井下鉆探高承壓水安全施工技術(shù)規(guī)程

內(nèi)容

一、項(xiàng)目啟動與前期準(zhǔn)備

1. 現(xiàn)場勘查：在井下鉆探前，進(jìn)行全面的地質(zhì)勘查，確定高承壓水層的位置、壓力及可能的涌水量，為安全施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2. 設(shè)計評估：依據(jù)勘查結(jié)果，設(shè)計合理的鉆探方案，包括鉆孔位置、深度、角度，以及應(yīng)對高承壓水的特殊措施。

3. 設(shè)備配置：選用適合高承壓環(huán)境的鉆探設(shè)備，如防水、耐壓的鉆桿、鉆頭，并配備必要的應(yīng)急設(shè)備，如止水塞、防噴裝置。

二、施工過程管理

1. 鉆孔作業(yè)：保持鉆孔垂直度，避免鉆孔偏斜導(dǎo)致水壓不平衡，引發(fā)涌水事故。定期檢查鉆孔質(zhì)量，確保鉆孔穩(wěn)定性。

2. 水壓監(jiān)測：實(shí)時監(jiān)測鉆孔內(nèi)的水壓變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即停止作業(yè)，采取封堵或排水措施。

3. 安全防護(hù)：作業(yè)人員必須穿戴防護(hù)裝備，設(shè)置警戒區(qū)域，防止非作業(yè)人員接近鉆探現(xiàn)場。

三、涌水應(yīng)對與應(yīng)急處理

1. 預(yù)防措施：設(shè)置防噴裝置，提前安裝止水設(shè)施，以應(yīng)對可能的涌水情況。

2. 應(yīng)急響應(yīng)：一旦發(fā)生涌水，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，關(guān)閉鉆機(jī)，使用防噴裝置控制涌水，同時組織人員安全撤離。

3. 后續(xù)處理：涌水控制后，進(jìn)行鉆孔修復(fù)，評估安全后方可恢復(fù)作業(yè)。

四、施工結(jié)束與后期維護(hù)

1. 鉆孔封堵：完成鉆探后，對鉆孔進(jìn)行嚴(yán)密封堵，防止地下水泄漏或涌出。

2. 環(huán)境恢復(fù)：清理施工現(xiàn)場，恢復(fù)地表原貌，減少對環(huán)境的影響。

3. 數(shù)據(jù)整理：記錄施工全過程，分析施工數(shù)據(jù)，為今后類似工程提供參考。

標(biāo)準(zhǔn)

本規(guī)程適用于所有涉及井下鉆探高承壓水環(huán)境的工程項(xiàng)目。所有參與單位和個人需嚴(yán)格遵守上述規(guī)定，確保施工安全，防止環(huán)境污染，提高鉆探效率。任何違反規(guī)程的行為都將受到相應(yīng)處罰。規(guī)程的執(zhí)行和效果將定期進(jìn)行評估和調(diào)整，以適應(yīng)地質(zhì)條件和技術(shù)進(jìn)步。所有工作人員應(yīng)接受相關(guān)的安全培訓(xùn)，理解并掌握本規(guī)程，以確保在實(shí)際操作中能有效應(yīng)用。

井下鉆探高承壓水安全施工技術(shù)規(guī)程范文

1前言

井下鉆探是開展礦井防治水工作的關(guān)鍵手段,其優(yōu)點(diǎn)是不受地面條件限制,且工程量小、工期短、投資少、針對性強(qiáng)、水壓水量直觀、經(jīng)濟(jì)合理,近幾年來,開灤礦務(wù)局部分礦井開始嘗試地面鉆探改為井下施工。開灤廣信有限責(zé)任公司針對用水緊張狀況,為合理有效地利用地下水資源,需施工奧灰水源井。在井下鉆探工程中,因奧灰水壓高(1.7 mpa)、水量大(φ89 mm,鉆孔噴水3~4 m3/min),遇到了許多意想不到的困難,出現(xiàn)過噴水、噴矸、套管失控等一系列復(fù)雜問題,一度使人身和設(shè)備安全受到了威脅。通過實(shí)踐,積累了一套防噴、控鉆等一系列安全施工技術(shù)。

2問題的提出

廣信公司為了滿足日益增長的工業(yè)和生活用水,合理有效地開發(fā)利用地下水資源,在井下施工2個奧灰孔,孔深設(shè)計為600 m,涌水量為7 m3/min。由于施工承壓含水層的高壓水,因此工程從設(shè)計、設(shè)備安裝、施工等各個環(huán)節(jié)都充分考慮到各種問題的預(yù)防和處理,為今后鉆探工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在井下奧灰鉆孔施工中,因水壓高、水量大,遇到了噴水、噴矸、套管失控及鉆探設(shè)施固定困難等一系列復(fù)雜的問題亟待解決,否則將影響安全生產(chǎn)和發(fā)生人身事故。

3安全施工技術(shù)

