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XX孤島工作面兩順槽定向水平長孔區(qū)域水力壓裂工程介紹
孤島工作面回采過程中極易出現(xiàn)巷道底鼓量、頂板下沉量及巷幫位移量增大、工作面煤墻片幫等現(xiàn)象,嚴(yán)重時會引起瓦斯超限、頂板大面積冒落等問題,甚至造成沖擊地壓、瓦斯突出等災(zāi)害,這是工作面生產(chǎn)工程中較大安全隱患,嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)。因此,深入分析研究孤島工作面上履巖層壓力變化規(guī)律,及時采取人工干預(yù)手段,改變孤島工作面局部頂板結(jié)構(gòu),消除或減弱礦壓災(zāi)害,為此次水力壓裂項(xiàng)目的目的。
為解決xx孤島工作面回采動壓對煤柱上方側(cè)向懸頂,降低巷道因懸頂帶來的應(yīng)力集中,同時充分預(yù)裂厚層堅(jiān)硬頂板,一定程度上降低巷道上部厚層堅(jiān)硬頂板在采動影響下破裂形成的動壓能量釋放,降低巷道采動載荷,使其盡早垮落,減緩頂板來壓對巷道的破壞,計(jì)劃在xx工作面兩順槽實(shí)施井下定向水平長鉆孔區(qū)域水力壓裂,預(yù)裂巷道和煤柱上方頂板巖層,降低兩側(cè)采空區(qū)動壓影響,實(shí)現(xiàn)區(qū)域卸壓。
圖2.1?xx孤島工作面布置圖
1、設(shè)計(jì)原則:定向水平孔水力壓裂應(yīng)有效弱化煤層關(guān)鍵層位,最大程度削弱煤層的整體性和強(qiáng)度。
2、根據(jù)地質(zhì)參數(shù)、煤層采厚、頂板巖層特性、巖層結(jié)構(gòu)、礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)等基本參數(shù),采用理論計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)類比的方法進(jìn)行設(shè)計(jì);
3、鉆孔布置的合理性:結(jié)合壓裂施工點(diǎn)地質(zhì)剖面,精確確定壓裂關(guān)鍵層位,本次設(shè)計(jì)關(guān)鍵層位為煤層中部,嚴(yán)格控制鉆探軌跡,保證壓裂改造層位的準(zhǔn)確性;
4、鉆孔質(zhì)量控制:鉆孔軌跡的平滑性,鉆孔分段壓裂設(shè)備,尤其是封孔器需在光滑、平整的鉆孔段進(jìn)行封孔坐封,方能滿足高壓注水壓裂需求;
5、鉆孔軌跡控制:壓裂鉆孔軌跡應(yīng)規(guī)避斷層等地質(zhì)構(gòu)造影響,壓裂段位于地質(zhì)構(gòu)造影響范圍內(nèi),易造成漏失嚴(yán)重,降低壓裂有效應(yīng)力,影響壓裂效果,降低頂板巖層弱化效果。
壓裂系統(tǒng)構(gòu)成及配套參數(shù)如下圖2.1?和表?2-1?所示,礦方負(fù)責(zé)給?450kW?壓裂泵組、75kW?定向鉆機(jī)和?45kW?履帶泵車供電,設(shè)備匹配的饋電、開關(guān)及電纜,陜西省xx公司負(fù)責(zé)提供設(shè)備系統(tǒng)和方案設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)適合的壓裂工具,提供井下用大型壓裂泵并進(jìn)行現(xiàn)場施工。
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圖?2.1 ?井下深孔壓裂系統(tǒng)構(gòu)成
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壓裂工序:采區(qū)變電所→壓裂移變→水箱→壓裂泵→供水管路→高壓閘閥→鉆桿→壓裂串(鉆機(jī)送入孔內(nèi))
表?2-1 ?深孔水力壓裂配套參數(shù)
序號 | 設(shè)備 | 參數(shù) | 備注 |
? 1 | ? 壓裂泵 | 1.0~ 1.5m3/min | 包括泵總成和變頻器。功率450KW?,額定電壓1140v,最高壓力80Mpa |
2 | 引導(dǎo)裝置 | Φ73 | 耐高壓80Mpa,耐溫120℃ |
3 | 單流裝置 | Φ73 | 耐高壓80Mpa,耐溫120℃ |
4 | KZ封堵器 | Φ73 | 耐高壓80Mpa,??耐溫120℃ |
