3206轨道槽
水射流瓦斯增透试验方案安全技术措施
*******煤业限公司
编制：***
编制时间：**年9月14日
1基概况
提升煤层瓦斯抽采效果计划期开展水射流瓦斯增透技术试验结合矿井实际情况计划3206轨道槽1730—1790m段实体煤处进行水射流瓦斯增透技术试验
2水射流瓦斯增透技术原理
高压水射流切缝技术已施工钻孔中利喷出高压水射流钻孔进行旋转切割高压水射流压力范围聚集量高压水射流作物体表面引起材料结构破坏作：射流击力水楔作射流脉负荷引起疲劳破坏作气蚀破坏作等作材料破坏中时发挥煤岩破坏脆性材料拉应力应力波作脆性破坏射流作煤岩表面时极力施加表面区域变形部应力射流压力增加增击区域正方某深处产生切应力击接触区边界周围产生拉应力拉应力切应力分超煤岩抗拉抗剪极限强度时形成裂隙高压射流侵入裂隙空间水楔作裂隙断发展扩裂隙发展扩部延伸表面裂缝数量增加终导致煤岩失效破坏高压水射流破坏煤岩程中流体煤岩穿透力重影响素流体渗入微裂缝微孔隙细通道缺陷处降低煤岩强度效参煤岩失效程
仅水射流孔期间排放部分瓦斯外水射流钻孔形成垂直钻孔圆盘型裂隙增钻孔煤体接触面积煤层透气性扩瓦斯抽采半径提高抽排效率效降低煤层瓦斯含量
3射流切缝瓦斯增透方案
井实勘察结合设备安装求等实际情况3206轨道槽末端巷道（1730—1790m）符合试验条件较区域安装高压注水泵试验施工四组钻孔（组组间距离6m）组4孔钻孔间距3m开孔高度距离底板15m（根现场实际适调整钻孔高度）孔径113mm孔深42m第组钻孔直接进行瓦斯抽放第二组钻孔2m间距进行高压水射流切缝第三组钻孔3m间距进行高压水射流切缝第四组钻孔4m间距进行高压水射流切缝切缝完毕进行瓦斯抽放钻孔布置图图1示
图1 钻孔布置示意图
具体工艺流程：
（1） 瓦斯抽采队设计ZDY1900S钻机完四组合计16钻孔组4钻孔组组间距6m组两钻孔间距3m
（2） 第组钻孔射流第二组钻孔隔2m射流条缝第三组钻孔隔3m射流条缝第四组钻孔隔4m射流条缝水射流系统图图2示（水射流系统高压泵煤科院员操作）：
图2 高压水射流切缝示意图
水射流切缝工艺流程：
钢球放入钻杆中水尾钻杆高压胶相连开启注水泵时注水泵提供较水压开启钻机钻孔钻杆旋转注水泵调高压进行射流单次射流时间15min然4mmin速度退钻4m（第三组6m第四组8m）次射流15min循环直完成孔12m~42m间裂缝切割（第二组设计单孔射流时间120min射流段裂缝间距2m第三组设计单孔射流时间75min射流段裂缝间距3m第二组设计单孔射流时间60min射流段裂缝间距4m）
（3） 封孔长度12m采两堵注 封孔工艺钻孔施工结束班时进行封孔组（4孔）时进行接抽接抽立进行单孔参数测量4时测量次钻孔瓦斯流量甲烷浓度负压参数孔持续测量15天出单孔瓦斯抽放量时间变化情况
（4） 四组钻孔瓦斯抽放参数检验水射流切缝提高瓦斯抽放量效果
4 试验设备仪器仪表
名 称
规格型号
数 量
备 注
全液压坑道钻机
ZDY1900S
1台
高压密封钻杆
φ50mm
42根
1m根
钻头
φ113mm
1
煤层注水泵
3BZ7166—160
1台
电机功率160KW
水箱
1m³
1
高压胶
φ32mm
150m
高耐压90MPa
射流器
——
2
CJZ快插式导流
2寸
16
瓦斯抽放综合参数测定仪
CJZ70
1台
5 供电系统
煤层注水泵电源取二采区2#变电800 KVA干式变压器（原综掘队综掘机电源）电缆选φ3×50+1×25mm2橡套电缆ZDY1900S型钻机电源取3207皮带槽900m处800KVA移变
