母杜柴登施工组织设计修改版.doc

母杜柴登施工组织设计修改版352020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。中煤能源有限公司鄂尔多斯分公司伊化矿业资源有限责任公司母杜柴登煤矿30201工作面顶板疏放水钻孔施工组织设计徐州大屯工程咨询有限公司 8月目 录一、概况1二、工程目的和任务2三、工作面水文地质概况2四、工程量及质量标准3 工程量3 质量标准11五、施工技术要求及施工技术措施12六、劳动组织和施工工期保证措施16七、主要施工设备和材料配备19八、质量保证措施19九、施工安全措施20十、环保及职业健康要求24十一、附图：25一、概况中煤能源集团有限公司鄂尔多斯分公司所属母杜柴登矿是蒙陕亿吨级煤炭基地的主力矿井之一。母杜柴登矿位于鄂尔多斯市乌审旗呼吉尔特矿区东南部，行政区划隶属鄂尔多斯市乌审旗图克镇管辖。井田为一不规则多边形，南北最长约10.23 km，东西最宽约7.86 km，面积约59.59 km2，井田内资源量为1116.36Mt，可采储量 704.51Mt，设计生产能力6.0Mt/a。母杜柴登井田内含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），该组地层平均厚度为287.67m。含煤920层，平均14层，含煤总厚11.2423.39m，平均19.80m，含煤系数6.88%；可采煤层8层, 即2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中煤层，均为全区可采或大部可采的稳定较稳定煤层，可采煤层总厚9.2220.80 m，平均16.83 m，可采含煤系数5.85%。含可对比成层的不可采煤层4层（4-2上、4-2下、5-2上、6-2下）。初设中将开采2-2中煤层的201盘区和开采3-1煤层302盘区作为首采盘区，面积近40km2，首采工作面为3-1煤层302盘区30201工作面。母杜柴登煤矿为立井开拓方式，共设3个井筒，即主立井、副立井和回风立井。当前，矿井处于建设期，3个井筒已经全部落底，井底巷道即将完成，3条大巷掘进已经展开，生产系统建设已经初具规模，首采工作面（30201工作面）准备巷道即将开始掘进。30201首采工作面位于井田南翼中部，302盘区东侧，主采煤层为3-1煤，设计采高4.8m，生产能力4.2Mt/a。工作面设计长度3500m，宽度240m，走向南北，向302盘区西部接续。根据勘探钻孔H126、B11、H134、B22及MB05孔统计分析，30201工作面3-1煤层厚度为3.86m，总体南部厚，北部薄；煤层埋深为630.8654.61m，南浅北深；煤层底板标高在+631.1+646.132m之间，南高北低；整体为单斜构造，工作面煤层倾角12，煤层倾向为北西向，工作面回采将以小角度俯采为主。当前30201首采工作面巷道掘进正处于准备阶段。根据以往勘探、探查资料及建井过程中揭露的地质、水文地质资料，本区影响3-1煤开采的直接充水含水层为煤层顶板碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层，其中包括3-1煤与2-2中煤之间的延安组中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层、2-2中煤顶板延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层。上述含水层水可经过煤层开采引起的顶板导水裂隙、封闭不良钻孔、含导水构造及裂隙、煤层顶板冲刷带等对井巷工程和回采工作面充水，威胁矿井生产安全。根据勘探资料统计分析，30201工作面3-1煤与2-2中煤间砂岩含水层与3-1煤顶板间距023.43m，中粗砂岩层厚1.324.6m。该含水层厚度分布极不均一，富水性随之不均一性特征十分明显。在巷道掘进阶段将隔水层较薄的区段将经过锚杆、锚索孔对巷道充水，厚度较大的区段在工作面回采后对空区充水，成为直接充水含水层。局部区段为3-1煤直接顶板，在巷道掘进阶段应高度重视。3-1煤与2-2中煤顶板第一层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距2537.05m，砂岩层厚26.6269.6m。本层砂岩含水层处于工作面采后顶板冒落导水裂缝带发育范围之内，也是工作面回采直接充水含水层，将经过采空区对工作面充水，是本次探放水的重点。 3-1煤与2-2中煤顶板第二层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距65.275.05m，砂岩层厚12.6823.4m。