5 | 座球裝置 | Φ73 | 耐高壓80Mpa,耐溫120℃ |
6 | 液力接手 | Φ73 | 耐高壓80Mpa,耐溫120℃ |
7 | 專用高壓閘閥 | Φ73 | 耐高壓80Mpa |
8 | 高壓管柱 | 內(nèi)徑51mm | 合金鋼,長度3m,耐壓80Mpa |
9 | 專用供水管路 | Φ73 | 耐壓80Mpa,6層鋼絲專用壓裂管路。 |
10 | 孔口法蘭 | Φ73 | 連接裝置 |
11 | 壓力表 | 0~80MPa | 抗震抗爆,耐高壓 |
12 | 低密度球 | Φ51 | 耐高溫、高壓、耐磨 |
13 | 投球裝置 | / | 安全裝置 |
(1)設(shè)備運(yùn)輸前,管理人員同礦方相關(guān)人員一同對運(yùn)輸路線上的信號、道軌及行進(jìn)路線障礙物、人與鉆機(jī)及空間位置保持的安全距離,地表濕滑等情況進(jìn)行檢查,只有在確認(rèn)所有設(shè)備完好后方可進(jìn)行運(yùn)輸。
(2)在運(yùn)輸大件或裝運(yùn)不方便的零件時,宜拆開分別進(jìn)行運(yùn)輸,在運(yùn)到指定地點(diǎn)后及時清點(diǎn),以防遺落零件。
(3)需要人工搬運(yùn)的物件,應(yīng)根據(jù)物體重量合適配備人員。搬運(yùn)時所有人員應(yīng)同時用力,并遵守統(tǒng)一的口令。
(4)所有物體運(yùn)至指定地點(diǎn)后,應(yīng)靠巷幫擺放,不得影響行人或行車,并及時進(jìn)行組裝或吊掛。
(1)每趟管路入井時使用罐車10-12輛,每輛罐車內(nèi)裝入管路3-4捆,協(xié)調(diào)礦方統(tǒng)一運(yùn)輸。
(2)每趟卸車結(jié)束后,進(jìn)行管路鋪設(shè)和連接工作。
(3)管路懸掛時需遵循《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,管路吊掛原則上應(yīng)和電纜分別敷設(shè)在巷道的兩側(cè),敷設(shè)在同一側(cè)時,應(yīng)與電纜保持0.3m以上的距離,且敷設(shè)在電纜下方,原則上管路敷設(shè)距底板至少保持300mm以上距離,并懸掛于電纜下側(cè),管路敷設(shè)時應(yīng)距離底板至少300mm,吊掛時應(yīng)使用專用卡箍固定,禁止使用鐵絲進(jìn)行管路吊掛。管路吊掛間距為100mm。
(4)管路的管徑在同一巷道內(nèi)一般應(yīng)保持統(tǒng)一,嚴(yán)禁使用前小后大管路的管徑進(jìn)行連接。
5.1?壓裂施工工藝
壓裂工程施工包括送封隔器、滑套工具、孔口法蘭安裝、多級封隔器坐封、分段壓裂注水、壓力和流量監(jiān)測、視頻監(jiān)控、壓裂區(qū)巡查、封隔器解封提工具串等。具體施工流程為:固定鉆機(jī)→連接壓裂工具串→開動壓裂泵→管路測壓→封隔壓裂→穩(wěn)壓注水→停泵放水與檢測→退管柱→下分段壓裂作業(yè)。
壓裂工具串安裝時需嚴(yán)按照壓裂串走向內(nèi)長孔壓裂工具串安裝順序規(guī)定進(jìn)行安裝,具體安裝順序?yàn)椋阂鳖^→單流閥→封隔器→鉆桿(可拆卸、根據(jù)情況添加)→配水器→鉆桿(可拆卸、根據(jù)情況添加)→封隔器→丟手→管柱。
水力壓裂采用倒退式分段壓裂法,分段間距15~24m?左右,具體根據(jù)孔內(nèi)坐封情況調(diào)整,鉆孔拐彎段的堅(jiān)硬巖層也進(jìn)行壓裂。壓裂過程中因地質(zhì)條件不同孔內(nèi)最高壓力值不同一般最高壓力值為15~25Mpa,不同地質(zhì)條件,孔內(nèi)壓力要求也有所不同,在高孔隙壓力和高地應(yīng)力比的條件下,裂隙起裂壓力會降低,壓裂周期縮短。巖體中天然結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和分布對壓裂壓力有重要影響。較弱的天然結(jié)構(gòu)面會使裂隙更容易沿弱面擴(kuò)展,降低注入壓力;而較強(qiáng)的天然結(jié)構(gòu)面則會阻礙裂隙擴(kuò)展,導(dǎo)致注入壓力升高。
