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1、第一節(jié) 鉆孔設計 一、項目概況 目前，瓦斯問題仍是制約崔木煤礦高效、安全發(fā)展的主要因素之一，井下常規(guī)鉆機能力小，施工鉆孔長度短、定向效果差，常規(guī)鉆孔只有在巷道形成后方能進行施工，預抽期較短，由此造成礦井瓦斯抽采不能滿足礦井接續(xù)安全生產(chǎn)的需要。為此，崔木煤礦引進中煤科工集團西安研究院研制生產(chǎn)ZDY6000LD型千米定向鉆機及配套裝備，用于井下定向長鉆孔及分支鉆孔施工，可同時起到抽采瓦斯及探測地層的雙重目標。 崔木煤礦初步定301回風順槽（原設計高抽巷位置處）設抽放鉆場，對301工作面進行井下定向瓦斯抽放鉆孔施工，以實現(xiàn)工作面超前本煤層瓦斯預抽，增大瓦斯抽采量，從源頭上治理瓦斯，此外，還可

2、以減少301作面順槽掘進中瓦斯的涌出，確保安全生產(chǎn)。 二、施工區(qū)域概況 1．施工區(qū)域位置范圍 210301工作面，向北掘進，掘進長度1420米，東面緊鄰爆破材料庫，西面緊鄰210302工作面，工作面長度為200米， 斜穿過湯家向斜，切眼北緊鄰DF5斷層。 2．煤層賦存 本區(qū)含煤地層為3#煤層，屬不穩(wěn)定煤層。 屬侏羅系中統(tǒng)延安組，主采煤層為3＃煤層。煤層為黑色，瀝青光澤，半暗～半亮型，帶狀、均一狀、線理狀結構，層狀構造，內(nèi)生裂隙發(fā)育，根據(jù)鉆孔資料，301工作面煤層平均厚度14.09m，煤層傾角3～6，局部煤質(zhì)較差。 3．煤層頂?shù)装迩闆r 3#煤偽頂厚度薄，穩(wěn)定性差，0-1.6m，平

3、均厚0.508m。隨著煤層開采而冒落，屬不穩(wěn)定巖體。直接頂砂泥巖呈互層狀產(chǎn)出，屬穩(wěn)定性較差的巖體，平均厚度5m左右。老頂砂巖一般為中等穩(wěn)定巖體，平均厚度15m左右。煤層底板為炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖及粉砂巖，屬于穩(wěn)定性較差巖體。 4．施工區(qū)域瓦斯情況 根據(jù)前期施工瓦斯鉆孔濃度測試，預計煤層瓦斯含量在5m3/min以上。 三、配套裝備與工藝技術 1．施工裝備 此次施工所用的配套裝備主要包括： （1）ZDY6000LD型履帶式全液壓坑道定向鉆機； （2）Φ73mm高強度中心通纜鉆桿和Φ73mm鈹銅無磁鉆桿； （3）Φ73mm進口螺桿馬達，帶有1.25結構彎角； （4）Φ96m

4、m平底燒結胎體式PDC鉆頭和Φ153mm擴孔鉆頭； （5）3NB-300型泥漿泵； （6）YHD1-1000T型隨鉆測量系統(tǒng)。 2．定向鉆進工藝技術 水平定向鉆進（Horizontal Directional Drilling，HDD）技術是指利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用專用工具使水平鉆孔軌跡按設計要求延伸至預定目標的一種鉆探方法，即有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎。定向鉆進工藝流程見圖1。 Y 螺桿馬達測試 安裝螺桿馬達 定向鉆孔設計 定向鉆進 是否偏離 設計軌跡 配套機具準備 調(diào)整工具面向角 終 孔 定向鉆進 N 鉆孔測量 N 圖1

5、 定向鉆進工藝流程 3．主孔成孔工藝 采用帶有1.25彎角的螺桿馬達進行定向鉆孔施工時，整個鉆具不回轉(zhuǎn)，只有螺桿鉆具轉(zhuǎn)子帶動鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖石鉆進，現(xiàn)場技術人員根據(jù)設計軌跡及煤層具體狀況實時調(diào)整螺桿鉆具工具面向角，從而實現(xiàn)鉆孔軌跡受控精確定向的目的。 4．分支孔成孔工藝 采用螺桿鉆具進行分支孔施工時，根據(jù)施鉆地層狀況、設計要求和目的等不同，施工順序可分為“前進式”和“后退式”兩種。不管采用何種方式，都存在從主孔中定向開分支孔（即側鉆）工藝技術。 （1）后退式分支孔工藝 也稱從內(nèi)往外分支孔，即完成主孔的設計指標后，在起鉆的過程中進行分支孔施工。此分支孔工藝主要用于地質(zhì)資料比較詳實狀況下