局部缺失，在工作面采后可能成为直接充水含水层。另外，根据根据山东泰山地质勘查公司 11月提交的内蒙古东胜煤田呼吉尔特矿区母杜柴登井田综合补充勘探报告中地面瞬变电磁勘探成果，31201工作面里段3-1煤顶板及2-2中煤顶板均存在相对富水异常区，该异常区南北长约2.2Km，东西宽约950m，呈近似半椭圆形，面积约2Km2，覆盖了31201工作面里段1.73.45Km范围，工作面近一半区域处于异常区范围之内。本次设计的钻孔布置在30201首采工作面的回风顺槽和辅运顺槽内。二、工程目的和任务1、经过对以往资料对矿井地质、水文地质条件分析，结合条件相近矿井防治水工作经验，提前对煤层顶板中-粗砂岩孔隙裂隙含水层进行疏放，以防止工作面采后大量顶板砂岩水经过顶板冒落裂隙带向采空区集中涌出，保障30201工作面安全开采。2、经过对顶板水的超前可控探放，减小工作面采后涌水量，减轻矿井排水负担，实现“削峰平谷”，使顶板水均匀泄出，化解开采期间的水害威胁。三、工作面水文地质概况根据以往勘探、探查资料及建井过程中揭露的地质、水文地质资料，本区影响3-1煤开采的直接充水含水层为煤层顶板碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层，其中包括3-1煤与2-2中煤之间的延安组中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层、2-2中煤顶板延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层。上述含水层水可经过煤层开采引起的顶板导水裂隙、封闭不良钻孔、含导水构造及裂隙、煤层顶板冲刷带等对井巷工程和回采工作面充水，威胁矿井生产安全。根据勘探资料统计分析，30201工作面3-1煤与2-2中煤间砂岩含水层与3-1煤顶板间距023.43m，中粗砂岩层厚1.324.6m。该含水层厚度分布极不均一，富水性随之不均一性特征十分明显。在巷道掘进阶段将隔水层较薄的区段将经过锚杆、锚索孔对巷道充水，厚度较大的区段在工作面回采后对空区充水，成为直接充水含水层。局部区段为3-1煤直接顶板，在巷道掘进阶段应高度重视。3-1煤与2-2中煤顶板第一层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距2537.05m，砂岩层厚26.6269.6m。本层砂岩含水层处于工作面采后顶板冒落导水裂缝带发育范围之内，也是工作面回采直接充水含水层，将经过采空区对工作面充水，是本次探放水的重点。 3-1煤与2-2中煤顶板第二层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距65.275.05m，砂岩层厚12.6823.4m。局部缺失，在工作面采后可能成为直接充水含水层。另外，根据根据山东泰山地质勘查公司 11月提交的内蒙古东胜煤田呼吉尔特矿区母杜柴登井田综合补充勘探报告中地面瞬变电磁勘探成果，31201工作面里段3-1煤顶板及2-2中煤顶板均存在相对富水异常区，该异常区南北长约2.2Km，东西宽约950m，呈近似半椭圆形，面积约2Km2，覆盖了31201工作面里段1.73.45Km范围，工作面近一半区域处于异常区范围之内。四、工程量及质量标准(一) 工程量30201工作面位于井田南翼中部，工作面设计长度3500m，宽240m，30201工作面3-1煤层厚度为3.86m。工作面内探放水钻场：在回风顺槽和辅运顺槽以100m为步距，回风顺槽布置33个钻场、运输顺槽布置35个钻场（布置在联络巷中），每个钻场布置46个钻孔，钻孔为扇形布置（具体位置由矿方指定），切眼附近钻场加密布置；工作面内顶板疏放水总共布置钻孔数量321个，总进尺48480m，平均每个钻孔施工倾角为45，倾斜长度150160米，垂直施工高度约106米。钻孔详情见30201工作面井下疏放水钻孔参数一览表。 