3206轨道槽煤层注水电压损失灵敏度校验计算
3206轨道槽末端煤层注水泵电源3206轨道槽口处800KVA干式变压器远点短路点短路电流电压损失计算：
（）变压器二次侧电压1140V容量800KVA供电负荷：注水泵：160KW供电电缆采MYP3×50+1×251600米MYP3×70+1×25200米
容量计算：
视载功率
式中： 视载功率
变压器供电设备额定功率
电动机均功率数 取085
需系数
负荷系数
（二）电力负荷计算
800KVA变压器负荷：310KW
（三）低压电缆选择计算校验
1长时工作电流选择电缆截面
2正常运行时电缆网络末端电压低额定电压95原660(1140V)电网式计算网络中允许电压损失
低压电网部分电压损失式计算
电缆支线电压损失：
电缆干线电压损失：
变压器电缆损失：
述公式中：
电动机效率 取95
铜导线电导率
供电线路电压等级
供电支线干线电缆截面积
供电支线干线电缆长度
网络供电总负荷分支负荷
变压器电阻电抗
（四）3206轨道槽末端注水泵供电电缆电压损失计算
供电负荷：40+2×55+160＝310（KW）
供电干线电压损失：
（1）电缆采MYP 3×70+1×25 长度200m
1000×023×051×310×2001140×53×70×095
8V
供电支线电压损失：
（2）电缆采MYP 3×50+1×25 长度1600m
1000×051×160×16001140×53×50×095
455V
（3）变压器电压损失：
800KVA移动变压器电阻电抗：
1847114×051(00135×085+01072×053)
6V
3206轨道槽末端水泵电缆电压损失满足求
（五）短路电流计算
KBSG80010变压器3206注水泵采MYP 3×50+1×25电缆1600mMYP 3×70+1×25电缆200m
高压电缆电阻电抗：
低压电缆电阻电抗
KBSG800KVA移动变压器阻抗（6000 Ud6）
电抗 Xb 10 Ux U2e2S ％
电阻
低压电气设备保护整定计算
注水泵馈电开关保护整定
负荷保护整定
取
短路保护整定
系统远端两相短路电流 779A
灵敏度校验
灵敏度满足求
6 劳动组织
抽采队负责钻射流作业具体施工数采集工作天科技股份限公司技术员现场负责注水泵操作射流操作技术指导
天班（8点班）施工钻射流班封孔者次班封孔第组钻孔施工时班施工两孔余三组班施工孔射流预计整试验时间1月（钻射流时间16天数采集时间15天）
7 安全技术措施
71 高压泵运转安全技术措施
1）运行前检查：
（1）新泵启动前应先检查部位螺栓螺母特泵头螺母否拧紧严禁松动现象情况开机运行
（2）停车时间较长泵启动前首先检查部分组件清洗干净箱体防锈油检查十字头连杆动轴动轴等零（部）件否水锈划痕果细砂布磨纱布磨件布擦干净否会引起零（部）件间相互研磨导致机器损坏发现严重锈蚀现象应立更换零（部）件检查部分螺纹连接否拧紧严禁松动现象情况开机运行
（3）停车时间较长泵启动前检查密封件老化损坏应予更换否会导致系统工作正常
（4）停车时间较长泵发现箱体干净（处环境污染导致）应彻底动力端清洗干净注入新润滑油防止动力端部件研坏
（5）新泵停车时间较长泵启动前应联轴器处盘车检查运动部分否灵活特注意动力端动轴转动方定转指示牌指致否研坏十字头危险
（6）启动前应泵进液路输出路种阀全部开空载起动做准备
（7）启动前检查进液端输出端路接头否拧紧免泵吸入空气产生气蚀
（8）启动前应说明书中规定选润滑油润滑油注入箱体检查油位
2）启动：