6、的定向鉆孔施工。 （2）前進式分支孔工藝 也稱從外向內(nèi)開分支孔，即在主孔鉆孔的同時進行分支孔施工。此種分支孔工藝主要用于地質(zhì)資料不詳、探測煤層產(chǎn)狀、采空區(qū)等地質(zhì)構造，為后續(xù)鉆孔做前期準備。 四、施工方案設計 1．設計原則 （1）解決施工區(qū)域瓦斯治理問題，確保煤礦安全開采； （2）依據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)條件，科學布孔，合理設計鉆孔長度及鉆孔軌跡，以有利于定向鉆孔的高效實施； （3）發(fā)揮ZDY6000LD型鉆機定向優(yōu)勢，在預定層位中精確定位，確保鉆孔軌跡按設計延伸； （4）盡量減少探頂、探底鉆孔工程施工量，盡量降低工程施工難度； （5）本施工區(qū)域首次施工定向鉆孔，本著先易后難且利于提高

7、鉆孔施工效率的原則，首先在本煤層施工3個500m左右能力孔的基礎上，再后續(xù)施工深度在700～1000m之間的定向鉆孔。 2．鉆場及鉆孔布置 根據(jù)井下巷道掘進及布設狀況，首先在301回風順槽距回風順槽口400左右設置第一個鉆場，根據(jù)施工情況再設計其他鉆場。 第一鉆場共設計4個鉆孔，包含3個本煤層鉆孔和1個穿層孔。1～3#孔為本煤層鉆孔，鉆孔軌跡沿著煤層頂板以下1～2m，其中1#鉆孔開三到四個分支孔進行探頂。4#鉆孔為穿層孔，終孔位置為煤層頂板以上20m左右。 3．封孔要求 根據(jù)要求，鉆孔采用馬麗散纏繞和注漿封孔相結合的方式進行封孔，封孔長度不低于4m，孔口處用水泥砂漿封堵，保證鉆孔氣密

8、性，封孔完畢后即可連接抽放。 五、鉆孔工程量及施工順序 1．工程量統(tǒng)計 孔號 設計孔深（m） 分支點（m） 分支孔深（m） 1#孔 456 1-1#孔 120 48 1-2#孔 240 48 1-3#孔 360 48 2#孔 456 3#孔 456 4#孔 待定 主孔累計（m） 1368 分支孔累計（m） 144 合計（m） 1512 2. 施工順序 施工順序為：1號孔——1-1號孔——1-2號孔——1-3號孔——2號孔—3號孔—

9、4號孔。 七、人員配置 現(xiàn)場施工采用三班制作業(yè)方式，每班配備施工人員8人（定向人員2人，機長1人，鉆工5人），共計24人。為了快速有效地進行鉆孔施工，作業(yè)現(xiàn)場采用現(xiàn)場交接班。 附圖：千米鉆機施工定向鉆孔平面圖 注：鉆孔具體參數(shù)以電子形式進行輸入。 第二節(jié) 供、排水及供電系統(tǒng) 1、本次施工因設備比較精密，采用常流水方式供水，用水量大，供水管道為中央回風大巷到301回風順槽，排水管為301回風順槽到中央輔運大巷。 2、設備供水量為每小時10立方米，因此施工現(xiàn)場必須有足夠大的水池蓄水。 3、供電由中央變電所接至301回風順槽聯(lián)巷供電，設備負荷127.5KW，監(jiān)控電腦電源采用127v

10、照明電源。 4、電纜布置沿線必須設置電纜鉤，纜線吊掛符合標準化要求。 5、開關連接不得出現(xiàn)失爆現(xiàn)象。 6、施工現(xiàn)場不得帶電檢修設備，不得帶電搬運設備。 7、機電檢修人員必須嚴格執(zhí)行相關規(guī)定。 第三節(jié) 通風系統(tǒng) 1、施工現(xiàn)場必須保證足夠的風量，施工地點不得出現(xiàn)盲巷，保證施工人員的安全和現(xiàn)場瓦斯稀釋。 2、鉆孔施工地點必須形成瓦斯抽放系統(tǒng)，確保施工過程中不會出現(xiàn)瓦斯超限事故。 3、施工地點上風側必須設置凈化水幕，確保施工地點供風新鮮。 4、出現(xiàn)瓦斯增大等現(xiàn)象時必須連接抽放系統(tǒng)對孔內(nèi)瓦斯進行抽放，減小孔內(nèi)壓力。 5、必須嚴格執(zhí)行參數(shù)設定，不得私自修改，做好現(xiàn)場原始記錄。

11、 第四節(jié) 其他 1、鉆場必須按照規(guī)定尺寸施工，支護完好。 2、施工現(xiàn)場必須有配套的消防沙、滅火器等消防器材。 3、施工現(xiàn)場必須設置瓦斯監(jiān)測斷電設備，確保施工安全。 4、施工現(xiàn)場必須設置應急電話，以便及時與值班室取得聯(lián)系。 5、設備運輸過程必須保證捆綁有效，車輛完好，跟車到位，嚴格執(zhí)行礦相關運輸規(guī)定（設備運送遵守《鉆機搬運安全技術措施》）。 第五節(jié) 作業(yè)標準 1、施工現(xiàn)場不得出現(xiàn)電氣設備失爆現(xiàn)象。 2、設備包機牌等必須懸掛到位，整定、電流等無誤。 3、供排水管道不得出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象。 4、保持現(xiàn)場衛(wèi)生，不得將煤渣到處堆放，全部裝袋堆放整齊，施工完后統(tǒng)一運