30201工作面井下疏放水钻孔参数一览表巷道钻窝编号钻孔编号钻孔仰角（）方位角（）预计进尺（m）孔口管长度（m）终孔层位回风巷H1H1-14516515020直罗组底部砂岩含水层H1-24512915020H1-3409316020H1-4455715020H1-5452115020H1-64534515020H2H2-14516515020H2-24512915020H2-3409316020H2-4452115020H2-54534515020H3H3-14516515020H3-24512915020H3-3409316020H3-4452115020H3-54534515020H4H4-14516515020H4-24512915020H4-3409316020H4-4452115020H4-54534515020H5H5-14516515020H5-24512915020H5-3409316020H5-4452115020H5-54534515020H6H6-14516515020H6-24512915020H6-3409316020H6-4452115020H6-54534515020H7H7-14516515020H7-24512915020H7-3409316020H7-4452115020H7-54534515020H8H8-14516515020H8-24512915020H8-3409316020H8-4452115020H8-54534515020H9H9-14516515020H9-24512915020H9-3409316020H9-4452115020H9-54534515020H10H10-14516515020H10-24512915020H10-3409316020H10-4452115020H10-54534515020H11H11-14516515020H11-24512915020H11-3409316020H11-4452115020H11-54534515020H12H12-14516515020H12-24512915020H12-3409316020H12-4452115020H12-54534515020H13H13-14516515020H13-24512915020H13-3409316020H13-4452115020H13-54534515020H14H14-14516515020H14-24512915020H14-3409316020H14-4452115020H14-54534515020H15H15-14516515020H15-24512915020H15-3409316020H15-4452115020H15-54534515020H16H16-14516515020H16-24512915020H16-3409316020H16-4452115020H16-54534515020H17H17-14516515020H17-24512915020H17-3409316020H17-4452115020H17-54534515020H18H18-14516515020H18-24512915020H18-3409316020H18-4452115020H18-54534515020H19H19-14516515020H19-24512915020H19-3409316020H19-4452115020H19-54534515020H20H20-14516515020H20-24512915020H20-3409316020H20-4452115020H20-54534515020H21H21-14516515020H21-24512915020H21-3409316020H21-4452115020H21-54534515020H22H22-14516515020H22-24512915020H22-3409316020H22-4452115020H22-54534515020H23H23-14516515020H23-24512915020H23-3409316020H23-4452115020H23-54534515020H24H24-14516515020H24-24512915020H24-3409316020H24-4452115020H24-54534515020H25H25-14516515020H25-24512915020H25-3409316020H25-4452115020H25-54534515020H26H26-14516515020H26-24512915020H26-3409316020H26-4452115020H26-54534515020H27H27-14516515020H27-24512915020H27-3409316020H27-4452115020H27-54534515020H28H28-14516515020H28-24512915020H28-3409316020H28-4452115020H28-54534515020H29H29-14516515020H29-24512915020H29-3409316020H29-4452115020