（1）启动电机
（2）空载起动液体泵输出口喷出样空气液力端排出避免气蚀
（3）空载运转正常泵方加压运行加压程缓慢进行加压程中应时注意异常声音振动应时停车检查
（4）负载运转时应检查填料函箱体等部位否温度急剧升情况般油温超80℃情况发生应立停车检查短时间停工停车间隔时间较长停车规定停车
（5）工作运行状况时注意运转情况检查柱塞密封柱塞表面带水珠填料函微泄漏正常泄漏影响系统压力正常建立需更换处理
注意：泵启动切勿站泵头正面免出现事造成身伤害
3）停车：
停车时应首先压力调节阀开——泵压降零位然停电机卸压力接头果泵较长时间搁置趁箱体润滑油热时油放空开箱体洗油箱体洗干净涂防锈油柱塞中间杆涂黄油形成润滑层松开系统中全部封盖放松阀门便放掉泵液体务必系统中液体全部流出进液阀排液阀间腔室密闭空间步骤法部液体泻空进液端输出端水放净泵短时间没介质情况空载运行进液阀排液阀间腔室水彻底放掉时系统中调压阀溢流阀安全阀等应全部开防止泵身没液体介质情况带压运行泵身产生良影响
注意：冬天环境温度较低切记方法运行免泵头冻影响
72 高压水射流安全技术措施
1）实施高压水力割缝前相关员必须专门培训学高压泵钻机操作规程现场天科技技术员高压泵进行操作
2）高压必须少12#铅丝（游丝绳）固定巷帮防摆动脱节伤
3）高压水力割缝钻机操作台必须安设施工点进风侧4～5m处安全位置清楚观察钻机运转延接钻杆孔返水情况
4）高压泵钻机间供水路必须采高压（承载压力≥60MPa）
5）开启高压泵必须观察联接头否存卸漏情况否必须立停止施工进行处理特高压开启前员严禁正卸漏联接头防止高压水伤
6）钻杆必须完损水力割缝专钻杆连接钻杆时首先检查钻杆连接螺纹处否异物必须清然钻杆外丝扣端加专密封垫圈保证钻杆连接处密封
7）钻进程中钻机操作工必须时观察钻孔返水情况钻进异常出现返水量变卡钻现象时必须立停止钻进查找原处理继续钻进
8）撤卸钻杆时严禁物件敲水力割缝专钻杆施工结束钻杆必须装进工具箱进行锁理
9）施工现场必须工具材料堆放整齐撤退路线保持畅通阻
10）开钻前施钻员必须严格执行敲帮问顶制度
11）高压水力割缝期间施工点风侧5m范围必须安设甲烷传感器班班(组)长带台便携式瓦检仪悬挂施工点风侧5m范围瓦斯浓度达05时必须立停止施工严禁瓦斯超限作业
12）施工期间施工点供电开关等电器设备必须进行垫高保护
13）施钻程中操作钻机员必须时观察钻进程中钻孔动力现象出现堵孔卡钻抱钻等异常情况立停止施工立相关专业技术员汇报处理
14）施钻点班安排瓦斯员进行巡回检查做记录
15）机电部门周该区域电器设备进行失爆检查杜绝电器失爆
16）高压泵调压联运行连接部件天科技技术员负责检查压力指示必须完准确水力割缝系统安装完成天科技技术员验收合格投入实施
17）班实施高压水力割缝前天科技技术员必须高压件进行认真检查确认安全隐患方开始作业
18）高压水力割缝施工结束施工员必须割缝钻头进行清洗
19）高压水力割缝期间通风科必须安排专现场班安监科负责安全措施检查落实
20）水力割煤程中员严禁站钻机钻杆正方防高压水伤
73安全措施
1 作业点安排安全员现场班监督措施执行情况
2 施工程中严格执行行车施工施工行车规定车辆兑运时施工员必须撤准备队警戒外
3 员需高处作业时必须设置台固定
4 瓦斯员施钻点班进行瓦斯巡回检查
5 施工程中发现喷孔瓦斯涌出异常等特殊情况必须立停止作业员撤施工点风侧时汇报调度室通风科采取措施进行处理
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3206轨道槽
