铁矿井下疏干放水施工组织设计.doc

河北省 武安市
西石门铁矿南北区井下疏干放水施工组织设计

五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司
2014年07月

河北省 武安市
西石门铁矿南北区井下疏干放水施工组织设计

设计编写单位：五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司
设计编写人：
审 核：
技术负责人：
总 经 理：
提 交 日 期：2014年04月

目 录

第1章 前 言 1
1.1工程概况 1
1.2工程内容 1
第2章 施工部署 2
2.1 施工部署原则 2
2.2 组织机构的部署 3
2.3 施工部署 3
第3章 钻探施工 5
3.1 技术准备 5
3.2 设备及材料准备 5
3.3 人员准备 5
3.4 钻机安装和开钻前的准备工作 6
3.5 钻探施工技术要求 7
第4章 施工进度安排及工期保障措施 8
4.1施工进度安排 8
4.2工期保障措施 8
第5章 工程质量保障措施 9
5.1质量管理目标 9
5.2 技术保障 9
5.3 质量保障 9
5.4 孔口装置 11
第6章 安全生产与文明施工 11

第1章 前 言
1.1工程概况
五矿邯邢矿业西石门铁矿（以下简称西石门铁矿）位于河北省武安市矿山镇西石门村，隶属于五矿邯邢矿业公司，属于大型磁铁矿床。
西石门铁矿处于百泉岩溶水系统的中游，邯邢铁矿田中南部。矿区主要含水层为中奥陶纪石灰岩，由于石灰岩含水层厚度大，透水性较强，矿体埋藏较深，水文地质条件复杂，给矿山开采带来了一定的难度。矿区所处的水文地质单元为百泉岩溶水系统，区域地质、水文地质工作始于上世纪50年代，先后有冶金、地质、煤炭、有色系统的单位在该区开展过工作，基本查明了区域地质、水文地质条件，积累了大量的资料，区域研究程度较高。
目前，西石门铁矿北区稳定水位标高在+40m附近，南区稳定水位标高在-20m附近，井下正常涌水量约为14600m³/d。矿区深部地下水的赋存，尤其是岩溶裂隙水和不明采空区水对西石门铁矿的深部开拓工程造成很大的生产困难和安全隐患。为此，西石门铁矿委托五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司（以下简称地质勘查公司）在西石门铁矿南区-120m中段、北区-100m中段进行探放水工作。，并委托五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司（以下简称地质勘查公司）组织施工。地质勘查公司根据《河北省武安市西石门铁矿深部水文地质研究报告》、《井下探放水技术规程》、《采矿手册》、及《西石门铁矿南北区井下疏干放水设计》相关规范要求，编制了《西石门铁矿南北区井下疏干放水施工组织设计》。
1.2工程内容
根据设计、水文地质条件、排水能力及矿山水文地质观测要求，本次共设计放水孔54个，其中水文观测孔7个。南区-120m水平钻孔20个，机动钻孔15个，北区-100m水平14个，机动钻孔5个。放水硐室共13个，硐室规格4m×3m×3.2m（长×宽×高）。放水硐室采用锚喷支护，适用于中等以上稳固的岩体，如遇不稳固的掌子面必须采用锚喷网支护，必要时采用钢筋砼支护；若巷道范围岩性性质发生变化，应及时调整支护形式。钻探施工相关工程量详见表1，放水孔钻孔参数见表2。
钻探施工实物工程量统计表 表1
序号
工作项目
计量单位
工作量
1
工程测量
点
54
2
放水钻孔施工
m/个
4965/34
3
水文地质编录
m/个
4965/54
4
样品采集
件
150
5
化验
件
150
6
内检
件
30
7
外检
件
30
8
孔口装置安装
套
34
9
压力表安装
个
34
10
简易水文观测
台班
300

第2章 施工部署
2.1 施工部署原则
为确保该工程施工优质、安全、如期顺利完成，本着科学管理、统一部署、合理安排的组织原则，力求各项施工技术、施工管理目标的全面实现。
1、在进行施工组织设计时，必须通过人、材、机的优化配置和施工全过程的科学管理来确保工期目标的实现。
2、依据公司现有的技术水平、施工管理水平及机械配套能力，并充分利用公司在钻探工程施工过程中所积累的成功经验，组织本工程的施工。
3、坚持安全第一、质量第一、文明施工的原则，力求将工程施工过程中对环境的影响降低到最低水平。
4、充分考虑本工程的施工特点和难点，采用合理、先进的施工工艺和钻探施工中行之有效的施工方法来组织本工程的施工。
2.2 组织机构的部署
结合本次工作内容和技术要求，五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司组建了项目部，项目负责人对钻探工程全面负责，水文地质工程师负责钻探工程质量技术管理；机长对本机台全面负责；建立健全了各项施工管理制度和质量监督制度，作业层的各种人员按分工履行自己的职责。
2.3 施工部署
为节约工期，南区-120m中段和北区-100m水平放水孔同时施工，根据工程特点，本次施工安排SGZX-3B钻孔和杭300钻机共2台，钻机搬迁至施工现场进行设备安装、调试，开始施工，工程完毕后报西石门铁矿有关部门现场验收，验收合格后各方签字予以确认。
根据西石门铁矿井下水文地质特点及现场情况，决定将本次所设计钻孔分为两期进行施工。按照西石门铁矿井下疏干一期施工顺序表（表2），视出水情况再决定二期施工钻孔个数及顺序。

