順槽底抽巷水力壓裂安全技術措施
21111(1)順槽底抽巷穿層鉆孔抽采濃度較低,為提高條帶穿層鉆孔的預抽效果,達到快速消突的目的,選擇對該處采取水力壓裂增透技術。為保證水力壓裂工作安全有序進行,特編制本安全技術措施方案。
一、試驗地點基本概況
1、試驗地點概況
21111(1)順槽底抽巷(-790m東翼膠帶機大巷)為二水平運煤大巷,兼做21111(1)順槽掩護巷。巷道斷面形狀為直墻半圓拱,巷道凈寬×凈高為:5500mm×4350mm。該巷道內共安排3臺鉆機正常施工,現第一臺鉆機在78組鉆孔處向西施工,第二臺鉆機在123組鉆孔處向東施工,第三臺鉆機在157組處向東施工,本次壓裂方案設計2個壓裂鉆孔(鉆孔間隔50m),2#、3#壓裂孔自西向東布置,施工地點分別在130、135組穿層鉆孔處,該段范圍內87~123組、140~157組穿層鉆孔已施工。
2、水力壓裂地點煤層頂底板情況
11-2煤層老頂為粉細砂巖,厚度2.4~11.5/7.44m,淺灰白色,細粒結構,頂部顆粒較細,層內含白云母薄片及暗色礦物。
直接頂為11-3煤砂質泥巖,厚度0~5.3/3.32m,砂質泥巖:灰色,砂泥質結構,砂質含量不均,上部偶見植化碎片。11-3煤:黑色,碎塊至粉末狀,瀝青光澤,暗煤。
11-2煤層直接底為泥巖11-1煤,0~9.08/4.52m,泥巖:灰色、局部深灰色,泥質結構,層內含較多植化碎片,薄層狀,巖性較脆,易碎,巖芯局部完整,局部發育碳質泥巖。11-1煤:黑色,粉末狀為主,暗煤。
老底細砂巖2.84~31.7/14.34m,細砂巖:淺灰色,塊狀,細粒,石英長石為主,硅鈣質膠結,分選差,頂部與泥巖互為薄層狀,水平層理,抗壓強度為37.5Mpa。
21111(1)順槽底抽巷布置于細砂巖下的中砂巖層下部,巷道頂板為中砂巖。中砂巖7.44~27.18/15.52m,灰白色,中粒結構,含少量粗粒成分,層理不明顯,層內含少量暗色礦物,鈣質膠結,頂底部發育有裂隙,巖性堅硬致密。
附圖1:綜合柱狀圖。
3、瓦斯地質情況
瓦斯含量:該區段所掘地段11-2煤層自然瓦斯含量為3.1~8.0m?/t。該區段11-2煤層底板標高為-759.1~-715.2m,根據“集技[2009]304號”文規定:該區段屬于突出危險區;瓦斯壓力:根據11-2煤層瓦斯地質圖,預計該區段瓦斯壓力為1.5~2.5Mpa。試驗處實測瓦斯含量1.5Mpa,140組處實測瓦斯含量6.64m?/t。
4、通風情況
21111(1)順槽底抽巷為全負壓通風巷道,風量為1400m?/min。
通風路線:
第二副井→-790m1#軌道石門→-790m東翼軌道大巷→21111(1)順槽底抽巷→水力壓裂鉆孔施工地點→-790m東翼膠帶機大巷回風斜巷→東二11槽軌道下山→東二回風上山→東風井
附圖2:21111(1)順槽底抽巷水力壓裂通風、監測、避災警戒系統示意圖
5、抽采系統
抽采路線:地面抽采泵站2BEY-72→瓦斯抽采孔(Φ630mm)→-630m回風大巷(Φ630mm)→-530-790m東翼暗副斜井(Φ630mm)→21111(1)順槽底抽巷(Φ273mm)
二、水力壓裂設備選型安裝及相關設備材料
1、壓裂泵選型
水力壓裂設備選型為南井六合煤礦機械有限公司生產的BRW/200-56型乳化泵,額定壓力56MPa,額定流量200L/min。
2、相關設備材料
高壓水力壓裂系統由壓力表、高壓管、封孔器及相關裝置連接接頭等組成。
3、高壓系統安裝
水力壓裂泵安設在試驗地點向東100m處,井下供水管連接至高壓注水泵水箱進水口,通過壓裂泵加壓后,用Φ25mm高壓膠管,連接到壓裂鉆孔的高壓封孔管上,將高壓水流輸送至鉆孔內,壓裂孔孔口處的高壓封孔管上必須安設高壓閘門、卸壓閥等。
附圖3:21111(1)順槽底抽巷水力壓裂系統安裝示意圖
三、水力壓裂實施方案
(一)水力壓裂原理
水力壓裂技術主要機理:通過高壓快速驅動水流,在短時間將大量的水擠入煤層微裂隙,微裂縫擴寬伸展后,使煤層發生碎裂,產生網狀結構的次生裂縫與裂隙,從而增加煤層的透氣性。同時高壓水進入煤層微裂隙,置換部分煤層吸附瓦斯。
(二)水力壓裂工藝流程
1、水力壓裂工作工藝流程
壓裂設備安裝→壓裂鉆孔設計與施工→測定煤層原始瓦斯含量及水份→壓裂鉆孔封孔→水力壓裂→壓裂效果檢驗→施工抽采鉆孔→數據分析
2、各工序工作標準及要求
(1)壓裂設備安裝
機電運輸管理一科負責提供水力壓裂設備供電設計;勘探處根據設計要求安裝好高壓注水泵、高壓水管路系統,根據設計要求安裝供電系統,信息工區安裝遠程電視監測系統;機電修配中心負責設備調試工作。所有系統安裝、調試完成,經機電運輸管理一科等單位驗收合格后,方可開始水力壓裂。