H29-54534515020H30H30-14516515020H30-24512915020H30-3409316020H30-4452115020H30-54534515020H31H31-14516515020H31-24512915020H31-3409316020H31-4455715020H31-5452115020H31-64534515020H32H32-14516515020H32-24512915020H32-3409316020H32-4455715020H32-5452115020H32-64534515020H33H33-14516515020H33-24512915020H33-3409316020H33-4455715020H33-5452115020H33-64534515020运输巷Y1Y1-14516515020直罗组底部砂岩含水层Y1-24522215020Y1-34527315020Y1-44530915020Y1-54534515020Y2Y2-14516515020Y2-24522215020Y2-34527315020Y2-44530915020Y2-54534515020Y3Y3-14516515020Y3-24522215020Y3-34527315020Y3-44530915020Y3-54534515020Y4Y4-14516515020Y4-24522215020Y4-34527315020Y4-44530915020Y4-54534515020Y5Y5-14516515020Y5-24527315020Y5-34530915020Y5-44534515020Y6Y6-14516515020Y6-24527315020Y6-34530915020Y6-44534515020Y7Y7-14516515020Y7-24527315020Y7-34530915020Y7-44534515020Y8Y8-14516515020Y8-24527315020Y8-34530915020Y8-44534515020Y9Y9-14516515020Y9-24527315020Y9-34530915020Y9-44534515020Y10Y10-14516515020Y10-24527315020Y10-34530915020Y10-44534515020Y11Y11-14516515020Y11-24527315020Y11-34530915020Y11-44534515020Y12Y12-14516515020Y12-24527315020Y12-34530915020Y12-44534515020Y13Y13-14516515020Y13-24527315020Y13-34530915020Y13-44534515020Y14Y14-14516515020Y14-24527315020Y14-34530915020Y14-44534515020Y15Y15-14516515020Y15-24527315020Y15-34530915020Y15-44534515020Y16Y16-14516515020Y16-24527315020Y16-34530915020Y16-44534515020Y17Y17-14516515020Y17-24527315020Y17-34530915020Y17-44534515020Y18Y18-14516515020Y18-24527315020Y18-34530915020Y18-44534515020Y19Y19-14516515020Y19-24527315020Y19-34530915020Y19-44534515020Y20Y20-14516515020Y20-24527315020Y20-34530915020Y20-44534515020Y21Y21-14516515020Y21-24527315020Y21-34530915020Y21-44534515020Y22Y22-14516515020Y22-24527315020Y22-34530915020Y22-44534515020Y23Y23-14516515020Y23-24527315020Y23-34530915020Y23-44534515020Y24Y24-14516515020Y24-24527315020Y24-34530915020Y24-44534515020Y25Y25-14516515020Y25-24527315020Y25-34530915020Y25-44534515020Y26Y