西石门铁矿井下疏干一期施工顺序表 表2
序号
钻孔
个数
位置
中段
施工顺序
1
2
3
1
2
1#穿
南区-120m
FSK1-1
FSK1-2

2
4
3#穿
南区-120m
FSK3-1
FSK3-2

3
2
4#穿
南区-120m
FSK4-1
FSK4-2

4
1
5#穿
南区-120m
FSK5-1

5
2
7#穿
南区-120m
FSK7-1
FSK7-2

6
2
9#穿
南区-120m
FSK9-1
FSK9-2

7
3
13#穿
南区-120m
FSK13-1
FSK13-2
FSK13-3
8
3
15#穿
南区-120m
FSK15-1
FSK15-2
FSK15-3
9
2
A-A′
北区-100m
FSKA-1
FSKA-2

10
1
-10线
北区-100m
FSK-10-1
FSK-10-2
FSK-10-3
11
1
3#疏干硐室
北区-100m
FSK-10+-1

12
2
4#疏干硐室
北区-100m
FSK-11+-1
FSK-11+-2

13
2
5#疏干硐室
北区-100m
FSK-12-1
FSK-12-2

14
2
6#疏干硐室
北区-100m
FSK-12+-1
FSK-12+-2

西石门铁矿井下疏干二期施工顺序表 表3
序号
钻孔
个数
位置
中段
施工顺序
1
2
3
1
1
1#穿
南区-120m
FSK1-3

2
1
3#穿
南区-120m
FSK3-3

3
1
7#穿
南区-120m
FSK7-3

12
1
4#疏干硐室
北区-100m
FSK-11+-3

14
2
6#疏干硐室
北区-100m
FSK-12+-3

地质技术人员应该及时的进行地质编录及水文观测，及时将取得成果上图，并根据取得的成果及时调整设计，使工程布置更加合理。
第3章 钻探施工
3.1 技术准备
1、组织进行施工图审查和施工技术交底工作。确保施工过程中组织得力，所选用的施工方法和施工工艺先进、合理。
2、配备与本工程施工有关的各种法律、法规文件，施工标准、规范及图集，并确保其为有效版本。
3、开工前，组织施工管理人员、工程技术人员、各作业班组长进行系统的技术交底和技术标准、技术规范的学习，使其详细了解施工方法和施工工艺过程，确保施工全过程安全、质量按贯标要求得到有效控制。
4、编制本工程施工项目质量计划和施工组织设计，确保工程施工资料及时整理、保存齐全。
5、组织特种作业人员的岗位技能培训，并确保其持证上岗。
6、组织对工程施工的技术攻关，有针对性地实施工程施工过程的指导、监督和检查。
3.2 设备及材料准备
为保证工程顺利进行，项目部结合本次工作内容及施工工艺特点，主要准备以下设备及材料（表4），管材等材料根据现场需要及时配备。
施工的设备及材料一览表 表4
序 号
名 称
单位
数量
备 注
1
SGZX-3B
台
1