(2)壓裂鉆孔設計與施工
壓裂鉆孔選擇在21111(1)順槽底抽巷8W19點向東6.6m、43.4m分別施工2#、3#孔,采用ZDY-3200S型鉆機配Φ113mm金剛石復合片鉆頭施工,第一次施工至煤層底板法距2m位置,退出鉆桿后,下一根2m注漿管進行注漿封堵裂隙,使用普通水泥,壓力不小于4MPa,凝固48小時后,利用Φ94mm鉆頭進行透孔,鉆孔終孔止于距11-2煤層頂板0.5米處,鉆孔必須嚴格按照設計參數進行施工,在鉆孔施工中,應準確記錄鉆孔參數、鉆孔見各煤層時的長度,鉆孔在煤層中的長度,以及鉆孔開孔時間、見煤時間及結束時間。
附表1:鉆孔施工情況記錄表
附圖4:水力壓裂鉆孔設計圖
(3)測定煤層原始瓦斯含量及水份
壓裂鉆孔施工期間,通防一科安排防突實驗室人員做好瓦斯含量測定準備工作,鉆孔見煤后,用DGC瓦斯含量快速測定儀測定煤層原始瓦斯含量,并收集煤樣進行煤層水份測定,并做好相關記錄。
(4)壓裂鉆孔封孔
鉆孔封孔采用“一堵多注、帶壓注漿”方式進行封孔。
①?孔內全程下入Φ25mm內徑壓裂管至孔底,壓裂管每根長1m,采用特制接頭連接。實管下至見煤點后0.5m位置,其余見煤段為高壓篩管(最上段篩管帶堵頭,且篩管采用紗布包裹)。
②?壓裂鉆孔孔口段10m送入Φ25mm內徑的超高壓無縫綱管,抗壓能力不小于50MP。每根無縫鋼管長2m,采用特制接頭連接;
③?壓裂管外露孔口不小于400mm,孔外的一根無縫鋼管尾端焊接Φ25mm高壓直通快速接頭,確保能正常與兩根Φ19mm內徑高壓纏繞鋼編管連接。為確保鋼管不從孔內向下滑,還需在最后一根鋼管孔外段加工支撐塊。
④?鉆孔孔內下4分注漿管、返漿管,其中返漿管下至見煤位置,注漿管超過孔口封堵段長度0.3m。
⑤?孔口封堵段使用采用聚氨酯加棉紗進行封堵固定。封堵長度不小于2m、同時在孔口打入木塞加固。
⑥?聚氨酯固孔結束后,利用注漿泵進行帶壓注漿,用普通水泥、白水泥對進行封堵,水灰比為0.7:1,普通水泥和白水泥比例為3:1,根據實際情況采用多次帶壓注漿進行封孔,注漿壓力不得小于4Mpa。
⑦?注漿結束待水泥漿沉降后,通過返漿管再次向孔內進行注漿,直至壓裂管返漿,反復進行2~3次。壓裂孔注漿凝固至進入11-2煤層0.5m處。
附圖5:水力壓裂鉆孔封孔示意圖
(5)水力壓裂過程
①壓裂試驗數據監測
試驗中采用遠距離操作。
為精確計算并實施監測孔內壓力變化,試驗中要記錄壓裂泵處監測到的泵注壓力,并設計在壓裂孔孔口安裝壓力傳感器,實現孔內壓力變化的遠距離精確監測(壓力傳感器數據記錄表見附表2)。
在泵注系統管路中安裝流量計,實現時時監控流量及累計注入量(流量傳感器數據記錄表見附表3)。
在壓裂孔及其周邊10m范圍內安設瓦斯濃度傳感器,監測壓裂鉆孔回風流內的瓦斯濃度變化(瓦斯濃度數據記錄表見附表4)。
②壓裂操作步驟
封孔完成并至少凝固36小時后,方可開始對該壓裂鉆孔進行高壓水力壓裂。逐步將壓力調至10Mpa、20Mpa,壓裂過程中,由勘探處安排專人對乳化泵的壓力變化情況進行統計,根據現場壓裂情況,逐步上升壓裂壓力。如壓力泵上升到20Mpa時且水箱內水位不再下降時,操作暫停壓裂工作。在壓裂過程中,如壓裂泵壓力上不去或壓力急劇下降到10Mpa以下時,停止壓裂工作。
(6)壓裂抽采效果考察
水力壓裂結束后,在鉆孔周圍施工抽采鉆孔,對單孔抽采濃度及單組抽采濃度進行考察,方案另行編制。
四、安全技術措施
為確保21111(1)順槽底抽巷水力壓裂工作安全順利進行,保證水力壓裂過程中“一通三防”管理及施工人員人身安全,現從通風瓦斯管理、人員安全防護、高壓設備管理及防治災害等方面采取相應的安全措施,壓裂期間各單位及相關人員必須嚴格執行。
1、通風系統
通風區負責監管及維護通風系統,確保通風系統穩定可靠。
2、監測監控
由信息工區負責在水力壓裂地點回風側安設T測瓦斯傳感器,T測探頭安裝在壓裂點回風側5~10m處,并實現巷道及其回風系統內瓦斯電閉鎖。
T測≥0.8%時,能自動切斷巷道內及回風流中全部非本質安全型電氣設備電源。
在水力壓裂操作臺附近安設專用電話,保證通訊正常。開泵前由測氣員檢查工作面、回風流、乳化泵、開關附近的瓦斯濃度,當瓦斯濃度小于0.5%時,方可開泵注水。
3、安全防護設施
隔離式自救器規定:進入該相關區域的人員必須隨身攜帶完好的隔離式自救器。
4、高壓管路系統
管路連接必須完好可靠,沿原風水管路延接,每間隔5m固定在風、水管路上,且各高壓管接頭必須進行固定,并保證高壓膠管平直,不得彎曲;開乳化泵以前必須由機電修配中心人員對管路系統進行逐一檢查,排除隱患。
5、水力壓裂鉆孔施工規定
(1)鉆孔施工前必須先檢查撤退路線是否暢通、安全設施是否完好,確保安全施工。