水射流瓦斯增透试验方案安全技术措施
*******煤业限公司
编制：***
编制时间：**年9月14日
1基概况
提升煤层瓦斯抽采效果计划期开展水射流瓦斯增透技术试验结合矿井实际情况计划3206轨道槽1730—1790m段实体煤处进行水射流瓦斯增透技术试验
2水射流瓦斯增透技术原理
高压水射流切缝技术已施工钻孔中利喷出高压水射流钻孔进行旋转切割高压水射流压力范围聚集量高压水射流作物体表面引起材料结构破坏作：射流击力水楔作射流脉负荷引起疲劳破坏作气蚀破坏作等作材料破坏中时发挥煤岩破坏脆性材料拉应力应力波作脆性破坏射流作煤岩表面时极力施加表面区域变形部应力射流压力增加增击区域正方某深处产生切应力击接触区边界周围产生拉应力拉应力切应力分超煤岩抗拉抗剪极限强度时形成裂隙高压射流侵入裂隙空间水楔作裂隙断发展扩裂隙发展扩部延伸表面裂缝数量增加终导致煤岩失效破坏高压水射流破坏煤岩程中流体煤岩穿透力重影响素流体渗入微裂缝微孔隙细通道缺陷处降低煤岩强度效参煤岩失效程
仅水射流孔期间排放部分瓦斯外水射流钻孔形成垂直钻孔圆盘型裂隙增钻孔煤体接触面积煤层透气性扩瓦斯抽采半径提高抽排效率效降低煤层瓦斯含量
3射流切缝瓦斯增透方案
井实勘察结合设备安装求等实际情况3206轨道槽末端巷道（1730—1790m）符合试验条件较区域安装高压注水泵试验施工四组钻孔（组组间距离6m）组4孔钻孔间距3m开孔高度距离底板15m（根现场实际适调整钻孔高度）孔径113mm孔深42m第组钻孔直接进行瓦斯抽放第二组钻孔2m间距进行高压水射流切缝第三组钻孔3m间距进行高压水射流切缝第四组钻孔4m间距进行高压水射流切缝切缝完毕进行瓦斯抽放钻孔布置图图1示
图1 钻孔布置示意图
具体工艺流程：
（1） 瓦斯抽采队设计ZDY1900S钻机完四组合计16钻孔组4钻孔组组间距6m组两钻孔间距3m
（2） 第组钻孔射流第二组钻孔隔2m射流条缝第三组钻孔隔3m射流条缝第四组钻孔隔4m射流条缝水射流系统图图2示（水射流系统高压泵煤科院员操作）：
图2 高压水射流切缝示意图
水射流切缝工艺流程：
钢球放入钻杆中水尾钻杆高压胶相连开启注水泵时注水泵提供较水压开启钻机钻孔钻杆旋转注水泵调高压进行射流单次射流时间15min然4mmin速度退钻4m（第三组6m第四组8m）次射流15min循环直完成孔12m~42m间裂缝切割（第二组设计单孔射流时间120min射流段裂缝间距2m第三组设计单孔射流时间75min射流段裂缝间距3m第二组设计单孔射流时间60min射流段裂缝间距4m）
（3） 封孔长度12m采两堵注 封孔工艺钻孔施工结束班时进行封孔组（4孔）时进行接抽接抽立进行单孔参数测量4时测量次钻孔瓦斯流量甲烷浓度负压参数孔持续测量15天出单孔瓦斯抽放量时间变化情况
（4） 四组钻孔瓦斯抽放参数检验水射流切缝提高瓦斯抽放量效果
4 试验设备仪器仪表
名 称
规格型号
数 量
备 注
全液压坑道钻机
ZDY1900S
1台
高压密封钻杆
φ50mm
42根
1m根
钻头
φ113mm
1
煤层注水泵
3BZ7166—160
1台
电机功率160KW
水箱
1m³
1
高压胶
φ32mm
150m
高耐压90MPa
射流器
——
2
CJZ快插式导流
2寸
16
瓦斯抽放综合参数测定仪
CJZ70
1台
5 供电系统
煤层注水泵电源取二采区2#变电800 KVA干式变压器（原综掘队综掘机电源）电缆选φ3×50+1×25mm2橡套电缆ZDY1900S型钻机电源取3207皮带槽900m处800KVA移变
