1

13
水泥注浆泵
台
1

14
搅拌桶
个
1

15
吸浆桶
个
3

16
电气开关
台
4

17
合金钻头（规格）
个
10
φ42
18
钻杆
（规格）
个
20
φ28
19
麻
公斤
100

20
棉丝
公斤
50

21
劳保用品
套
20

5施工进度计划
5.1总工期计划安排
计划 2014 年 月 日进场准备，于 2014 年 月 日交工，工期为 50 日历天。
5.2正规作业循环
根据本注浆工程的特点，采用双班工作，定量作业的方式，即根据计划的工期，制定每天的工作任务，双班完成每天的工作。
6总工程量、费用及工期
项目
工程量
工期
费用

注浆工程
打钻：3160米
（共632孔）
注浆量： m3

50天
打钻：
注浆：

7安全保证措施、文明施工
7.1安全保证措施
施工前公司应组织全体施工人员认真学习本措施、煤矿三大规程、施工技术方案，熟悉施工工序和质量标准。
1建立各级人员安全生产责任制度，明确各级人员的安全责任，抓制度落实，抓责任落实，定期检查安全责任落实情况，及时奖惩。
2加强施工现场的安全管理，根据施工现场的实际情况制定齐全各种岗位责任制、操作规程及安全生产细则，张贴上墙。
3加强施工现场的技术管理，针对施工环节中的环境及生产安全隐患，制定切实可行的预备措施，严格一工程一措施，并按程序办理报批手续，坚持无措施不得开工。
4严格交接班制度，交接班应在现场进行，应交清交明，当班出现的问题当班处理好，较复杂问题应由项目部组织施工班组研究具体措施分工处理。
5在托运、吊装、上下管路和拆除就位时，必须由专人负责，统一指挥，严禁在起吊物上下任何人通行，并根据现场情况设置警戒线
6作业人员应戴好安全帽，佩戴经试验合格的安全带，并系于安全可靠处，或同一运行体上。
7加强施工现场管理工作，非施工人员不得进入现场，场地内堆放的材料应按施工顺序排放整齐，场地清理干净，做到文明施工，争创文明工地。
8严禁无间隔实施情况下，上下垂直平行作业。（上方作业时严禁下方有人）
9人员上下爬梯时必须抓稳抓牢。临时梯子或自制梯子要有专人扶好，梯子在水泥地面上使用时，应有防滑措施。
10参加施工人员必须参加技术交底、措施传达并签认，确保每个施工人员对全部施工过程有较为全面的认识和了解
11井下施工人员各种劳保用品必须穿戴整齐
12需要停送电时，严格执行矿方停送电制度，办理相关手续
13若有突发事件应及时向矿方汇报。
①打钻孔安全技术措施：
1）施工人员必须熟知钻机的特点，掌握有关机具性能和操作方法，并经过施工操作规程培训，考试合格后方可上岗。
2）钻机使用前，修理工必须详细检查钻机的完好性及各处联接头的紧固情况。操作人员把各操作按钮、搬手等均置于关闭位置，向油杯内注入机油，修理工抓紧风管头，打开压风阀门，吹净风带及风管内杂物及积水，关闭风截门后联接钻机各接头，用专用U型卡卡牢，通知司机注意后，打开截门，司机空载由慢至快试验钻机的钻动、升降及冲水情况确认正常后，再由另一人员插入钻杆抓紧护手，司机操作缓慢升起钻机至钻头接触到钻孔位置，同时打开冲洗水及钻机开关，待钻头进入岩体，钻机旋转稳定后，再快速钻进。
3）人员必须站在稳定、可靠、有支护的巷道内施工，严禁空顶作业。
4）操作机具前首先要严格进行敲帮问顶，并在可靠、稳定的临时支护或永久支护下作业，确认安全后，方可进行施工。钻机前严禁站人。
5）必须严格操作程序的要求，操作打眼机具，严禁违章蛮干，钻杆钻机必须两个人配合作业，一人操作机具，一人观顶换钎杆。
6）司机必须双手抓紧手柄，精神集中，控制好转速及升降开关，确保高效安全。
7）作业中发现不正常现象，应及时排除，不要带病作业，不要超负荷运转。
8）在打眼施工过程中，必须选择合适的钻头和钻杆，保证钻孔直径、符合设计要求。
9）开孔位置准确，允许偏差为±50mm，有专人站在安全地点（有支护巷道内）按设计要求定眼位标记，同时在钻杆上做标记，保证打眼深度。打眼时严禁来回拉动钻杆，以免扩大孔径。
10）安装注浆管前，必须用压风或高压水吹（冲）净眼孔内残存物质，压风或高压水开启时，管口前方严禁站人，更不得将管口对准人。