(2)通風區按規定檢查巷道瓦斯,鉆孔施工期間必須安設測氣員,當瓦斯濃度達到1.0%時,必須立即停止作業,切斷電源、撤出人員至新鮮風流處,并及時向相關單位進行匯報請示處理。
(3)在施鉆過程中若出現噴孔、卡鉆、頂鉆、瓦斯忽大忽小、瓦斯持續上升、礦壓顯現等突出預兆時,必須立即停止作業、切斷電源,并向值班室與礦調度室匯報請示處理。
(4)鉆孔施工應確保開孔位置應選在巖石完整的位置。施工要保證鉆孔平直、孔形完整。鉆孔施工好后,立即清洗鉆孔,保證鉆孔暢通。
(5)鉆孔施工期間當班負責人必須攜帶便攜式瓦斯報警儀,并將其吊掛在距施鉆地點回風側5m范圍內,當瓦斯濃度達到1.0%時,必須立即停止作業,切斷電源、撤出人員至新鮮風流處,并及時向相關單位進行匯報請示處理。
6、警戒、撤人范圍
嚴格人員撤離和警戒制度。水力壓裂實施前,由勘探處負責對水力壓裂試驗無關人員進行撤離,人員全部撤至警戒范圍外。在警戒位置安設專人警戒并掛設警戒網、警戒標識,嚴禁無關人員進入試驗地點,并切斷回風區域的所有非本質安全型設備電源。警戒撤人及斷電到位后,方可開始執行水力壓裂施工。
警戒位置:
1#警戒:-790m東翼膠帶機大巷壓裂地點西100m處;
2#警戒:-790m東翼膠帶機大巷壓裂地點西100m處。
7、避災路線
避火、瓦斯、水災害路線:水力壓裂試驗點→-790m東翼軌道大巷→-790m1#軌道石門→第二副井→地面。
8、其他安全技術措施
(1)預埋高壓注水管時,所有管頭連接必須使用管鉗擰緊各絲扣,防止壓裂過程中漏水。
(2)高壓注水泵必須安排專職司機(機電修配中心安排1名司機,勘探處安排一名電工、一名機工)操作,司機必須經過培訓,持證上崗,掌握設備性能及安全措施,且操作熟練、責任心強,嚴格按照《泵站司機操作規程》操作,密切關注壓裂泵泵箱水位,防止排空,如供水不及時或出現緊急情況時,必須立即停泵。泵站司機必須嚴格按指令進行操作。
(3)開泵前,首先由勘探處安排專人巡查管路連接、設備完好情況,確保無隱患;將管路系統內的所有人員全部撤出,由現場跟班人員指示開泵,壓裂初始泵壓調至10MPa進行注水直至泵壓穩定在20MPa;如有漏水、炸管現象,必須停泵進行卸壓操作,待注水泵壓力表指示降到0MPa以下時,方可進入警戒內進行處理。
(4)當壓裂泵的壓力持續保持在20MPa且持續有10min以上時,必須立即停止壓裂。
(5)壓裂泵停止運行后,必須當壓力表指示降到0MPa以下時,才可拆開高壓膠管,否則嚴禁對高壓膠管進行拆、裝等操作,嚴防殘留高壓水流傷人。
(6)水力壓裂期間,信息工區必須連續觀察壓裂點瓦斯變化情況,發現異常必須立即通知調度所及井下施工人員。
(7)水力壓裂期間,勘探處安設專人認真核算水力壓裂孔注入水量,并將注入水量及時反饋于現場指揮帶班人員。
(8)水力壓裂停泵卸壓后,必須停饋電開關、閉鎖。
(9)關閉高壓球閥及打開卸壓閥時,人員必須使用長臂工具操作,并佩戴防護眼鏡。
(10)水力壓裂過程,要注意觀察巷道異常出水、頂板掉渣等情況,發現異常要及時停止注水。
(11)水力壓裂操作結束后,對電氣設備防爆性能、管路連接處進行一次全面檢查。
(12)水力壓裂鉆孔由勘探處編制專項施工安全技術措施。
(13)各相關單位需將本措施與水力壓裂方案一并貫徹執行。
五、組織保障措施
為保證水力壓裂工作安全順利進行,礦成立水力壓裂領導小組。
(一)領導小組成員
組?長:陳功勝
副組長:朱亮
成?員:通防一科、機電運輸管理一科、調度一所、安監處、機電修配中心、通風區、抽采區、信息工區、勘探處、生產預備隊。
(二)小組成員職責
組?長:負責水力壓裂工作的的總體實施安排;壓裂進行前,由總工程師組織所有相關人員召開水力壓裂實施專題會,對壓裂工作進行統一安排;
副組長:協助組長進行水力壓裂各項工作實施安排。
通防一科:負責編制水力壓裂實施方案,對水力壓裂各項工作進行日常監督協調。
調度一所:負責協調指揮水力壓裂設備的打運安裝工作,做好上傳下達,信息及時反饋給領導及各相關單位。
機電運輸管理一科:負責提供水力壓裂供電系統設計。
安監處:負責監督落實本措施執行情況。
機電修配中心:負責水力壓裂設備地面調試和井下安裝后的調試工作,水力壓裂施工期間每班安排專人負責水力壓裂以及高壓管路維護。
生產預備隊:負責水力壓裂打鉆及壓裂期間風水管路的維護,確保供風、供水正常。
抽采區:負責壓裂效果相關數據收集考察。
通風區:合理調整通風系統,確保施工地點供風量不少于1000m?/min,負責每班安排人員檢查瓦斯情況。
信息工區:負責安設壓裂鉆孔施工地點的瓦斯傳感器探頭;負責在鉆孔施工地點和壓裂泵安設地點安設專用調度電話。