3206轨道槽煤层注水电压损失灵敏度校验计算
3206轨道槽末端煤层注水泵电源3206轨道槽口处800KVA干式变压器远点短路点短路电流电压损失计算：
（）变压器二次侧电压1140V容量800KVA供电负荷：注水泵：160KW供电电缆采MYP3×50+1×251600米MYP3×70+1×25200米
容量计算：
视载功率
式中： 视载功率
变压器供电设备额定功率
电动机均功率数 取085
需系数
负荷系数
（二）电力负荷计算
800KVA变压器负荷：310KW
（三）低压电缆选择计算校验
1长时工作电流选择电缆截面
2正常运行时电缆网络末端电压低额定电压95原660(1140V)电网式计算网络中允许电压损失
低压电网部分电压损失式计算
电缆支线电压损失：
电缆干线电压损失：
变压器电缆损失：
述公式中：
电动机效率 取95
铜导线电导率
供电线路电压等级
供电支线干线电缆截面积
供电支线干线电缆长度
网络供电总负荷分支负荷
变压器电阻电抗
（四）3206轨道槽末端注水泵供电电缆电压损失计算
供电负荷：40+2×55+160＝310（KW）
供电干线电压损失：
（1）电缆采MYP 3×70+1×25 长度200m
1000×023×051×310×2001140×53×70×095
8V
供电支线电压损失：
（2）电缆采MYP 3×50+1×25 长度1600m
1000×051×160×16001140×53×50×095
455V
（3）变压器电压损失：
800KVA移动变压器电阻电抗：
1847114×051(00135×085+01072×053)
6V
3206轨道槽末端水泵电缆电压损失满足求
（五）短路电流计算
KBSG80010变压器3206注水泵采MYP 3×50+1×25电缆1600mMYP 3×70+1×25电缆200m
高压电缆电阻电抗：
低压电缆电阻电抗
KBSG800KVA移动变压器阻抗（6000 Ud6）
电抗 Xb 10 Ux U2e2S ％
电阻
低压电气设备保护整定计算
注水泵馈电开关保护整定
负荷保护整定
取
短路保护整定
系统远端两相短路电流 779A
灵敏度校验
灵敏度满足求
6 劳动组织
抽采队负责钻射流作业具体施工数采集工作天科技股份限公司技术员现场负责注水泵操作射流操作技术指导
天班（8点班）施工钻射流班封孔者次班封孔第组钻孔施工时班施工两孔余三组班施工孔射流预计整试验时间1月（钻射流时间16天数采集时间15天）
7 安全技术措施
71 高压泵运转安全技术措施
1）运行前检查：
（1）新泵启动前应先检查部位螺栓螺母特泵头螺母否拧紧严禁松动现象情况开机运行
（2）停车时间较长泵启动前首先检查部分组件清洗干净箱体防锈油检查十字头连杆动轴动轴等零（部）件否水锈划痕果细砂布磨纱布磨件布擦干净否会引起零（部）件间相互研磨导致机器损坏发现严重锈蚀现象应立更换零（部）件检查部分螺纹连接否拧紧严禁松动现象情况开机运行
（3）停车时间较长泵启动前检查密封件老化损坏应予更换否会导致系统工作正常
（4）停车时间较长泵发现箱体干净（处环境污染导致）应彻底动力端清洗干净注入新润滑油防止动力端部件研坏
（5）新泵停车时间较长泵启动前应联轴器处盘车检查运动部分否灵活特注意动力端动轴转动方定转指示牌指致否研坏十字头危险
（6）启动前应泵进液路输出路种阀全部开空载起动做准备
（7）启动前检查进液端输出端路接头否拧紧免泵吸入空气产生气蚀
（8）启动前应说明书中规定选润滑油润滑油注入箱体检查油位
2）启动：
