气相压裂措施改后

夏店煤矿3117回风巷掘进工作面气相压裂安全技术措施夏店煤矿抽采科工程公司气相压裂小组2016年1月危险源辨识序号活动／产品／工作危害因素危害结果控制措施负责单位1一通三防煤（岩）尘堆积引起煤（岩）尘爆炸及时清理3117回风巷掘进队组煤（岩）尘飞扬损害身体健康及时清理瓦斯监测不到位瓦斯超限执行瓦斯巡检制度2电气设备电气火灾人员伤亡、设备损坏杜绝电器设备起火电气设备失爆引起火灾伤人杜绝失爆3设备各种保护保护失灵人员伤亡、财产损失及时更换4通风无风或风量不足有害气体超限及时恢复通风5顶板反应裂隙发育冒顶伤人缩小控顶距及时支护6井下有害气体燃烧、爆炸伤人、设备损坏加强通风有害气体涌出异常伤人、设备损坏及时排出有害气体7水涌水量增大发生透水事故及时钻探排除隐患钻孔涌水大发生透水事故停止钻进立即处理8火出现火源引发火灾发生事故杜绝失爆消灭火源9敲帮问顶活矸找不净砸伤人员严格执行敲帮问顶制度10煤与瓦斯突出形成强大的冲击力人员造成伤亡打瓦斯释放孔释放瓦斯破坏通风系统造成人员窒息伤亡严禁破坏通风系统11瓦电、风电闭锁失灵造成人员伤亡、财产损失及时检修12检修带电检修、搬迁电器设备人员被电击停电后操作没有采用专人停送电误送电伤人专人送电13压裂运输过程剧烈碰撞器材损坏运输慢行工程公司气相压裂队组封孔不良喷孔严格按措施要求施工钻机、推进机未固定好机器摇摆伤人固定牢固操作人员站在钻机、推进机后方杆体冲出伤人机器后方严禁站人爆破过程未按要求执行伤人按照“停电、撤人，300m外爆破”要求执行线路磨损影响压裂杆起爆保证线路在杆的正上方压裂杆丝扣损伤影响压裂杆连接保证丝扣的完好性一、概述为使3117回风巷工作面实现连续掘进，提高掘进速度，加快瓦斯抽放效率，经瓦斯研究院、夏店煤矿抽采科、工程公司压裂小组三方商议后，决定在3117回风巷掘进工作面实施气相压裂瓦斯作业，为指导气相压裂作业安全施工，保证巷道掘进安全快速，特编制此安全技术措施。1、工作面概况3117回风巷位于31采区下部北翼，南面为31采区大巷，北面为实体煤，西面为实体煤，东面为3117E工作面。巷道断面为矩形，宽5m，高3.2m，净面积16㎡，掘进长度1162m。夏店煤矿3117回风巷为3#煤层，平均煤厚5.7m，坚固性系数f为0.74，测得最大K1值为0.5，煤层透气性系数为0.112m2/（MPa﹒d），瓦斯压力为0.43-0.74MPa，属于较难抽放类型。3117工作面回风巷沿3#煤层底板掘进，巷道煤层瓦斯含量为7-11m3∕t。现3117回巷抽采方式采用边掘边抽钻场+迎头预抽。2、工程量3117回巷工作面设计长度为1162m，现巷道已掘进300m。每80m进行一次气相压裂，共计施工11次。二、作业组织1、施工组织①气相压裂施工器材由潞安工程公司气相压裂人员进行具体操作，每次压裂潞安工程公司不少于一名技术人员对整个压裂过程进行组织和规划。②矿方需指定一名钻工专门进行钻机操作，以完成压裂器材的推进及退出工作。③矿方安排一名人员，跟踪参与整个压裂施工并记录数据，并将数据上报瓦斯研究院。④矿方安排一名专职安全员负责现场安全施工、向调度室汇报压裂事宜及组织压裂现场警戒范围内人员的撤退和警戒工作。⑤矿方安排一名专职瓦检员负责现场瓦斯及二氧化碳浓度测量工作。2、施工分工①压裂钻孔及相关辅助孔由矿方组织施工。②压裂使用器材的运输由矿方安排完成。③钻孔压裂由工程公司气相压裂小组人员作业。三、气相压裂增透方案1、方案设计夏店煤矿计划在3117回风巷掘进工作面实施气相压裂作业，每次气相压裂需在掘进工作面迎头施工一个压裂钻孔。具体压裂钻孔参数如下：压裂孔钻头直径终孔Φ94mm（扩孔Φ113mm15m)钻孔深度80m钻孔方位角垂直煤壁钻孔倾角沿煤层自然倾角压裂参数压裂杆型号3512型/5130型压裂杆数20根（根据实际情况适当减少）压裂封孔深度15m封孔压力6-10MPa开孔高度1.6m2、气相压裂原理气相压裂瓦斯治理技术是利用高能气体瞬间作用于煤层，使煤体松动，化解可能存在的“瓦斯包”，压裂瞬间能使煤层产生大量裂隙，煤体内被填充或压实的裂隙被重新打开，从而提高煤层透气性、渗透率，促使大量吸附状态的瓦斯转化为游离状态，并为游离状态的瓦斯提供释放通道，提高瓦斯抽采效率，降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力，有效降低或解决煤层中的瓦斯问题。