針對上述鉆孔施工中存在的不安全因素,在實(shí)踐中探索出了一套較完整的高承壓水鉆探安全施工技術(shù)。

3.1鉆窩施工

立孔和大角度斜孔的鉆進(jìn),需施工鉆機(jī)房(簡稱鉆窩),其規(guī)格可視每次增減鉆桿的條數(shù)而定。當(dāng)每次增減1節(jié)鉆桿時,鉆窩的總高度應(yīng)為5.5 m,當(dāng)每次增減2節(jié)鉆桿時的鉆窩總高度應(yīng)為11 m。無論是每次增減幾節(jié)鉆桿,必須保證巷道頂板處鉆窩直徑不小于3.0 m,鉆窩頂部直徑不小于1.5 m,鉆窩掘出排除活石后,必須對鉆窩進(jìn)行噴漿處理,防止風(fēng)化落石。同時掘出天輪架窩,打出天輪錨桿眼和二層工作臺錨桿眼。二層工作臺的高度:當(dāng)鉆窩高度為5.5 m時,二層工作臺可搭在鉆窩兩側(cè)的支架上,但必須封牢;當(dāng)鉆窩高度為11 m時,二層工作臺的高度應(yīng)為7.5 m左右。工作臺的搭設(shè),可在鉆窩四周打4棵錨桿,用鉆管連接固定,然后搭上木板封牢。小角度俯角孔,可根據(jù)抽出鉆桿的高度適當(dāng)挑頂作鉆窩。二層工作臺距離窩頂?shù)母叨葢?yīng)大于2.0 m,工作臺的搭設(shè),可在巷道內(nèi)用鐵(或木)制長凳,上面搭木板封牢。

3.2鉆探設(shè)施的安裝

① 天輪的安裝。在鉆窩頂部安裝天輪,要使用天輪架。天輪架可采用2條工字鋼,并在設(shè)計安設(shè)天輪處分別鑲焊天輪軸套1個。將天輪架在天輪窩安設(shè)調(diào)整后用混凝土固定。另外在鉆窩頂部下設(shè)天輪錨桿,錨桿下端彎成圓環(huán)。將圓環(huán)套在天輪架內(nèi)的天輪軸上,做到雙保險。

② 鉆機(jī)的固定。地鞏錨桿固定在巷道底板上,然后將鉆機(jī)安裝固定在底座上。這樣,既避免了壓柱操作,又保證了鉆機(jī)的穩(wěn)固性。

③ 在深井和噴水條件下鉆進(jìn)時,要用專用小絞車升降鉆具,其固定方法是用地鞏錨桿直接連接絞車底座,并注牢。

3.3孔口套管的固定

下好孔口安全套管是有效控制高壓水的關(guān)鍵。一是要根據(jù)孔口附近的巖石強(qiáng)度,嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》確定套管長度,套管的層數(shù)由鉆孔的地質(zhì)、水文條件而定;二是必須確保固結(jié)質(zhì)量,嚴(yán)防漏水和套管鼓出。其做法是:開孔直徑大于套管直徑1~2級,鉆進(jìn)深度大于套管長度0.5~1.0 m?？卓谔幱妹藜喕螯S麻纏繞后將套管砸入孔內(nèi),注入水灰比為1∶0.8~1∶1的水泥漿,當(dāng)反漿管流出水泥漿液時,關(guān)閉反漿管閥門,再加壓至2.0 mpa,并穩(wěn)壓10~15 min,以保證套管周的空隙和巖石裂隙全部填實(shí)。另外,還采用了以下2條措施對套管進(jìn)行處理加固。

① 首先在孔口盤以上0.15~0.20 m處的套管外側(cè),相向焊接2塊鋼板,當(dāng)套管下入孔內(nèi)后,用2條工字鋼地梁分別將上述兩塊鋼板壓住,防止套管鼓出。

② 套管焊筋骨。制作套管時,每條套管的兩端頭附近,分別以壁虎式焊接1組3條φ6.5~8 mm的鋼筋,鋼筋長度小于0.1 m,與套管軸向夾角為60°~70°,其作用一是端正套管的位置,防止套管貼在孔壁上;二是利用筋骨加大阻力,減少套管鼓出的危險性。

3.4防噴及控鉆裝置

① 孔口的防噴帽。為防止鉆孔噴水、噴矸,惡化勞動環(huán)境,威脅人身安全,應(yīng)使用孔口防噴帽。將其底盤與高壓閥門法蘭盤用螺絲連接牢固。下鉆具時,將活動抽板向兩側(cè)拉開,擴(kuò)大口經(jīng),巖心管下入后,彈簧自行將活動抽板拉緊,鑲在活動抽板內(nèi)側(cè)的膠皮舌抱住鉆桿,即可繼續(xù)下鉆。當(dāng)孔內(nèi)噴水、噴矸時,膠皮舌將水和矸石攔住,使其向四周射,遇弧形盤后返下,沿巷道底板流出。

