(2)三个预裂区双排钻孔超前预裂工艺
第一预裂区从1400m至1300m处,长度100m,共布置钻孔16个(依据现场工作面实际推进情况钻眼数量可做调整),钻孔平行与工作面,钻孔直径113mm,错间距6m,钻孔长度126m,端头封孔长度10m,钻孔水平夹角以钻眼布置参数表为准。
第二预裂区从1300m至距开切眼900m区域内,长度400m,煤层中布置66个钻孔,钻孔直径113mm,钻孔长度126m,端头封孔长度10m,错间距6m,钻孔平行与工作面水平布置。
第三预裂区从距开切眼900m至12407工作面停采线,长度1000m。煤层中布置150个钻孔,钻孔直径113mm,钻孔长度126m,端头封孔长度10m,错间距10m,钻钻孔角度以钻眼布置参数为准。
四、多功能煤岩水力预裂设备安装使用、技术参数及要求
采用XKRFS-Ⅱ-1型煤岩层多功能水力预裂Ⅱ代1型设备,它是煤岩层的内部、外部水力预裂、煤岩层的定向切割裂化的专用设备。具体使用方法如下:
1、安装
(1)、根据综采工作面煤层预裂设计,超前工作面采用ZDY3200S钻机,布置钻孔。
(2)、将设备以整机状态搬运到设计的煤层预裂钻场,选准要预裂的钻孔,布置设备,将液压卷管器上的高压胶管出口对准选准的钻孔。
(3)、将设备固定好,保证设备稳定、平稳。
2、连接
(1)、将高位水箱出水口软管与高压泵组过滤器入水口连接。
(2)、将高压泵组回流管与高位水箱回流口连接。
(3)、向高位水箱内注满水,可通过高位水箱液位指示管查看。水箱中的水在整个预裂过程中必须保证多于1/2水箱,最好保持水箱中水量完全充满,保证压力。
(4)、将高压泵组防爆电机与液压卷管器防爆电机分别与660/1140V高压电连接,确保电机转向与指示方向一致。
(5)、高压泵注入15W-40柴机油,油位不低于油窗的2/3。液压卷管器液压油箱注入液压油,不低于18L。
(6)、将侧向90°预裂器与高压胶管连接,预裂器需配带上特制帽套。
(7)、检查装备各部件连接处牢靠性、密封性。
3、运行
(1)、打开高位水箱出水口阀门,打开不锈钢过滤器上部排水阀门,排出空气,待有水流出,关闭不锈钢过滤器上部排水阀门。
(2)、高压泵组手动调压阀逆时针完全旋转处于完全开启状态,液压卷管器控制箱调压阀顺时针完全旋转处于完全关闭状态。
(3)、开启液压卷管器防爆电机。
(4)、操作液压卷管器控制箱,向上扳动手动换向阀,液压卷管器转筒正向旋转,缓慢调节调速阀,将预裂器送入将要预裂的孔内,在送管过程中,可用手摆动高压胶管辅助推送高压胶管。
(5)、待高压胶管推送到预定位置,扳动手动换向阀到中间位置,停止推送高压胶管。
(6)、启动高压泵组防爆电机。
(7)、启动红外数据采集系统;观察校对压力表压力。
(8)、顺时针缓慢旋转高压泵组调压阀,观察抗震压力表,调节压力到60MPa,停止调节调压阀。
(9)、操作液压卷管器控制箱,向下扳动手动换向阀,液压卷管器转筒逆向旋转,调节调速阀,使高压胶管以2m/min抽出,在抽出过程中,可手动摆动高压胶管,使高压胶管在转筒依次排列整齐。
(10)、在抽出高压胶管过程中,仔细观察高压胶管上的安全标线,待出现10m标线时,将液压卷管器控制箱中的手动换向阀扳动到中间位置,停止收管。
(11)、逆时针完全旋转高压泵组调压阀,处于完全开启状态,使高压管逐渐降压至完全卸压。
(12)、关闭高压泵组防爆电机。
(13)、向下扳动液压卷管器控制箱换向阀,使高压胶管从孔内完全退出,扳动换向阀到中间位置,取下预裂器。
(14)、将高压胶管与封孔器接头连接,向上扳动液压卷管器控制箱换向阀,将封孔器送入孔内距离孔口10m处位置,将换向阀扳动到中间位置。
(15)、再次开启高压泵组防爆电机。
(16)、顺时针缓慢旋转高压泵组调压阀,观察抗震压力表,调节压力到15MPa,停止调节调压阀。