高能气体从液态转化为气态是一个吸热过程，不会产生高温和火花，因此不会引发瓦斯和煤尘爆炸事故，且对瓦斯和煤尘有稀释作用。气相压裂增透技术可以实现大幅提高瓦斯抽采浓度和抽采率，快速降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力，保障煤矿井下掘进和回采工作安全快速进行。3、气相压裂施工工艺施工工艺：打设钻孔→器材运输及检查→压裂器材连接、推进→封孔与打压→压裂→解封、压裂器材拆除→器材升井→封孔并网。4、气相压裂钻孔布置图夏店煤矿3117回风巷掘进工作面压裂钻孔布置图迎头压裂钻孔俯视图迎头压裂钻孔侧视图说明：1、迎头压裂钻孔设计深度80m，钻孔开口如上图所示,钻孔倾角为煤层自然倾角°，钻孔直径为94mm,扩孔15m，钻孔直径113mm。2、图中未标明单位的标注单位为:mm。迎头压裂钻孔正视图迎头压裂钻孔迎头压裂孔1600压裂钻孔巷道迎头巷道中线1.6m5m3.2m5、气相压裂器材明细名称型号单位数量备注压裂杆3512、5130型根20按实际需要选择封孔器1ZF—A64*2根1封孔器2ZF—A64*1根1推杆C50根8按实际需要选择手压泵SB-30个1导向头C52个1绝缘胶带PVC卷10高压水管XK13-022米30引发线缆TJXM米300引发器MFD—100个2数字万用表UT39A个1钻机台1四、技术要求1、预裂钻孔施工注意事项（1）矿方组织人员在预定位置实施钻进作业，在迎头作业时必须安设前探梁防护，将巷道支护完好后方可作业。（2）压裂钻孔质量要求：①使用94mm钻头打设钻孔时，需要用113钻头进行扩孔15m；若采用水钻打设钻孔时，扩孔深度视现场钻孔情况适当延伸。②保证压裂钻孔不塌孔、不串孔；按技术方案设计钻孔参数施工；且压裂钻孔见煤不少于50m。（3）钻进时要按照“低压慢速，边进边退，掏空前进”十二字方针施工，钻进过程要认真观察钻孔排粉情况，一旦发现排粉不畅或不排粉，立即后退钻杆，钻机保持正常转动10min后进行试钻进，待孔内正常排粉后，方可继续钻进。（4）临时停钻时，要将钻头退离孔底不小于3m，防止煤岩粉卡住钻杆；停钻时间较长时应将钻杆全部拔出。（5）发生掉钻事故时，及时上报队组具体掉钻情况，掉钻现场必须吊挂警示牌，并编写掉钻事故报告报送抽采科、地测科等相关部门备案。（6）钻孔施工中钻工要认真观察钻孔排粉情况，钻孔见岩长度不得大于5m，否则必须将钻杆全部退出，并向队组汇报煤岩情况，由队组决定是否继续钻进，由压裂施工人员决定是否进行压裂。（7）在钻孔施工过程中，因遇岩或瓦斯顶钻等情况造成无法达到设计孔深时，须将钻孔孔深，煤、岩和瓦斯等情况如实汇报队组，并录入台账。(8）跟班队干和班组长要准确测量孔外余尺，清点剩余钻杆数量，以核实进尺或孔深，并记录在钻孔施工记录表上，记录表必须严格按要求填写。（9）施工过程中严密关注钻孔施工情况，做好钻孔施工现场描述工作，若遇地质异常、夹钻、喷孔等异常情况，必须立即向队组汇报，由队组上报抽采科、地测科，在未经矿方同意复工之前，严禁作业。（10）在拔钻过程中，钻工必须与其他工人紧密配合，操作要轻而稳，如卡钻、夹钻等异常情况，适当降低钻机转速并在钻杆尾端加装压风管进行风压冲孔，不得猛拔、硬拉，不得超负荷作业，待钻机转到恢复正常后方可继续退钻，充分保证钻孔的成型度。（11）钻孔成孔后必须使用压风管进行风压冲孔，待孔内煤渣、煤粉充分干净后用破旧风筒或编制编织袋将钻孔堵住。（12）成孔后必须及时堵孔，在未进行压裂之前不得封孔；打钻过程中产生的废孔必须当日用水泥砂浆进行封堵，封堵长度不小于3m，封堵完毕之后将外壁抹平。