勘探處:負責按照設計安裝供電系統,按照設計要求施工水力壓裂鉆孔及封堵鉆孔,并編制專項鉆孔施工安全技術措施。
六、水力壓裂工期安排
2014年3月?日~3月?日安裝調試壓裂系統;其中,3月?日~3月
日施工水力壓裂鉆孔及封孔注漿工作,2014年3月?日~3月?日進行水力壓裂工作。
七、附表及附圖
附圖1:綜合柱狀圖
附圖2:21111(1)順槽底抽巷水力壓裂通風、監測、避災警戒系統示意圖
附圖3:21111(1)順槽底抽巷水力壓裂系統安裝示意圖
附圖4:水力壓裂鉆孔設計圖
附圖5:水力壓裂鉆孔封孔示意圖
篇2:定向水力壓裂鉆孔施工安全技術措施
為了保證*V5302工作面安全回采,根據生產技術部安排及《*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖》要求,由我隊負責對*V5302工作面進行水力壓裂鉆孔施工及壓裂,為保證此次施工能安全有效的進行,特制訂此項施工及壓裂安全技術措施。
一、現場概況
*V5203巷、*V5204巷為矩形斷面,其規格為:毛高2.6米,凈高2.5米,毛寬4.5米,凈寬4.3米;頂幫均采用錨桿支護。切眼規格為:毛高2.6米,凈高2.5米,毛寬7.0米,凈寬6.8米;巷道支護采用錨桿支護,錨索補強。切眼東幫為四趟風水管路,切眼內中部還有一排木點柱加強支護。切眼內中部有一個2×1.5m的臨時水倉。
二、技術要求:
使用設備ZDY1200S全液壓鉆機施工鉆孔,鉆桿直徑50mm,鉆孔孔徑為55mm。配以KZ54開槽鉆頭開槽(50米與60米的鉆孔每10米開一次槽,30米的鉆孔每7.5米開一次槽),然后用靜壓水沖洗鉆孔。
1、*V5302工作面切眼初次水力壓裂鉆孔布置
鉆孔垂直工作面切眼布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為50m,孔間距15m,與煤層傾向的夾角為10°,鉆孔方向朝*V5302工作面推進方向。
2、*V5302工作面切眼二次水力壓裂鉆孔布置
鉆孔垂直工作面切眼布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為30m,孔間距15m,與煤層傾向的夾角為16°,鉆孔方向朝*V5302工作面推進方向。
3、*V5302工作面兩巷壓裂鉆孔布置
*V5302工作面兩巷鉆孔布置為雙側布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為60m,孔間距為10m,鉆孔仰角為10°,鉆孔水平投影與巷道夾角為70°。
其它嚴格按照《*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖》中相關參數進行施工
附圖一:*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖
三、施工方法
(1)打鉆施工工藝:安全檢查-穩鉆機-試運轉-鉆進-拔鉆-換開槽鉆頭-開槽-沖孔-拔鉆-換鉆頭-鉆進-安全檢查(安全檢查貫穿整個作業過程)。
穩鉆機:先將鉆機移至鉆孔設計開口位置,起吊鉆機,墊上道木或板梁,落鉆,調好方位,再將單體柱放入柱窩升柱,升柱時,一人扶柱,一人用液槍將柱升緊鎖牢(單體柱與頂板間墊上背板或柱帽),并用10#雙股鐵絲將柱頭與錨桿綁好(鉆機四角上各打一根柱)。把液壓油管連接好,升降鉆機,調好角度。
試運轉:一人操作,一人上鉆桿,上鉆桿時,從回轉器后端插入鉆桿,接上水便和鉆頭,打開水閥門,啟動鉆機。
鉆進:啟動鉆機時,必須等其他人離開鉆機后,等孔內返水后,用鉆頭點鉆慢開,待鉆頭進入鉆窩正中后,方可正常鉆進。
拔鉆:鉆孔到位后,要先停鉆,停水,卸水便,卸鉆桿。
移鉆:卸完鉆桿后,解開四根單體柱的鐵絲,一人扶柱,一人敲柱,然后把單體柱放好,把手拉葫蘆掛到起吊錨桿上,將鉆機移動到下一個開孔位置,調方位,穩鉆,調角度。(單體柱柱頭鐵絲解一根取一根柱)
鉆孔施工,每班至少3人,鉆孔開孔一定要輕壓慢轉,保證鉆孔平直。
(2)壓裂施工工藝:安全檢查-安裝-接管-封孔-加壓-泄壓(鉆孔)-泄壓(封孔器)-安全檢查(安全檢查貫穿整個作業過程)。
安裝:連接注水鋼管將封孔器推送至預定位置(預裂縫處),封孔、注水壓裂采用倒退式壓裂法,即從鉆孔底部開槽處向外依次進行壓裂。
封孔:手動泵加壓封孔器,待壓力達到10MPa后停止加壓,觀察鉆孔并監測壓力表,檢驗封孔器能否保壓,若鉆孔中有水流出或壓力下降明顯,說明封孔失效,檢查封孔器各個連接處及封孔器本身,找出并解決問題,確保封孔器正常工作。