(17)、观察煤层裂隙破坏状态,持续加压至煤层预裂裂隙大范围扩展,运行时间小于0.2h。预裂完成后时,逆时针完全旋转高压泵组调压阀,处于完全开启状态。
(18)、关闭高压泵组防爆电机。
(19)、观察预裂钻孔破裂效果,以及孔内工作液的卸除情况,直到孔口泄水基本结束,封孔器收缩回复原型。
4、停车回收
(1)、确认预裂孔内压力水完全卸压,封孔器已收缩完毕的情况下,操作液压卷管器控制箱,向下扳动手动换向阀,收缩高压胶管,待封孔器从孔内退出,扳动换向阀到中间位置,取下封孔器。
(2)、关闭液压卷管器防爆电机。
(3)、将设备搬运到下一个将要预裂的钻孔位置,重复以上操作。
(4)、设备长时间不使用时,将水箱排水阀门、不锈钢过滤器底部排水阀门、高压泵底部排污排水阀门打开完全打开,放空设备中水,关闭以上阀门,防止冬季温度过低,冻坏设备。
5、数据处理
(1)、设备在预裂过程中的压力可通过抗震压力表(校对压力表)直接查看,操作设备。预裂效果监测也通过数据采集系统采集压力,在设备附近无线通讯的有效距离为10m范围,通过数据采集器采集当前一段观测数据,保存。
(2)、预裂时间可以通过计时装置获取,也可以通过压力采集系统采集数据的时间来确定。
6、注意事项
(1)、煤矿用注水泵和隔爆型三项异步电动机必须具有“煤矿矿用产品安全标志证书”及相关标志,方可下井使用。严禁使用没有煤矿安全标志的产品。
(2)、未经厂家出具书面材料许可,任何人不得随意变更安标配套件及零(元)部件配置,安全阀出厂已调定,不许随意调整。
五、封孔施工工艺及程序
(1)、在预裂结束后,将预裂器从高压胶管上取下,再将高压胶管与封孔器接头连接好后,将封孔器送入孔内距离孔口20m处位置,向上扳动液压卷管器控制箱换向阀,将换向阀扳动到中间位置。
(2)、再次开启高压泵组防爆电机。
(3)、顺时针缓慢旋转高压泵组调压阀,通过对封孔器加压,压力使封孔器膨胀,对钻孔进行封孔。
(4)再通过对钻内注带压水,使煤层裂隙进一步致裂。
(5)观察抗震压力表,调节压力到15MPa,停止调节调压阀。
(6)、观察煤层裂隙破坏状态,持续加压至煤层预裂裂隙大范围扩展,运行时间小于0.2h。
预裂完成后时,逆时针完全旋转高压泵组调压阀,处于完全开启状态。
(7)、关闭高压泵组防爆电机。
(8)、观察预裂钻孔破裂效果,以及孔内工作液的卸除情况,直到孔口泄水基本结束,封孔器收缩回复原型。
六、供电
1、12407回风顺槽的电源来自四采区变电所,05#移动变电站放置南翼轨道巷的联络巷内,KBZ-400馈电、KBZ-200馈电放置在回风顺槽的水仓位置,钻机及预裂设备的电源开关QBZ-80N放置在平板车上,跟随钻孔位置移动。
2、KBZ-400馈电上安装瓦斯断电仪,报警深度≥0.5%CH4断电浓度≥0.5%CH4,复电浓度<0.5% CH4,断电范围:运输巷、工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。
七、施工技术要求
1、加强测量工作,提高测量精度,钻孔前由地测科根据钻孔设计方位角度,准确定位。
2、打钻时,钻孔必须依次编号,严格按施工设计参数打眼,并要有详细的原始记录。
3、在高压预裂割煤过程中,对每个孔预裂压力、流量、预裂量等参数做详细记录。
4、水压致裂预裂过程中,每孔预裂量、预裂时间、压力、流量等参数必须详细记录。
5、水压致裂预裂工要有高度责任心,观察要详细,记录要准确齐全。加强预裂高压泵的日常检修,确保预裂压力达到设计要求。
6、地测科要将预裂孔位置标清,生产科与通风科负责将预裂前后粉尘含量、瓦斯含量等数据测定记录齐全,为以后煤层预裂提供可靠的理论依据。
7、钻孔打成后,应及时预裂,成孔搁置时间不应超过24小时,避免塌孔影响预裂效果。
八、施工安全技术措施