26-14516515020Y26-24527315020Y26-34530915020Y26-44534515020Y27Y27-14516515020Y27-24527315020Y27-34530915020Y27-44534515020Y28Y28-14516515020Y28-24527315020Y28-34530915020Y28-44534515020Y29Y29-14516515020Y29-24527315020Y29-34530915020Y29-44534515020Y30Y30-14516515020Y30-24527315020Y30-34530915020Y30-44534515020Y31Y31-14516515020Y31-24522215020Y31-34527315020Y31-44530915020Y31-54534515020Y32Y32-14516515020Y32-24522215020Y32-34527315020Y32-44530915020Y32-54534515020Y33Y33-14516515020Y33-24520115020Y33-34522215020Y33-44527315020Y33-54530915020Y33-64534515020Y34Y34-14516515020Y34-24520115020Y34-34522215020Y34-44527315020Y34-54530915020Y34-64534515020Y35Y35-14516515020Y35-24520115020Y35-34522215020Y35-44527315020Y35-54530915020Y35-64534515020备注钻孔编号格式为AB-C，其中A代表钻场所在巷道（H代表回风巷，Y代表运输巷），B代表钻场编号，C代表钻孔编号，总计321孔，其中风巷169孔；运输机巷152孔；预计钻探总进尺48480m。（二） 质量标准执行井下探放水技术规范（MT/T632-1996）、矿井井下高压含水层探水钻探技术规范（GB/T 24505- ）、煤矿防治水规定（ 11月）、煤矿安全规程、招标文件里规定的其它技术要求。五、施工技术要求及施工技术措施（一）技术要求（1）、钻孔方位角度施工时各钻孔的方位、倾角由矿方测量人员及探放水技术人员现场给定。钻孔的方位、倾角、孔深和钻孔数量必须按设计执行，钻孔仰角应严格测量，角度误差控制在5%以内，矿业公司及监理公司抽查施工参数。特殊地点不能满足钻孔设计参数要求时可做适当调整，但必须取得矿业公司同意，方可进行。（2）、孔管结构06.2m孔径168mm下孔径146套管6.2m。6.220.2m孔径127mm下108mm套管。20.2m，20.2终孔深度孔径为89mm。套管伸出孔口0.2m，管口安装压力表（量程为1-10.0MPa）和闸阀（额定压力大于10.0MPa）。每个疏放水钻孔孔口，必须安装可靠的法兰、阀门、压力表、水表、管道。孔口法兰、阀门、压力表、管道等的耐压要求10MPa,配套水表入口、出口口径不小于3吋（75mm）要求密封、不漏水，法兰使用国标件，便于甲方连接疏放水管道。（3）、套管固结和耐压试验孔口管除导向作用，还是防止煤岩壁渗水及含水层涌水带压溃破的最后屏障。选择3-1号煤顶板岩层坚硬完整地段开孔，开孔直径168mm，下入直径146mm，壁厚6.5mm的孔口套管，长度为6.2m，待固结完毕后再进行下道工序施工。再开孔直径127mm，下入直径108mm，壁厚6.5mm的孔口套管。孔口管长度以隔离煤层直接顶板粉砂岩、泥岩为目标，其长度20.2m。孔口管以丝扣连接，外露部分长度0.2m。钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。注浆使孔口管与孔壁间充满水泥浆。浆液成分：水灰比0.75：1，掺入5%水玻璃(42Be)，常温条件下，凝固24小时，即可扫孔。待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。待（108mm套管）套管注浆固结不少于24小时候后做耐压试验，试验压力为9.0MPa，半小时后套管不松动而且套管外壁不渗水为合格，试验中详细记录耐压试验数据。（4）、取心要求放水钻孔以无心钻进为主，钻进过程中注意判层，钻进穿过3-1煤层顶板砂岩后终孔。根据矿方要求能够增加取心钻孔，取心钻孔的岩心须放在专门的岩心箱内，进行地质编录。取心钻孔、无心钻孔施工都必须配合放水试验工作。如有增加取心钻孔，矿方需提前3天以书面形式通知探防水队。