（1）启动电机
（2）空载起动液体泵输出口喷出样空气液力端排出避免气蚀
（3）空载运转正常泵方加压运行加压程缓慢进行加压程中应时注意异常声音振动应时停车检查
（4）负载运转时应检查填料函箱体等部位否温度急剧升情况般油温超80℃情况发生应立停车检查短时间停工停车间隔时间较长停车规定停车
（5）工作运行状况时注意运转情况检查柱塞密封柱塞表面带水珠填料函微泄漏正常泄漏影响系统压力正常建立需更换处理
注意：泵启动切勿站泵头正面免出现事造成身伤害
3）停车：
停车时应首先压力调节阀开——泵压降零位然停电机卸压力接头果泵较长时间搁置趁箱体润滑油热时油放空开箱体洗油箱体洗干净涂防锈油柱塞中间杆涂黄油形成润滑层松开系统中全部封盖放松阀门便放掉泵液体务必系统中液体全部流出进液阀排液阀间腔室密闭空间步骤法部液体泻空进液端输出端水放净泵短时间没介质情况空载运行进液阀排液阀间腔室水彻底放掉时系统中调压阀溢流阀安全阀等应全部开防止泵身没液体介质情况带压运行泵身产生良影响
注意：冬天环境温度较低切记方法运行免泵头冻影响
72 高压水射流安全技术措施
1）实施高压水力割缝前相关员必须专门培训学高压泵钻机操作规程现场天科技技术员高压泵进行操作
2）高压必须少12#铅丝（游丝绳）固定巷帮防摆动脱节伤
3）高压水力割缝钻机操作台必须安设施工点进风侧4～5m处安全位置清楚观察钻机运转延接钻杆孔返水情况
4）高压泵钻机间供水路必须采高压（承载压力≥60MPa）
5）开启高压泵必须观察联接头否存卸漏情况否必须立停止施工进行处理特高压开启前员严禁正卸漏联接头防止高压水伤
6）钻杆必须完损水力割缝专钻杆连接钻杆时首先检查钻杆连接螺纹处否异物必须清然钻杆外丝扣端加专密封垫圈保证钻杆连接处密封
7）钻进程中钻机操作工必须时观察钻孔返水情况钻进异常出现返水量变卡钻现象时必须立停止钻进查找原处理继续钻进
8）撤卸钻杆时严禁物件敲水力割缝专钻杆施工结束钻杆必须装进工具箱进行锁理
9）施工现场必须工具材料堆放整齐撤退路线保持畅通阻
10）开钻前施钻员必须严格执行敲帮问顶制度
11）高压水力割缝期间施工点风侧5m范围必须安设甲烷传感器班班(组)长带台便携式瓦检仪悬挂施工点风侧5m范围瓦斯浓度达05时必须立停止施工严禁瓦斯超限作业
12）施工期间施工点供电开关等电器设备必须进行垫高保护
13）施钻程中操作钻机员必须时观察钻进程中钻孔动力现象出现堵孔卡钻抱钻等异常情况立停止施工立相关专业技术员汇报处理
14）施钻点班安排瓦斯员进行巡回检查做记录
15）机电部门周该区域电器设备进行失爆检查杜绝电器失爆
16）高压泵调压联运行连接部件天科技技术员负责检查压力指示必须完准确水力割缝系统安装完成天科技技术员验收合格投入实施
17）班实施高压水力割缝前天科技技术员必须高压件进行认真检查确认安全隐患方开始作业
18）高压水力割缝施工结束施工员必须割缝钻头进行清洗
19）高压水力割缝期间通风科必须安排专现场班安监科负责安全措施检查落实
20）水力割煤程中员严禁站钻机钻杆正方防高压水伤
73安全措施
1 作业点安排安全员现场班监督措施执行情况
2 施工程中严格执行行车施工施工行车规定车辆兑运时施工员必须撤准备队警戒外
3 员需高处作业时必须设置台固定
4 瓦斯员施钻点班进行瓦斯巡回检查
5 施工程中发现喷孔瓦斯涌出异常等特殊情况必须立停止作业员撤施工点风侧时汇报调度室通风科采取措施进行处理
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