11）钻进时，操作人员要做到“三禁”及衣襟、袖口、裤脚要束紧，不准穿长襟大袖衣服；“三看”、“二听”、“一及时”，三看即看进尺速度，看压力表和孔口上水情况看水接头情况。二听即听机器运转声和孔内振动声。一及时即发现异常及时处理。
12）打钻过程中，如发现孔内阻力增大且孔内排粉能力明显减弱时，必须停止钻进，进行检查，弄清情况后再做处理。严禁强行钻进，强行拔杆，在水压正常情况下，可采用进进退退，用水来回掏孔，严禁蛮干。
13）钻孔过程中，每4小时有瓦检员检查一次有害气体浓度，发现问题要及时采取措施，进行处理。
14）钻进过程中如发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压水量突然增大时，要停止掘进，但不得拔出钻杆，并立即进行检查。孔内压力很大时，应马上将钻杆固定，严禁移动和拔起，以免钻杆伤人，并立即向矿方汇报。
15）若钻孔施工到含水层位置后，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量，作好记录。遇到水量增大，超过排水能力时，要利用闸阀控制水量或关闭闸阀，并电话通知矿方及时撤离可能受到水害危胁区域的作业人员。
②注浆安全技术措施
为保证注浆加固施工质量和施工安全特制定本措施。任何参与注浆施工人员必须熟知本措施并保证在实际工作中严格遵守。
1）注浆人员在施工期间必须佩戴防护眼镜、橡胶手套等防护用品，作业场所必须备有一定量的清洁用水。
2）如遇高处钻孔及安装注浆管必须佩戴安全带，搭好平稳、牢固的工作台，地下支撑物必须牢固，并且要有人观察。
3）封孔时，施工人员不能正对空口方向，防止浆液外窜伤人，换孔时施工人员必须在注浆管内压力释放后再拆卸拔枪。
4）与注浆无关人员及注浆前方观察人员，必须在注浆孔口6米以外，远距离观察，并佩戴好相应防护用品，随时与司泵人员联系。
5）司泵人员密切注意泵的压力，并随时与前方观察人员联系
6）司泵人员应保持浆液不吸空，随时观察泵的吸料情况，保持两种材料的比例正常。
7）注浆完毕后，应立即用清洗剂清洗缸体和注浆管路，清洗完毕后应将泵、管路等规整码放整齐。
8）如注浆不慎溅到皮肤或眼睛内，应立即用大量清水冲洗，严重者应立即就医。
9）进行钻孔、接管、下管、封孔等作业时，应预先检查周围安全情况，防止顶板掉矸砸人，不可违章作业。
10）注浆连接管路时要保证各部位连接牢固。
11）施工前，施工地点要敲帮问顶，排除顶、帮浮矸危岩后，再钻孔注浆。
12）一旦发现有围岩松动、跑（漏）浆、注浆压力突然骤降等异常情况，应立即停止注浆，查明原因，采取措施后才可恢复注浆。
13）任何参与注浆人员必须熟知与注浆地点相关的作业规程及操作规程要求，熟悉避灾路线并保证在实际工作中严格遵守。
③搭架施工安全技术措施：
1）脚手架搭好后，开始在脚手架上垂直巷道方向铺设木背板，木背板与脚手架之间用8#铁丝捆绑，捆绑牢固可靠，确保安全，木背板规格：长×宽×厚=3000×300×50mm，木背板必须铺满脚手架。
2）脚手架必须有斜拉筋，形成三角形，露头不超过200mm
3）高空作业（搭架高度超过1m）时，施工人员必须系安全带，且安全带系在顶板可靠支护上。
4）脚手架两侧需挂防护网。
5）施工人员采用蹬梯子的方法上下脚手架，梯子必须牢靠，梯子距脚手架的距离必须方便人员上下脚手架。
6）搭架施工使用背板及钢管严禁搭在风水管或电缆钩、电缆上，使用完毕后要及时进行拆除回收。
④电气安全技术措施
1）所有电工须熟悉电气设备供电系统及接线方式，按岗位操作规程作业，严格执行矿停送电制度，先将开关手把打至“零” 位，停上一级电源，挂“有人工作、禁止送电”字样的警示牌，并派专人看管，专人停送电。
2）开盖前先检查开关周围20米范围内风流中瓦斯浓度，当低于0.5%时，用相应电压等级的合格验电笔验电，检查无电后方可用导体对地放电，确认无电后再作业。
3）安装完电气设备恢复供电要按程序送电，在施工过程中严禁带电搬迁，带电开盖检修电气设备。
⑤施工整个过程中，必须有负责人员现场统一指挥。
7.2文明施工
1）、施工现场应保持整洁，施工垃圾应及时清理。
2）、施工的机具、材料、设备应堆放整齐有序。
3）、服从矿方的管理。
8避灾路线

9其他
所有参与施工的人员学习本措施并签字