综采工作面顶板弱化安全技术措施.doc

晋圣鸿升煤业15101综采工作面顶板弱化施工 安全技术措施会审签字单 总工程师 生产副矿长 安全副矿长 机电副矿长 通风副矿长 生产管理部 安全管理部 机电管理部 通风管理部 地测防治水部 调 度 室 项 目 部 编 制 会审意见： 晋圣鸿升煤业15101综采工作面顶板弱化施工 安全技术措施 15101综采工作面顶板为K2灰岩，呈深灰色，质较纯，该层硬度大，块状结构，强度较高。矿压显现十分明显，因此为了安全开采，需对顶板进行弱化处理。聘请北京天地科技股份有限公司开采设计事业部对15101综采工作面进行了定向水力压裂初始设计。 一、设计原则与设计依据 1）设计原则：定向水力压裂技术可有效控制工作面坚硬顶板的垮落，最大程度削弱顶板的整体性，使得采空区顶板呈分层垮落。定向水力压裂技术有效控制坚硬顶板的同时，避免给工作面的正常回采带来影响，避免由于过度压裂和软化导致工作面顶板维护困难，避免由于水力压裂给巷道支护带来困难，避免其它可能的灾害。 Pb=3σmin-σmax+σt 二、坚硬顶板定向水力压裂设计 15101回风巷水力压裂钻孔布置 钻孔布置俯视图 (b) A-A剖面图 (c) B-B剖面图 (d) C-C剖面图 图水力压裂钻孔布置 钻孔开槽及封孔工艺 严把钻孔质量关，钻孔完成后要近似为一条直线，有利于封孔器的推入，定向水力压裂采用倒退式压裂法。钻孔注水压裂 封孔器的安装：连接安装封孔器，然后接静压水对封孔器进行排气、试压，保证运作正常，通过高压胶管将连接好的手动泵和储能器与封孔器连接，连接处O”型密封圈密封，连接采用快速连接方式。 高压水泵的调试：根据JC3090型水泵电机功率为90KW，配备相应的防爆开关，给水泵接电；水泵进水口接静压水，出水口接压力为80MPa的高压胶管，高压胶管的另一端连接注水钢管，其中：高压胶管与水泵出水口的连接为A型扣压连接方式，与注水钢管的连接为快速连接方式，连接处O”圈密封；检查各个连接处，连接无误后给高压水泵先通水再通电，调整正反转，观测水泵是否正常运作。 具体的施工工艺： 安装、连接、调试工作结束后，连接注水钢管将封孔器推送至预定位置（预裂缝处），封孔、注水压裂采用倒退式压裂法，即从钻孔底部开槽处向外依次进行压裂； 手动泵加压封孔器，待压力达到10MPa后停止加压，观察钻孔并监测压力表，检验封孔器能否保压，若钻孔中有水流出或压力下降明显，说明封孔失效，检查封孔器各个连接处及封孔器本身，找出并解决问题，确保封孔器正常工作； 距离压裂孔50m处拉警戒，试验期间除作业人员外禁止人员通行，操作人员以及作业设备距离压裂孔的距离应在20m以上，且位于支护条件良好的地方； 给高压水泵先通水再通电，然后慢慢加压，同时记录水泵压力表以及手动泵压力表数据，继续加压直至预裂缝开裂，这时压力会突然下降，保压注水使裂纹继续扩展，保压注水压裂时间根据现场压裂情况确定，前三处压裂时间一般不少于30min，后几处压裂时间一般不少于20min，沿与裂纹方向形成横向裂纹。若巷道顶板，煤帮或钻孔中有水渗出或冒出时，立即停止压裂； 压裂结束后，高压水泵先断电再停水，封孔器泄压，然后退出钻孔，利用窥视仪观察压裂效果。施工工艺和技术要求施工机具 主要施工机具 主要施工机具 序号 部件名称 型号和规格 单位 1 高压注水系统 　 　 1.1 三柱塞泵 JC3090 台 1.2 高压胶管 Φm 1.3 注水钢管及密封件 ZS1.5 根 2 封隔系统 　 　 2.1 封孔器 FKss-45/40 2.2 储能器 ET1.0 个 2.3 手动泵 SD-60 个 2.4 高压胶管 Φ4 m 3 开槽系统 　 　 3.1 开槽钻头 KZ54 个 3.2 开槽刀片 　 个 4 智能窥视系统 　 　 　 矿用窥视仪 CXK6 台 5 钻孔系统 　 　 5.1 地质钻机 台 5.2 钻杆 Φ根 5.3