② 鉆桿控制器。鉆進(jìn)中替換鉆桿時,需松開鉆機(jī)立軸卡瓦。為防止鉆桿外射,應(yīng)使用鉆桿控制器。該控制器通過制動手把,使偏心輪上下移動,帶動自動卡瓦閉合,抱住鉆桿來控制鉆桿。使用時,巖心管、落砂管一套下入鉆孔后,將鉆桿控制器裝在孔口防噴帽上,再將鉆桿穿入卡瓦中間,連接巖心管,將鉆具下到孔底鉆進(jìn)。當(dāng)需替換鉆桿時,先用鉆桿控制器控制鉆桿,再松開鉆機(jī)立軸卡瓦,然后更換鉆桿。

③ 控鉆裝置。為加快高壓水條件下的下鉆速度,同時預(yù)防鉆機(jī)卡瓦突然失控造成射鉆事故,還應(yīng)使用控鉆裝置。使用時,把偏心輪卡子套在鉆桿頂部的水接頭附近,并使卡子不隨鉆桿轉(zhuǎn)動。將鋼絲繩從地梁固定點(diǎn)通過偏心輪卡子換向滑輪,至另一側(cè)地梁上的換向滑輪后,與小絞車相連接。當(dāng)鉆機(jī)立軸卡瓦突然失控,鉆桿外射時,偏心輪卡子立即抱住鉆桿。當(dāng)提下鉆桿時,利用該裝置控制鉆桿的升降速度,做到萬無一失。

3.5應(yīng)注意的幾個問題

① 孔口安全套管應(yīng)選用壁厚大于4.5 mm的無縫耐壓地質(zhì)鋼管。

② 一般不使用鋼粒和金鋼石鉆進(jìn)。使用鋼粒鉆進(jìn)往往會因高壓水上涌,鋼粒將鉆頭或巖心管等磨壞,造成事故;使用金鋼石鉆進(jìn),一般井下鉆機(jī)的給進(jìn)壓力達(dá)不到要求,達(dá)不到提高鉆進(jìn)速度的目的,主要是看鉆機(jī)給進(jìn)壓力與孔內(nèi)壓力的對比。

③ 孔口套管上段3~5 m,要根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行防腐處理,并將外露套管及孔口盤用油泥膏埋藏防腐。

④ 鉆探結(jié)束后,根據(jù)需要安裝孔口三通及閥門。底部閥門作備用,上部三通閥門可經(jīng)常啟閉,觀測水壓、水量,以防單閥門失效而難以更換。

⑤ 鉆桿規(guī)格應(yīng)根據(jù)孔深確定。終孔φ73 mm,孔深小于150 m,終孔φ50 mm,孔深小于200 m,可采用φ42 mm×6 m的鉆桿。終孔φ73 mm,孔深小于250 m,終孔φ50 mm,孔深小于300 m,可采用φ50 mm×6 m的鉆桿。否則極易出現(xiàn)鉆桿劈裂現(xiàn)象。

3.6安全操作要點(diǎn)高承壓水鉆探與施工,是一項(xiàng)難度大、技術(shù)復(fù)雜的工作。不僅要在技術(shù)措施上做到安全可靠,還必須有一支技術(shù)熟練的施工隊(duì)伍,并嚴(yán)格加強(qiáng)現(xiàn)場管理,才能保證安全施工,達(dá)到安全快速鉆進(jìn)的目的。實(shí)踐證明,需要遵守以下安全操作要點(diǎn):

① 技術(shù)培訓(xùn)是基礎(chǔ)。對鉆探工人進(jìn)行鉆探技術(shù)培訓(xùn),使人人對鉆探設(shè)施的安裝使用、施工操作技術(shù)都能熟練掌握。做到分工明確,配合默契,嚴(yán)格按照操作規(guī)程和安全技術(shù)措施施工。

② 思想重視是關(guān)鍵。對高承壓水鉆探中易出現(xiàn)影響鉆進(jìn)、威脅安全的問題,首先要有一個正確的認(rèn)識。從鉆孔設(shè)計開始,就應(yīng)向職工交待清楚出現(xiàn)問題的危害性和預(yù)防處理措施,做到人人保持高度警惕,杜絕馬虎、湊合思想。

③ 對所有鉆探設(shè)施,做到每班一檢查,發(fā)現(xiàn)松動,立即緊固處理,確保其穩(wěn)固可靠。

④ 各種安全裝置要在預(yù)計揭露高承壓壓含水層前安設(shè)完畢,并投入正常使用,嚴(yán)防鉆孔見高壓水失控。

⑤ 每次進(jìn)尺應(yīng)較巖心管長度小0.1 m以上。防止發(fā)生燒鉆、埋鉆事故。

⑥ 鉆進(jìn)中要配備專用高壓注水泵,保證停鉆不停泵。要經(jīng)常用注水泵,正循環(huán)鉆進(jìn)必須大于孔內(nèi)水壓的壓力向孔內(nèi)注水,嚴(yán)防孔底無水打干眼。