1、施工人员,进入施工现场必须先检查后工作,发现问题处理并及时汇报。作业过程中,发现异常时,严禁继续作业,应及时汇报矿调度室,必须做到不安全不生产。
2、施工人员必须在安全可靠的支护下进行施工作业,在打钻前或打钻期间,应坚持对施工地点附近敲帮问顶,对不安全的顶或帮,应该加强支护或处理,防止出现煤壁片帮伤人。
3、钻机安排专人管理,按照说明书进行维护、保养,系统压力不得超调,压力油管不得在漏油、渗油下工作。
4、钻机的渗漏油液时,应及时收集回收,上井进行处理。
5、钻机的高压胶管不得随意更换,保证接头连接可靠,防止钻机工作时,出现伤人事故。
6、钻机的油管未全部接好不允许试转电机,孔内有钻具,除按规定程序卸钻杆外,绝不允许马达反转。
7、停止钻进时,要立即将夹持器功能手把推向前位,使夹持器夹紧钻杆,确保安全。
8、用钻机的马达反转卸开钻杆接头时,必须留足卸扣长度。
9、在钻进过程中,要随时注意观察各压力表的读数变化,发现异常及时处理。
10、长距离搬迁钻机,拆下油管后,所有的接头均需用堵头堵住,并盘绕整齐,以免运输过程中污染或刮伤。
11、钻机在装车运输钻机时,应将机身下落到最低位置,然后锁紧轴瓦,防止意外滑落。
12、钻机在起吊、装卸、运输过程中,应注意保护压力表、操作手把、手轮、外露油管接头、机身导轨、滤清器和冷却器等零部件。
13、钻机的所有部件在搬运过程中,均不允许顺坡道滚放,也不能从水中通过。
14、聘请钻机及预裂设备生产厂家技术人员,对施工人员进行培训,包括钻机及预裂设备的操作使用及注意事项,确保熟练操作,培训考试合格,取得上岗证,必须持证上岗,规范操作。
15、操作钻机时,施工人员必须穿戴整齐,以免袖口被钻杆缠绕,严禁带手套施工。
16、钻进过程中,施工人员随时观察钻钻进情况,防止断杆伤人。
17、支设钻机时,要稳设牢固,所以紧固件,紧固到位,安全可靠。
18、施工过程中,注意保护回顺的监测监控线、瓦斯抽放管道,确保监测监控线、瓦斯抽放系统正常。
19、钻机及其配电点,加强设备管理,杜绝失爆,全部设备实现瓦斯电闭锁。
20、需根据运、回顺槽两侧煤层底板标高,确定打钻孔的角度,避免将钻孔打进煤层底板或顶板。
21、高压预裂割煤前检查装置和管线的安全性和可靠性,装置在割煤过程中,切勿站在泵头正面,以免出现事故造成人身伤害。禁止连接、拆卸和修理高压管件。具体注意事项根据《操作流程及注意事项》严格操作。
22、水压致裂预裂前需要检查预裂系统和预裂管线的密封性,在高压管路密封性不好或者破损时禁止预裂。当高压管路处于承压状态时,禁止连接、拆卸和修理高压管件。
23、水压致裂预裂时,预裂孔正对方向严禁站人,以防封孔器压出伤人。
24、打眼和预裂必须严格执行《煤矿安全规程》和《各工种操作规程》及施工作业规程。
25、为了防止在预裂过程中预裂孔周围煤壁片帮伤人,预裂时,预裂巷道孔前后各12m范围内不能有人在机道内工作或行走、逗留,应拉好警戒线,并挂警示牌提醒。预裂时,预裂人员不应离开截止阀,截止阀应放在既安全又便于观察预裂孔周围煤壁的位置,当出现煤壁大面积片帮等异常情况时,应能做到随时关闭截止阀,停止预裂。
26、打钻和预裂过程中,应随时根据煤壁附近的空顶情况,及时前移支架,并用支架的前档板挡好煤壁。
27、在钻孔预裂过程中,遇到巷道顶板不好位置,严禁钻孔预裂施工。
28、回风巷道内的钻孔预裂机电设备,加强日常维护管理,杜绝失爆现象发生。
29、所有参加施工人员,必须学习本施工安全技术措施。
30、未尽事宜,严格按照《煤矿安全规程》、《ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机使用说明书》、《多功能煤岩水力预裂装备操作手册》、《红石岩煤矿层开采提高块煤率技术开发研究》方案及《1 2 4 0 7综采工作面作业规程》相关规定执行。