加壓:開啟水壓儀,給高壓水泵先通水再通電,然后慢慢加壓,同時記錄水泵壓力表、流量計數據,繼續加壓直至預裂縫開裂,這時壓力會突然下降,保壓注水使裂紋繼續擴展,保壓注水壓裂時間根據現場壓裂情況確定,壓裂時間一般不少于20min,沿與裂紋方向形成橫向裂紋。若巷道頂板,煤幫或鉆孔中有水滲出或冒出時,立即停止壓裂。
泄壓:壓裂結束后,高壓水泵先斷電再停水,封孔器泄壓,待鉆孔中泄壓完全、穩定后,然后將封孔器退出鉆孔。
四、安全技術措施:
1、起吊鉆機安全技術措施:
(1)起吊設備前,當班安全負責人對所有起吊點和起吊用具進行認真檢查,嚴禁使用不完好、不合格的起吊點和起吊用具。
(2)起吊前,班組長要認真檢查起吊處頂板情況,確認安全后方可作業,正式起吊前先試吊,確認安全后再正式起吊,移鉆作業時,一人起吊,一人監護安全,移鉆過程中非起吊作業人員撤至起吊半徑以外的安全地點,移鉆作業人員須站在頂板支護良好,退路暢通地點操作,嚴禁起吊角度過大造成事故。
(3)必須使用規格2T的手拉葫蘆,使用合格完好的40T大鏈,使用馬蹄環要穿螺栓,螺母戴滿扣,防止斷鏈傷人,起吊環要擰滿扣,并擰緊。
(4)起吊時,當鉆機完全離開地面,停穩后不左右搖擺時,方可將平板車推至鉆機下裝車。
(5)其它嚴格執行《*V5302工作面輔助運輸安全技術措施》中相關規定。
2、使用風動升柱器打柱安全技術措施:
(1)啟動風動升柱器前必須檢查管路連接是否正確,管路是否完好,接頭是否牢固可靠。
(2)乳化液必須按照規定配比合格(3%-5%),升柱前必須檢查液箱內液面高度是否在限定范圍內。
(3)升柱時,必須一人扶柱,一人操作液槍升柱,嚴禁一人邊扶柱邊升柱。
(4)使用液槍升柱時,必須均勻送液,避免不均勻送液。
(5)嚴禁使用不合格的單體柱,單體柱放液時,嚴禁放液口前方站人。
3、打鉆安全措施:
(1)首先檢查工作地點的頂、幫支護情況,認真執行“敲幫問頂”制度,并對作業地點的瓦斯情況進行檢查,確保安全的情況下方可作業。安裝好鉆機接電時,要嚴格執行停送電制度,電纜吊掛要整齊。
(2)為防止鉆機在起吊期間由于倒鏈故障而造成傷人事故,要用兩臺倒鏈進行起吊,確保鉆機起吊穩當后,方可在鉆機下部搭設平臺。
(3)鉆機要安裝牢固,用四根單體柱穩固鉆機,一定要打緊升牢,壓柱打好后要用10#雙股鐵絲將柱頭拴牢。鉆機穩固后檢查機組安裝是否平穩,各部位連接是否可靠,油管連接是否無誤,油位是否在限定位置以內,鉆具必須擺放整齊,并實行掛牌管理。
(4)嚴格按照設計要求進行施工。
(5)我隊只有在排水系統能滿足排水要求的前提下才能打鉆。
(6)開鉆前,要對施工地點前后10米范圍內巷道頂幫支護情況和鉆機進行全面檢查,保證施工安全和所有緊固件不松動。確認安全后,由班長認可,方可開鉆。
(7)鉆機要由專人操作,必須等其它人員離開鉆機后,再啟動鉆機鉆進,鉆機工作過程中,鉆機正后方嚴禁站人或開展其他工作。
(8)當班班長要時刻檢查壓柱是否松動和巷道的安全情況,發現不安全因素,及時停鉆并采取措施,保證施工安全。
(9)對于影響打鉆施工的木點柱可暫時用單體柱進行替換,但必須遵守“先支后回”的原則,待鉆機撤離后要及時的進行恢復。
(10)鉆進過程中,要掌握好鉆進速度,孔內壓力要適當,避免損壞鉆具,同時工作人員要扎緊袖口,注意衣服和袖子不要被轉動部分纏繞。要注意鉆孔循環水,禁止干鉆,避免卡鉆。打鉆過程中,現場設備有異常情況,要立即停機檢查,并向隊值班室匯報處理。
(11)鉆具接頭部分要擰緊,避免鉆具掉入孔內,接鉆桿時必須檢查接頭絲扣的完好程度,不符合要求的嚴禁再使用。
(12)機電工必須對施工地點附近所有的電器設備進行檢查,杜絕失爆和不完好現象。
(13)每班保證將施工地點前后50米范圍內雜物、煤泥清理干凈,鉆桿擺放整齊,保證巷道文明生產達標。
(14)打鉆時,一定要輕壓慢轉,保證施工質量,不得出現彎曲鉆孔。
(15)穩鉆機時,鉆機底部超過兩層道木或板梁時,必須用耙釘和10#以上規格的鐵絲綁牢捆好,占道施工時還要與軌道綁好,防止頂鉆。
4、壓裂安全措施:
(1)高壓水泵必須放置平穩,開機前必須檢查封孔器、水泵的管路的完好程度。
(2)施工過程為高壓注水壓裂過程,為保證安全,作業地點80m以外壓裂前拉警戒,試驗期間嚴禁人員通過,操作人員及設備應距離壓裂點50m以上。
(3)壓裂前,檢查接頭部位密封情況,確保無誤后方可開始壓裂。
(4)高壓泵運行過程中,操作人員應時刻注意觀察各管路接頭是否正常,有無異常現象,如有異常應及時停止作業,對存在的隱患及時處理,一切正常后方可繼續施工。
(5)壓裂過程中,保證一定的注水時間,確保壓裂、軟化充分,同時注意觀察壓裂孔周圍頂板,煤壁,若有水滲出,立即停止壓裂,查明原因后再進行施工。
(6)泄壓時,必須待壓力完全釋放完畢后方可進行拆管。
5、瓦斯管理安全措施:
所有作業人員必須按崗位操作標準作業。施工地點的下風側距鉆孔3米處必須懸掛便攜式瓦檢儀,若瓦斯濃度達到1%,立即停止施工,將電氣設備開關打到零位,組織人員撤至安全地點,并設警戒攔人和向調度指揮部匯報,等待處理。
6、防治水安全措施:
(1)當鉆孔發生出水時,應及時停止鉆進,經匯報分析確定無危險后方可繼續施工,如出水量大超過巷道的排水能力時,要及時組織人員按照避災路線進行撤離。
(2)*V5203巷內排水依靠我隊5.5小水泵排至*V5203巷的集中水倉,切眼內G號孔以上利用切眼中部小水倉內的15KW水泵排出,切眼后半部分及*V5204巷的排水利用地勢流入泄水巷內,再利用30KW水泵排至*V5204巷的集中水倉。
(3)排水路線:
*V5203巷及*V5302切眼G號孔位置范圍內排水水泵→*V5302切眼內徑150mm排水管→*V5203巷內徑150mm排水管→*V5203巷集中水倉→*V5203巷內徑150mm排水管→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平五盤區水倉→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平北翼水倉
*V5204巷及*V5302切眼H號孔位置范圍內排水水泵→*V5302切眼→*V5302泄水巷→*V5204巷內徑150mm排水管→*V5204巷集中水倉→*V5204巷內徑150mm排水管→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平五盤區水倉→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平北翼水倉
附圖二:*V5302工作面排水路線示意圖
五、避災路線:
瓦斯、煤塵、火災事故避災路線:
*V5204巷施工區域→*V5204巷→*V5302切眼→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
*V5302切眼施工區域→*V5302切眼→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
*V5203巷施工區域→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
水災事故避災路線:
施工地點→*V5203巷(*V5204巷)→三水平五盤區軌道巷→三水平五盤區一橫川→三水平五盤區皮帶巷→三水平北翼皮帶巷→九五盤區皮帶巷→聯絡橫川→北西回風石門→北配風巷→北回風井→地面
附圖三:*V5302工作面避災路線示意圖
篇3:工作面定向水力壓裂鉆孔施工壓裂安全技術措施
為了保證*V5302工作面安全回采,根據生產技術部安排及《*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖》要求,由我隊負責對*V5302工作面進行水力壓裂鉆孔施工及壓裂,為保證此次施工能安全有效的進行,特制訂此項施工及壓裂安全技術措施。
一、現場概況
*V5203巷、*V5204巷為矩形斷面,其規格為:毛高2.6米,凈高2.5米,毛寬4.5米,凈寬4.3米;頂幫均采用錨桿支護。切眼規格為:毛高2.6米,凈高2.5米,毛寬7.0米,凈寬6.8米;巷道支護采用錨桿支護,錨索補強。切眼東幫為四趟風水管路,切眼內中部還有一排木點柱加強支護。切眼內中部有一個2×1.5m的臨時水倉。
二、技術要求:
使用設備ZDY1200S全液壓鉆機施工鉆孔,鉆桿直徑50mm,鉆孔孔徑為55mm。配以KZ54開槽鉆頭開槽(50米與60米的鉆孔每10米開一次槽,30米的鉆孔每7.5米開一次槽),然后用靜壓水沖洗鉆孔。
1、*V5302工作面切眼初次水力壓裂鉆孔布置
鉆孔垂直工作面切眼布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為50m,孔間距15m,與煤層傾向的夾角為10°,鉆孔方向朝*V5302工作面推進方向。
2、*V5302工作面切眼二次水力壓裂鉆孔布置
鉆孔垂直工作面切眼布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為30m,孔間距15m,與煤層傾向的夾角為16°,鉆孔方向朝*V5302工作面推進方向。
3、*V5302工作面兩巷壓裂鉆孔布置
*V5302工作面兩巷鉆孔布置為雙側布置,開孔位置距頂板300mm,鉆孔長度為60m,孔間距為10m,鉆孔仰角為10°,鉆孔水平投影與巷道夾角為70°。