在砂巖等孔內(nèi)初始裂縫起裂后水壓會有所下降,繼而進(jìn)入保壓階段,保壓階段的壓力值并非固定不變,而是需要根據(jù)裂縫的擴(kuò)展情況和地層的響應(yīng)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。在保壓階段,需實(shí)時監(jiān)測壓力變化,并根據(jù)裂縫擴(kuò)展情況和地層響應(yīng)動態(tài)調(diào)整壓力值。一般保壓壓力值為施工階段最大壓力值的60%~70%在這個階段,裂紋擴(kuò)展的同時伴隨著新裂紋的產(chǎn)生,利用流量計(jì)監(jiān)測流量及注入的水量,保證頂板巖層充分破裂軟化。
壓裂過程中觀測臨近長鉆孔及周圍頂板出水情況,在鉆孔及頂板未出現(xiàn)滲水情況時以注入水量為壓裂判定標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)注入水量達(dá)到30m3時,停泵后觀察孔內(nèi)壓力變化,若壓力仍在衰減則繼續(xù)注水至最大壓力值的60%~70%,隨后停泵觀察,直至壓力不在變化,則此區(qū)域壓裂完成。若鉆孔周圍出現(xiàn)滲水情況時,觀察孔內(nèi)壓力值當(dāng)壓力無法達(dá)到最大壓力值時,應(yīng)停泵卸壓,來回拉扯工具串,隨后增壓觀察孔口及頂板滲水情況。當(dāng)滲水量減少時證明封堵器已正常坐封,隨后開始正常施工。
管路試壓:檢查管道組成件安裝是否完畢且正確,包括閥門、法蘭、螺栓、墊片等;確認(rèn)管道支、吊架型式、材質(zhì)、安裝位置正確,數(shù)量齊全,緊固程度和焊接質(zhì)量合格。將工具串送入孔內(nèi)關(guān)閉壓裂工具串閥門,泵組進(jìn)行打壓至工作最高壓力值的1.5倍時停止注水,關(guān)閉泵組閥門,進(jìn)入保壓階段,達(dá)到試驗(yàn)壓力后停壓10min,然后降至設(shè)計(jì)壓力,停壓30min。隨后人員進(jìn)行管路巡檢,確保管路無異常現(xiàn)象。施壓結(jié)束后進(jìn)行管路卸壓。
5.2?壓裂技術(shù)要求
1、根據(jù)現(xiàn)場鉆孔情況調(diào)整壓裂位置和壓裂次數(shù),壓裂時觀察壓裂附近巷道及錨桿、錨索情況,出現(xiàn)變形或支護(hù)破壞的情況時立即停止壓裂,并調(diào)整壓裂方式;
2、壓裂作業(yè)前檢查巷道附近有害氣體濃度,確定安全后方可開始作業(yè);
3、壓裂施工前,無關(guān)人員必須全部撤到高壓危險區(qū)以外;
4、壓裂施工前,應(yīng)對設(shè)備和高壓管路系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查,檢查封隔器外觀是否完好,有無裂紋;
5、壓裂前拉設(shè)警戒線,并且必須設(shè)立醒目的安全標(biāo)志,檢查接頭部位密封情況,確保無誤后方可開始壓裂;
6、管路系統(tǒng)承壓時,任何無關(guān)人員嚴(yán)禁擅自進(jìn)人高壓危險區(qū);
7、壓裂泵當(dāng)天停止工作后,必須停饋電開關(guān)并且閉鎖;
8、壓裂泵停止工作后,必須等到壓力降到?0.5MPa?以下,方可打開泄壓閥泄壓;
9、必須等到壓力降到0MPa?后,方可撤除封隔器和管柱;
10、撤除管柱、封隔器的過程中,操作人員嚴(yán)禁正對鉆孔;
11、壓裂結(jié)束后,首先通過注水管路上泄壓閥進(jìn)行鉆孔放水,鉆孔放水時間為壓裂時間?1.5-2?倍,待放水徹底后方可拆卸管柱;
12、封孔器坐封分隔段必須為鉆孔巖層完整段;
13、高壓水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時總是先通水后通電,停止運(yùn)轉(zhuǎn)時總是先斷電后停水;高壓泵首次運(yùn)轉(zhuǎn)?30h?后需更換潤滑油,以后每工作約?200h?換油一次;使用前檢查水泵各部位上的螺栓、螺母,確保擰緊;
14、水力壓裂采用倒退式壓裂法,即從鉆孔底部向孔口分段逐次壓裂;
15、壓裂過程中,保證一定的注水時間,確保壓裂充分,同時安排專人檢查壓裂孔周圍頂板,當(dāng)有大量水從頂板中流出時,停止壓裂;
16、壓裂過程中,嚴(yán)禁人員從壓裂鉆孔前通過,以防管柱從鉆孔中穿出傷人;
17、壓裂施工時需檢查作業(yè)點(diǎn)周圍瓦斯?jié)舛燃坝卸居泻怏w,確保安全后方可施工;
18、壓裂完成后,在工作面臨近壓裂段時派專人監(jiān)測巷道變形情況,巷道如有異常立即向礦方匯報,采取臨時支護(hù)措施;