2、器材运输及检查2.1地面运输（1）压裂杆下井需在地面装矿车，防止高温暴晒。因特殊情况未能及时下井时应将压裂器材整齐摆放至阴凉、通风地点。（2）在地面将压裂杆人工装入普通矿车内，装料时应将物料摆放整齐、，并派专人看护直至材料下井。（3)在压裂杆下井的前一个班提前通知运搬队、运输调度。通过矿车运至井下，矿车上必须垫木板或废旧皮带，防止在运输过程中与矿车发上碰撞。2.2井下运输2.2.1轨道运输（1)装卸时必须用卡轨器将矿车稳住，必须人工装卸车，要求轻拿轻放，将压裂杆摆放整齐。（2)在电机车运输巷道推车时，必须经井下运输调度同意，并按调度指示推车。(3)运料人员必须身穿反光衣，在推车时必须时刻注意前方，。在开始推车、停车、掉道、发现前方有人或有障碍物、从坡度较大的地方向下推车，以及接近岔道、弯道、巷道口、风门、硐室出口时，都必须发出警号并减速慢行。(4)由于压裂杆长度较长，在同方向推车时，两车的间距不得小于10米，且超出的压裂杆全部朝前。若前车停时，要立即发出警号通知后车，以免发生压裂杆碰撞事故。(5)推车人员两脚应站在道外，不准在车前拉车或道心推车，并注意巷道两帮或风门等物体挤伤人，不准手推压裂杆进行推动矿车，以免损伤压裂杆。(6)推车过道岔时．要减速行驶，避免剧烈震荡压裂杆，要在减速停车后，再扳道岔，过道岔后应将道岔扳回原位。(7)推到位置的矿车，应挂好钩或用卡轨器稳住，检查压裂器材的完好性。（8）使用无极绳轿车时，避免突然起动，速度不得超过0.5m/s。2.2.2人工运输（1）两人以上装卸时，必须互叫互应，行动一致，要先起一头或先放一头，做到轻起轻放，不准盲目乱仍，以免出现漏气现象。（2）从车场运至工作面过程中安排专人看护，物品存放位置：远离淋水区域、安全可靠。（3）器材到达预定位置后要三检查：压裂器材数量是否与下井数量相符；是否存在漏气现象；逐一排查压裂器材电阻情况。3、压裂器材连接、推进（1）压裂杆入孔前逐一检查是否存在漏气，并用专用电阻网络防爆测试仪测量电阻，对电阻异常的要做好标记，上井后排查问题；确认电阻正常的压裂杆方能将其推入钻孔。（2）按指定要求将一定数量的压裂杆逐个按次序连接在一起，并逐节检查电路电阻情况，当电路状况完好后继续将压裂杆推入钻孔。（3）推入孔内的压裂杆的数量达到要求后连接第一根封孔器将封孔器注水管及引发线路与封孔器连接，测试线路导通情况。（4）在第一根封孔器后连接推杆，将所有管路连接稳固，并将其固定于推杆之上，随着推杆的推进而逐步导入。推入推杆至压裂杆到达孔内指定位置，保证第一根封孔器封孔距离为15m。（5）当压裂杆推入钻孔指定位置，在推杆后连接第二根封孔器，将封孔器注水管及引发线路与封孔器连接，测试线路导通情况。（6）在第二根封孔器后连接推杆，将所有管路连接稳固，并将其固定于推杆之上，随着推杆的推进而逐步导出。（7）根据实际情况调整第二根封孔器后推杆根数，使得推杆外露长度不大于1.5m，外露推杆固定在钻机夹持器上，钻机连接后必须打紧液压柱，固定牢固。（8）所有杆体推入过程禁止旋转，注水管及线路均固定于杆体上部。4、封孔与测压（1）当孔内所有设备连接可靠，测试电阻稳定后，将高压注水管路连接至手压泵，测压管路连接至测试压力表上，然后利用手压泵对孔内的两个封孔器依次进行注水打压。（2）手压泵压力表和管路压力表必须保证完好，注水过程认真记录压力表读数；（3）对封孔器注水打压达到6—10MPa后，关闭截止阀，管路压力表读数稳定后，重新检查钻机加固情况，防止钻机移动。5、启动压裂（1）将3117回风巷掘进工作面瓦斯传感器后移至距压裂施工地点50米位置，压裂前测量巷道CH4浓度，在瓦斯浓度低于0.5%、CO2浓度低于0.5%，方可开始压裂。（2）汇报调度，由调度室通知，3117回风巷迎头至36采区专用回风巷整个回风流沿线严禁人员进入，安排相关人员在施工地点30米范围之内对风水管、钻机、电气设备、灯罩等做好防护工作。现场安全员负责将3117回风巷作业人员全部撤至警戒线外，并安排专人做好各处警戒工作，警戒线应设在施工地点300米处。（3）安全员巡视