其它嚴格按照《*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖》中相關參數進行施工
附圖一:*V5302工作面切眼及兩巷水力壓裂鉆孔施工圖
三、施工方法
(1)打鉆施工工藝:安全檢查-穩鉆機-試運轉-鉆進-拔鉆-換開槽鉆頭-開槽-沖孔-拔鉆-換鉆頭-鉆進-安全檢查(安全檢查貫穿整個作業過程)。
穩鉆機:先將鉆機移至鉆孔設計開口位置,起吊鉆機,墊上道木或板梁,落鉆,調好方位,再將單體柱放入柱窩升柱,升柱時,一人扶柱,一人用液槍將柱升緊鎖牢(單體柱與頂板間墊上背板或柱帽),并用10#雙股鐵絲將柱頭與錨桿綁好(鉆機四角上各打一根柱)。把液壓油管連接好,升降鉆機,調好角度。
試運轉:一人操作,一人上鉆桿,上鉆桿時,從回轉器后端插入鉆桿,接上水便和鉆頭,打開水閥門,啟動鉆機。
鉆進:啟動鉆機時,必須等其他人離開鉆機后,等孔內返水后,用鉆頭點鉆慢開,待鉆頭進入鉆窩正中后,方可正常鉆進。
拔鉆:鉆孔到位后,要先停鉆,停水,卸水便,卸鉆桿。
移鉆:卸完鉆桿后,解開四根單體柱的鐵絲,一人扶柱,一人敲柱,然后把單體柱放好,把手拉葫蘆掛到起吊錨桿上,將鉆機移動到下一個開孔位置,調方位,穩鉆,調角度。(單體柱柱頭鐵絲解一根取一根柱)
鉆孔施工,每班至少3人,鉆孔開孔一定要輕壓慢轉,保證鉆孔平直。
(2)壓裂施工工藝:安全檢查-安裝-接管-封孔-加壓-泄壓(鉆孔)-泄壓(封孔器)-安全檢查(安全檢查貫穿整個作業過程)。
安裝:連接注水鋼管將封孔器推送至預定位置(預裂縫處),封孔、注水壓裂采用倒退式壓裂法,即從鉆孔底部開槽處向外依次進行壓裂。
封孔:手動泵加壓封孔器,待壓力達到10MPa后停止加壓,觀察鉆孔并監測壓力表,檢驗封孔器能否保壓,若鉆孔中有水流出或壓力下降明顯,說明封孔失效,檢查封孔器各個連接處及封孔器本身,找出并解決問題,確保封孔器正常工作。
加壓:開啟水壓儀,給高壓水泵先通水再通電,然后慢慢加壓,同時記錄水泵壓力表、流量計數據,繼續加壓直至預裂縫開裂,這時壓力會突然下降,保壓注水使裂紋繼續擴展,保壓注水壓裂時間根據現場壓裂情況確定,壓裂時間一般不少于20min,沿與裂紋方向形成橫向裂紋。若巷道頂板,煤幫或鉆孔中有水滲出或冒出時,立即停止壓裂。
泄壓:壓裂結束后,高壓水泵先斷電再停水,封孔器泄壓,待鉆孔中泄壓完全、穩定后,然后將封孔器退出鉆孔。
四、安全技術措施:
1、起吊鉆機安全技術措施:
(1)起吊設備前,當班安全負責人對所有起吊點和起吊用具進行認真檢查,嚴禁使用不完好、不合格的起吊點和起吊用具。
(2)起吊前,班組長要認真檢查起吊處頂板情況,確認安全后方可作業,正式起吊前先試吊,確認安全后再正式起吊,移鉆作業時,一人起吊,一人監護安全,移鉆過程中非起吊作業人員撤至起吊半徑以外的安全地點,移鉆作業人員須站在頂板支護良好,退路暢通地點操作,嚴禁起吊角度過大造成事故。
(3)必須使用規格2T的手拉葫蘆,使用合格完好的40T大鏈,使用馬蹄環要穿螺栓,螺母戴滿扣,防止斷鏈傷人,起吊環要擰滿扣,并擰緊。
(4)起吊時,當鉆機完全離開地面,停穩后不左右搖擺時,方可將平板車推至鉆機下裝車。
(5)其它嚴格執行《*V5302工作面輔助運輸安全技術措施》中相關規定。
2、使用風動升柱器打柱安全技術措施:
(1)啟動風動升柱器前必須檢查管路連接是否正確,管路是否完好,接頭是否牢固可靠。
(2)乳化液必須按照規定配比合格(3%-5%),升柱前必須檢查液箱內液面高度是否在限定范圍內。
(3)升柱時,必須一人扶柱,一人操作液槍升柱,嚴禁一人邊扶柱邊升柱。
(4)使用液槍升柱時,必須均勻送液,避免不均勻送液。
(5)嚴禁使用不合格的單體柱,單體柱放液時,嚴禁放液口前方站人。
3、打鉆安全措施:
(1)首先檢查工作地點的頂、幫支護情況,認真執行“敲幫問頂”制度,并對作業地點的瓦斯情況進行檢查,確保安全的情況下方可作業。安裝好鉆機接電時,要嚴格執行停送電制度,電纜吊掛要整齊。
(2)為防止鉆機在起吊期間由于倒鏈故障而造成傷人事故,要用兩臺倒鏈進行起吊,確保鉆機起吊穩當后,方可在鉆機下部搭設平臺。
(3)鉆機要安裝牢固,用四根單體柱穩固鉆機,一定要打緊升牢,壓柱打好后要用10#雙股鐵絲將柱頭拴牢。鉆機穩固后檢查機組安裝是否平穩,各部位連接是否可靠,油管連接是否無誤,油位是否在限定位置以內,鉆具必須擺放整齊,并實行掛牌管理。
(4)嚴格按照設計要求進行施工。
(5)我隊只有在排水系統能滿足排水要求的前提下才能打鉆。
(6)開鉆前,要對施工地點前后10米范圍內巷道頂幫支護情況和鉆機進行全面檢查,保證施工安全和所有緊固件不松動。確認安全后,由班長認可,方可開鉆。