2
杭300
台
1

3
BW-150泥浆泵
台
2

4
BX3-500电焊机
台
2

5
Ф75mm钻杆
m
300

6
孔口装置
套
35

7
压力表
个
35

8
CX-6D陀螺测斜仪
台
1

9
井壁管（φ108mm×4mm）
m
175

10
井壁管（φ89mm×4mm）
m
350
具体长度根据施工情况定
11
花管
m
230
具体长度根据施工情况定
3.3 人员准备
根据井下现场施工条件、工程数量和工期要求，组建2支施工队，组成如下：项目经理1名、技术员1名、机长2名，钻工、水泵工、电焊工、后勤等36名，合计40人。
井下施工人员作业时间实行三班制，每个机台每班3人作业，各钻机施工人员必须落实机上交接班制度，严禁空班。
作业时间：0：00—8：00、 8：00—16：00、 16：00—0：00
3.4 钻机安装和开钻前的准备工作
1、 安装钻机之前，首先到现场进行踏勘，了解钻台基础下有无水道、电缆等有碍钻进的构筑物，钻孔揭露深度范围内有无采空区。
2、在安装钻机之前，应将钻机的基础平好、夯实；
3、依次安装底座、钻机、钻塔等。各类机械设备必须安装得水平、周正、牢固。设备安装完毕，要检查钻孔中心，钻机中轴在一条垂直线上；
4、认真做好各种安全措施，电机外壳应接地线；
5、配备钻具和连接钻具，准备开钻；
6、水、电与西石门铁矿协商，使用井下水电。
3.5 钻探施工技术要求
1、孔径结构要求
开孔孔径127mm，钻进5m后装入φ108mm无缝钢管，用水泥胶结固定，试压后进行钻进，终孔孔径不小于75mm。孔口管装闸阀及压力表，以便观测水压、控制放水量。
2、岩芯采取率
完整基岩平均采取率应大于70%，单层不少于60%；基岩强烈风化带、破碎带平均采取率应大于40%，单层不少于30%。
3、孔深校正及弯曲度测量
每钻进50 m、换径、终孔及下管前，均需用钢卷尺测量校正孔深，允许误差为2‰，超差者应以校正测量数据为准更正。
因为本次施工钻孔均为井下水平钻孔，所以本次开孔前测孔口位置的方位角，终孔位置时测钻孔方位角来检测钻孔是否倾斜。小于或等于100m钻孔顶角的偏斜不得超过1°，大于100m每百米顶角偏斜的程度不得超过1.5°，要求每50m测斜一次，孔斜达不到要求则应及时纠斜。
4、简易水文地质观测
①观测并记录初见水位、静止水位。
②观测钻进中孔量变化。
③详细观测和记录钻进过程中涌（漏）水、掉块、塌孔、缩（扩）径、逸气、涌砂、掉钻等现象发生的层位和深度，测量涌（漏）水量，有条件时，观测钻进中动水位和冲洗液消耗量变化。
5、原始班报表填写
钻探过程中的原始记录是整个钻探生产全过程的反映，是分析生产技术组织状况的原始材料，原始报表填写必须真实、及时、准确、可靠、清洁。
6、孔口装置
为防止突水事故发生，每个探水孔均要安装孔口装置。孔口装置安装分以下几步骤：
（1）在孔口四周呈三角形施工3个锚杆，用于固定孔口管；
（2）用127mm钻头开口，钻进深度5m后，安装108×4mm孔口管，管长5.2m，孔口外露长0.2m，孔内长5m；
（3）用膨胀橡胶缠绕孔口管，缠绕长度5m，将缠绕膨胀橡胶的孔口管打入钻孔中；
（4）用钢筋将孔口管和锚杆焊接在一起；
（5）在孔口管上安装孔口阀门及压力表。
第4章 施工进度安排及工期保障措施
4.1施工进度安排
为节约工期，南区-120m中段和北区-100m水平放水孔同时施工，按照放水孔一期、二期施工顺序表施工，视出水情况决定增机动钻孔的数量及位置，直到总出水量。设备进场后，预计8个月完成施工。
4.2工期保障措施
1、组织正规循环作业，严格执行交接班制度，确保施工在有限的空间、时间内快速有序进行。
2、调动施工人员的劳动积极性和赶超工期的主观能动性。
3、加强物资供应管理，提前上报材料计划，确保施工物资及时运至施工现场。
第5章 工程质量保障措施
5.1质量管理目标
工程施工质量符合《水文地质钻探规程》和地质勘查公司质量管理体系要求，岩心采取率合格率95%以上。以确保该工程达到优良工程标准。
5.2 技术保障
承担该项目的主要技术人员长期从事水文地质钻孔施工工作，具有丰富的工作经验，在知识结构、专业分工上都较为合理，能够胜任该项目的工作任务。同时地质勘查公司相关专业技术人员对项目中技术工作进行监督、检查，保证技术工作符合设计要求。
5.3 质量保障
质量保证按照地质勘查院《质量手册》（HXDK/QS-QB-2007）执行。
各项工作严格按照有关规范、规程进行。项目部及时向公司相关部门汇报工程进度。对项目将实施公司、部门、项目部三级质量管理，即项目组的日常质量管理；部门组织的定期质量检查；公司级质量检查验收。对于项目中出现的较大的技术问题将及时上报公司及矿方，并及时采取措施解决。