12、走。 5、施工所用纜線全部吊掛整齊，不得隨地亂放。 6、開孔位置必須符合設計標準，誤差不得超過10cm。 7、現(xiàn)場設備不得出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，所有油管、快速接頭完好。 8、備用材料物品必須擺放整齊，分類碼放。 9、鉆機及開關等設備上不得有積塵和煤泥等。 10、必須嚴格執(zhí)行設備操作規(guī)程。 第六節(jié) 安全技術措施 1、嚴格執(zhí)行《安全規(guī)程》、《操作規(guī)程》、《作業(yè)規(guī)程》及ZDY6000LD型鉆機操作規(guī)程中的有關規(guī)定。 2、每班施工機長應攜帶便攜儀，并在施工現(xiàn)場安設瓦斯傳感器。 3、每班進入鉆場時，機長必須用便攜儀檢查瓦斯?jié)舛?，鉆場內(nèi)瓦斯?jié)舛仍?.5﹪以下方可送電，進行鉆機操作。 4、

13、穩(wěn)鉆過程必須在班長的親自監(jiān)督、指揮下進行，嚴禁在未穩(wěn)好之前開鉆。 5、打壓柱時，必須按對角打，壓柱必須穿鞋帶帽，防止松動。 6、開鉆前必須認真檢查鉆場的支護情況，并進行敲幫問頂。木垛、機架、壓拄必須連接牢固可靠，油管、水管及其他連接部位必須連接牢固可靠，以防止連接部位松動而發(fā)生意外事故。 7、打鉆人員必須穿戴整齊，袖口要勒緊。施工人員嚴禁帶手套接近鉆機旋轉(zhuǎn)部位， 8、鉆機開起后，鉆架下方或附近嚴禁站人。在鉆機停穩(wěn)前不得接近鉆機的旋轉(zhuǎn)部位，以防造成不測。 9、在打鉆過程中，必須隨時檢查鉆場瓦斯情況。當鉆場瓦斯?jié)舛冗_到0.8％時，必須停止電機運轉(zhuǎn)，當瓦斯?jié)舛冗_到1.5％時，必須停電撤人。

14、 10、打鉆過程中如出現(xiàn)夾鉆、頂鉆、噴孔、瓦斯涌出異常或有異常生響等現(xiàn)象時，必須停止鉆進，但不能立即拔出鉆桿，應及時匯報礦調(diào)度、隊值班，等待處理。 11、在打鉆時，司機必須隨時觀察鉆機的運行、穩(wěn)固情況，有問題必須停鉆處理，以防造成事故。 12、在打鉆過程中各班機長對本班全體人員的安全負責。 13、鉆機及附件在運送、回收及安裝過程中，必須嚴格按照《安全規(guī)程》中的要求操作，所有人員必須齊心協(xié)力，統(tǒng)一行動，防止碰人。并且必須有一名班長現(xiàn)場指揮，并對全體人員的安全負責。 14、每班電工必須對鉆場所有電器設備進行檢查，嚴禁失爆。 15、在施工過程中，若出現(xiàn)任何安全隱患必須及時停止施工，待隱患

15、排除后方可繼續(xù)施工 16、嚴格按照鉆孔設計施工，確保退出鉆桿后 應立即進行封孔。 17、所有參加施工人員都必須認真學習本措施及《煤礦安全規(guī)程》、《操作規(guī)程》并簽字。 18、未盡事宜以“三大規(guī)程”和崔木煤礦相關規(guī)定為準。 第七節(jié) 災害應急措施及避災路線 一、災害應急措施 1、火災、瓦斯、煤塵等有毒有害氣體事故發(fā)生后，事故點人員應視情況，立即戴好自救器采取一切可能的方法直接控制，并迅速報告調(diào)度室，通知當班班長，由班長通知所有人員戴好自救器積極組織處理，無條件處理或危及人員安全時，由班長或跟班干部統(tǒng)一指揮，有組織地按避災路線撤至安全地方清點人數(shù)，并匯報調(diào)度室。

16、2、發(fā)生水災時要及時組織排水，若水災危及人員安全，由班長、安監(jiān)員組織人員撤離，撤到安全地點后清點人數(shù)并向調(diào)度室匯報，聽候調(diào)度指令。 3、發(fā)生冒頂事故時，首先由班長組織人員進行處理，同時向調(diào)度室匯報。若危急人員安全時，由班長、安監(jiān)員組織工作面人員撤至安全地點，清點人數(shù)后匯報調(diào)度室聽候調(diào)度室指令。屆時另行制定專項措施。 二、自救方式、搶救方法 遇到危急情形，及時向避災路線轉(zhuǎn)移，當遇到火情或瓦斯爆炸時，及時使用自救器。 二、避災路線 一）發(fā)生火災、水災、煤塵爆炸及瓦斯爆炸時的避災路線 施工地點→301回風順槽→301回風順槽與輔運大巷聯(lián)絡巷→輔運大巷→副井→地面 附：1#鉆孔設計圖