(7)鉆機要由專人操作,必須等其它人員離開鉆機后,再啟動鉆機鉆進,鉆機工作過程中,鉆機正后方嚴禁站人或開展其他工作。
(8)當班班長要時刻檢查壓柱是否松動和巷道的安全情況,發現不安全因素,及時停鉆并采取措施,保證施工安全。
(9)對于影響打鉆施工的木點柱可暫時用單體柱進行替換,但必須遵守“先支后回”的原則,待鉆機撤離后要及時的進行恢復。
(10)鉆進過程中,要掌握好鉆進速度,孔內壓力要適當,避免損壞鉆具,同時工作人員要扎緊袖口,注意衣服和袖子不要被轉動部分纏繞。要注意鉆孔循環水,禁止干鉆,避免卡鉆。打鉆過程中,現場設備有異常情況,要立即停機檢查,并向隊值班室匯報處理。
(11)鉆具接頭部分要擰緊,避免鉆具掉入孔內,接鉆桿時必須檢查接頭絲扣的完好程度,不符合要求的嚴禁再使用。
(12)機電工必須對施工地點附近所有的電器設備進行檢查,杜絕失爆和不完好現象。
(13)每班保證將施工地點前后50米范圍內雜物、煤泥清理干凈,鉆桿擺放整齊,保證巷道文明生產達標。
(14)打鉆時,一定要輕壓慢轉,保證施工質量,不得出現彎曲鉆孔。
(15)穩鉆機時,鉆機底部超過兩層道木或板梁時,必須用耙釘和10#以上規格的鐵絲綁牢捆好,占道施工時還要與軌道綁好,防止頂鉆。
4、壓裂安全措施:
(1)高壓水泵必須放置平穩,開機前必須檢查封孔器、水泵的管路的完好程度。
(2)施工過程為高壓注水壓裂過程,為保證安全,作業地點80m以外壓裂前拉警戒,試驗期間嚴禁人員通過,操作人員及設備應距離壓裂點50m以上。
(3)壓裂前,檢查接頭部位密封情況,確保無誤后方可開始壓裂。
(4)高壓泵運行過程中,操作人員應時刻注意觀察各管路接頭是否正常,有無異常現象,如有異常應及時停止作業,對存在的隱患及時處理,一切正常后方可繼續施工。
(5)壓裂過程中,保證一定的注水時間,確保壓裂、軟化充分,同時注意觀察壓裂孔周圍頂板,煤壁,若有水滲出,立即停止壓裂,查明原因后再進行施工。
(6)泄壓時,必須待壓力完全釋放完畢后方可進行拆管。
5、瓦斯管理安全措施:
所有作業人員必須按崗位操作標準作業。施工地點的下風側距鉆孔3米處必須懸掛便攜式瓦檢儀,若瓦斯濃度達到1%,立即停止施工,將電氣設備開關打到零位,組織人員撤至安全地點,并設警戒攔人和向調度指揮部匯報,等待處理。
6、防治水安全措施:
(1)當鉆孔發生出水時,應及時停止鉆進,經匯報分析確定無危險后方可繼續施工,如出水量大超過巷道的排水能力時,要及時組織人員按照避災路線進行撤離。
(2)*V5203巷內排水依靠我隊5.5小水泵排至*V5203巷的集中水倉,切眼內G號孔以上利用切眼中部小水倉內的15KW水泵排出,切眼后半部分及*V5204巷的排水利用地勢流入泄水巷內,再利用30KW水泵排至*V5204巷的集中水倉。
(3)排水路線:
*V5203巷及*V5302切眼G號孔位置范圍內排水水泵→*V5302切眼內徑150mm排水管→*V5203巷內徑150mm排水管→*V5203巷集中水倉→*V5203巷內徑150mm排水管→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平五盤區水倉→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平北翼水倉
*V5204巷及*V5302切眼H號孔位置范圍內排水水泵→*V5302切眼→*V5302泄水巷→*V5204巷內徑150mm排水管→*V5204巷集中水倉→*V5204巷內徑150mm排水管→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平五盤區水倉→三水平五盤區軌道巷內徑150mm排水管→三水平北翼水倉
附圖二:*V5302工作面排水路線示意圖
五、避災路線:
瓦斯、煤塵、火災事故避災路線:
*V5204巷施工區域→*V5204巷→*V5302切眼→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
*V5302切眼施工區域→*V5302切眼→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
*V5203巷施工區域→*V5203巷→三水平五盤區軌道巷→三水平北翼材料暗斜井→三水平北翼運輸巷→北西進風石門→北大巷→翻籠繞道→北入風井→地面
水災事故避災路線:
施工地點→*V5203巷(*V5204巷)→三水平五盤區軌道巷→三水平五盤區一橫川→三水平五盤區皮帶巷→三水平北翼皮帶巷→九五盤區皮帶巷→聯絡橫川→北西回風石門→北配風巷→北回風井→地面
附圖三:*V5302工作面避災路線示意圖