1、开孔准备
（1）对于孔口位置、钻孔方位和倾角，要有专门的测量和地质人员严格按照设计要求进行测放。
（2）根据给定的孔口位置、方位和倾角，进行钻机安装，施工人员不得私自改变。如需变更，须经技术人员同意方可实施。为防止高压突水，钻机底部要安设锚杆加固，上部打锚杆挂倒链，确保退钻安全。
（3）钻机安装完毕后，由机长负责检查机器各部位的安装情况，开孔坐标、倾角、方位确认无误后方可开孔。
2、孔斜的预防方法
根据钻孔施工地层及机台施工实际，对孔斜的预防采取以下方法：
（1）钻机安装要水平、牢固、立轴中心与设计钻孔中心要在同一直线上：
（2）钻孔钻进深度增大后，即开始需要进行进行减压钻进时，需要特别注意使提引吊环与立轴及钻孔中心线处在同一条直线上，以免提引大绳偏向提引立轴钻杆，造成立轴偏摆；
（3）选用与实际情况相符合的钻杆、钻具，不能使用弯曲的钻具；
（4）由大口径换小口径钻进时，使用导向器；
3、孔内事故的预防与处理方法
根据附近已施工钻孔资料，地层中构造及流沙是影响钻孔施工的主要因素，因此根据钻孔施工的地质条件及机台施工队伍素质，提出以下预防方法：
（1）提高钻探工作人员的责任心；
（2）严格执行钻探技术操作规程；
（3）对于不同的地质条件，采用不同的钻进方法；
（4）经常检查施工用的提引设备，机械传动设备及全套设备的完好状态，并努力提高工人的技术水平。
若钻孔在施工中遇到事故，要首先对发生事故的机上余尺，进行一次准确的测量计算，并详细记录发生事故当时的一些有关具体情况，根据事故情况，研究具体处理方案，对钻孔施工可能出现的事故，主要的处理方法：
（1）捞，用各种类型的丝锥，随时打捞在孔内的钻具；
（2）提，当钻具出现卡钻、埋钻、烧钻等情况时，加大提升负荷进行强力提拔
（3）扫，事故钻具在孔内某个段距内能回转活动，但超出这个段距就不能提出或下降，可采用向上或向下回转钻具。
（4）堵，当钻孔孔壁发生坍塌时，先疏通钻孔，然后下套管，对孔壁坍塌处进行封堵 。
5.3 仪器设备保障
地质勘查公司现有地质仪器及钻探设备已完全能够保证项目任务的完成，严格按照该方案要求准备仪器设备，在设备进场前，进行检查和校核，确保设备的正常运转。
5.4 孔口装置
孔口管安装必须进行严格质量检查，抗压强度不得低于2Mpa，若漏水或孔口管松动，应重新安装或采取措施处理。
第6章 安全生产与文明施工
6.1 安全生产措施
1、进场施工前，项目部应组织全体施工人员进行安全教育和必要的岗前培训，提高操作技能，具体做到持证上岗，以消除施工安全隐患，形成人人学安全、人人懂安全、人人管安全的良好安全生产氛围。
2、加强施工现场的安全管理工作，定期进行安全生产大检查。施工现场应悬挂各种标牌，张贴安全生产标语。同时每周定期进行安全生产大检查，发现问题限期整改。
3、加强施工班组安全交接班制度。交班作业人员应向接班作业人员介绍工作面的施工情况，尤其是安全情况，存在安全隐患的必须提出整改意见及解决办法。确定无危险后方可进行作业。
4、定期检查提升系统（如提升钢丝绳，提升过卷装置及提升机的制动） 的运转情况，发现隐患及时排除。
6.2 文明施工管理
1、施工工业场地内外各种材料堆放整齐，施工设备及机具存放有序。
2、各种临时建筑物搭设规范，宣传标语明显，施工现场外在形象好。
3、 施工现场各种临时管线悬挂整齐，临时运输线路铺设平直。
6.3 安全生产注意事项
1、戴齐劳保用品，在钻探施工中确保安全第一。做好安全生产记录，不允许在不安全的情况下冒险作业。每班带班人员在接班后，要保证10～20分钟的安全教育课，下班后及时总结当班安全生产情况，使全班人员从思想上时刻保持安全生产的概念，有安全意识，才有生产效率。
2、每班开工前检查供电设施情况。
3、钻机安装与拆卸必须有负责人统一指挥，场地平整。电器部分要有电工负责安、拆。
4、钻机及各种机械设备，必须安装得水平周正、连接牢固可靠。认真作好各种安全设施，机器运转部分要安装防护装置，电动机外壳必须接地牢固。
5、安装完毕要由机长负责检查机器各部位的安装情况，确认无误后再进行施工。
6、施工中，人员必须集中精力，如有不正常情况，立即停机检查，分析处理。
7、 孔故的预防和处理：施工人员要精心操作，对不同情况采取相应的措施。一旦发生卡钻、钻具脱落等情况，要及时停机，分析原因，查明情况，进行处理，并作好记录。
8、钻进中如发生影响安全施工的特殊情况，应立即报告主管领导和安全部门，采取安全措施。确认安全无危险后，再进行下步工作。
9、钻进中遇到机械事故、孔内事故等情况，要在钻探班报表上纪录清楚。
10、认真做好防火、防电等工作。
11、其它未尽事宜严格遵循《安全生产法》、《金属非金属矿山安全规程》及公司颁发的《安全技术操作规程》及其它有关规定执行。