（5）、水文观测与资料收集钻孔施工时观测孔内流出的水量变化情况，若钻孔出水应记录好初次出水的深度，钻进过程注意观测出水量变化及对应钻孔深度，做好记录，并及时向矿方和监理汇报。 (6)、水样采取、钻探施工前应提前装备好排水管路，排水量按照试验期间最大涌水量120m3/h准备。钻孔即将揭露含水层时，要带闸阀钻进。钻孔初次出水后，要观测水压、水量、水温并采取水样进行水质化验。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。、钻进至预计深度时，应停钻观测水压、水量、水温并采取水样进行水质化验。、钻孔终孔后观测水压、水量、水温并采取水样进行水质化验。水样采取后交予矿业公司，有矿业公司送往西安煤科院做水质化验，原始班报要详细记录水样采取的深度、水压、水量、水温等数据。(7)、原始记录原始班报记录要及时、准确、清楚、完整、真实，不准弄虚作假和追记。对耐压试验、钻具丈量、水文观测、地质现象等内容都要认真做好记录，确保钻具丈量、探放水孔的施工等资料准确。探防水工程结束后，原始记录要移交矿方保管。(8)、钻孔保存其中水量丰富的钻孔可作为放水孔使用，而水量较小钻孔则可作为井下观测孔使用。(9)、钻场要求：施工单位根据疏放水钻孔施工的编号，必须在孔口悬挂钻孔编号，便于管理，施工时悬挂钻场钻孔设计牌、钻场全部施工结束，悬挂钻场钻孔参数标识牌板。 (10)、汇报制度施工单位在钻孔施工过程中，发现钻孔出水或其它异常情况，应及时用电话向矿调度、监理汇报钻孔施工情况，并服从矿调度下一工作环节的安排。每班下班前电话通报调度室，通报内容包括：工程进度情况，当班安全和质量情况，以及其它重要情况。(11)、竣工验收每个钻窝的钻孔施工达到设计要求后，由施工方技术员向委托方及监理通报钻孔情况，经现场验收合格后终孔。现场技术员应在钻场工程结束2日内将各项原始资料检查整理完毕，按照钻孔设计要求矿方或监理组织进行验收，并填写钻场钻孔验收报告书。该工程全部结束后，施工单位编写施工总结和工程竣工验收书并负责向委托方提供完整资料，矿方组织人员对该工程进行竣工验收。（二）施工技术措施（1）、施工工序设备进场安装设备无心钻进至6.2m，并扩孔下套管并固管无心钻进至20.2m，并扩孔下套管并固管耐压试验试验合格后安装孔口闸阀和压力表钻进至终孔深度。（2）、钻孔施工、设计钻孔施工顺序为：试验段先行施工钻窝单号钻孔，即回风巷施工各钻场编号为HX-1、HX-3、HX-5的钻孔（X为钻场编号），运输巷施工各钻场编号为YX-1、YX-3、YX-5的钻孔（X为钻场编号），根据疏放水试验效果及物探测试结果另行调整钻孔密度。、钻孔定位：依据设计，探水孔由测量人员进行标定，探放水人员和矿业公司测量人员共同确定钻孔的方位和倾角。依据测量技术人员标定的开孔钻孔位置和钻孔方位，在技术人员的指导下把钻机准确地摆放在确定好的钻机位置，再依据设计和现场实际情况调整钻机高度及钻孔角度。确定高度、倾角的操作：经过底架的基础高度，可调整钻孔开孔的高度，经过调整钻机回转器滑道的倾角，确定开孔角度。(3)、设备安装及钻机稳固、钻机安装要选择在钻场周围煤岩层比较稳固的位置，首先要清理好钻场，且具有足够的施工空间，钻孔施工地点巷道保持正常通风，准备好联系电话并保持畅通。防尘水管、电源、进、排水管路接至施工地点。、安装钻机的钻窝顶部分别安装起吊用钢丝绳索套，移动、起吊钻机使用专用起吊点（承载不小于5吨）。、配有与钻机相适应的水源（Q50L/min，P0.8Mpa）、电源及相应的配套设备。、钻机安装采用地脚丝、支柱联合固定的方法，四根22长1.0米螺纹钢用锚固剂固定钻机底盘，支柱顶部顶在可靠、坚硬的位置，下端支在钻机底座上，做到稳固，支柱上部要用铁丝连接，以免支柱滑倒伤人。、在钻进时，要根据钻机钻进情况及时调节支柱，不能让钻机移动，防止发生钻进跑偏现象。(4)、开孔扩孔及下套管开孔钻进时，要轻压慢转，钻至一定深度后，加压到正常钻进。正常钻进过程中要严格控制钻进参数，禁止钻压忽大忽小。开孔钻进用89mm无芯钻头钻进至6.2m，然后用168mm钻头扩至6.2m，下入146mm壁厚6.5mm的套管，套管长6.2m，套管固结后用89mm无芯钻头钻进至20.2m，然后采用127mm带导向扩孔钻头扩至20.2m，下入108mm壁厚6.5mm套管，套管长20.2m，套管外壁缠绕6#铅丝并对局部进行点焊。下套管前，要严格检查套管质量，特别是要查清套管有否碰瘪、弯曲及丝扣损坏等现象，不合格套管严禁下入孔内。套管丝扣要上紧并用加把紧固。(5)、耐压试验套管固结凝固后，用89mm钻头钻进透到超出套管底部0.5m。管口安装压力表和闸阀，做耐压试验。耐压试验用高压