19、施工過程嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》(2022?版)的有關(guān)規(guī)定。
1、水力曲線
鉆孔壓裂過程中采用專用記錄儀監(jiān)測水力壓裂過程中水壓變化曲線,壓裂過程中的最高水壓一般為15-25MPa,說明不同地點(diǎn)頂板的強(qiáng)度和完整性不同,局部巖層堅(jiān)硬、致密。從壓裂曲線可看出:
(1)正常情況下,壓裂開始10~15分鐘壓裂點(diǎn)首個裂縫被壓開,開縫時初始壓力達(dá)到20MPa以上,附近已發(fā)生過沖擊顯現(xiàn)或地質(zhì)異常區(qū)域初始壓裂小于20MPa;
(2)首個裂隙壓開的瞬間,水會即刻滲入裂隙,壓力會有一個明顯的突降,壓裂水充滿裂隙后壓力逐漸恢復(fù),到一定壓力值后裂隙被逐步壓開,在足夠流量及泵壓保障下,如此循環(huán)著多個加壓和相應(yīng)壓力釋放過程,在此過程巖層裂縫被逐步壓開;
(3)壓裂孔圍巖完整性較好時,壓裂曲線呈現(xiàn)鋸齒狀,說明巖層在發(fā)生反復(fù)張拉破壞,裂紋持續(xù)穩(wěn)定擴(kuò)展,壓裂過程長時間保壓能很好保證壓裂效果;
(4)當(dāng)壓裂到一定時間后,裂隙延展貫通充分,或?qū)烁浇煽諈^(qū)、構(gòu)造及錨索支護(hù)時壓力會逐漸降低,也是一個壓裂循環(huán)結(jié)束的標(biāo)志之一。
圖6.1?水壓曲線
2.孔內(nèi)瞬變電磁驗(yàn)證技術(shù)
孔內(nèi)瞬變電磁技術(shù)是一種通過分析鉆孔瞬變電磁響應(yīng)來探測地下目標(biāo)體的物理方法。主要用于探測鉆孔旁一定范圍內(nèi)的電阻率異常目標(biāo)體,確定目標(biāo)體的裂隙深度以及距鉆孔的距離和方位。
瞬變電磁參數(shù)包括回線邊長、發(fā)送電流基頻、電流強(qiáng)度等,通過檢測目標(biāo)體的規(guī)模確定儀器的選型。孔內(nèi)瞬變電測可通過鉆孔壓裂施工前后數(shù)據(jù)對比,確認(rèn)壓裂施工后鉆孔的變化,從而對壓裂效果進(jìn)行判斷,包括鉆孔導(dǎo)水性變化,鉆孔周圍裂隙深度變化等。根據(jù)煤層氣多年來壓裂鉆孔施工經(jīng)驗(yàn),結(jié)合瞬變電磁報告得出結(jié)論:鉆孔壓裂時在注水量達(dá)到30m3時,可對鉆孔半徑15~20米范圍內(nèi)的巖石進(jìn)行有效壓裂。
3.微震監(jiān)測
在壓裂期間,擬采用井下微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測壓裂期間破巖活動的強(qiáng)弱,評估壓裂影響范圍,微震探頭隨著壓裂鉆場的更替根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)挪移。
采用井下長孔壓裂厚硬頂板更有利于微震活動由低頻高能向高頻低能轉(zhuǎn)化,微震能量釋放更平穩(wěn),采用井下微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測工作面回采期間覆巖運(yùn)動產(chǎn)生微震事件特征,重點(diǎn)分析微震大能量事件分布、微震頻次與能量時空演化規(guī)律、工作面推進(jìn)延米微震特征等參數(shù),評估壓裂影響范圍與卸壓效果。
1.1?壓裂施工前安全技術(shù)措施
1、壓裂設(shè)備試車及安全檢查
①由機(jī)電隊(duì)電工進(jìn)行電路安全檢查,檢查無誤后方可送電。電工必須具備特種設(shè)備操作證。
②送電后由施工單位泵組操作人員檢測遠(yuǎn)控電腦顯示是否正常,初始數(shù)據(jù)是否正確,如出現(xiàn)異常及時調(diào)整。
③檢查遠(yuǎn)控開關(guān)和控制箱指示燈是否正常,出現(xiàn)異常及時調(diào)整。
④逐一檢查高壓膠管管路、閥門與連接部件等是否出現(xiàn)松動,需及時擰緊,打開閥門。
⑤打開供水管路閥門向水箱供水,檢查是否正常工作,出現(xiàn)問題及時維修。
⑥開泵前必須試泵,使泵轉(zhuǎn)動一整圈觀察有無卡阻現(xiàn)象。
⑦由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人下達(dá)開泵指令后,方可開泵,第一次開泵時間不超過?5s,由工作人員檢查電機(jī)轉(zhuǎn)向,如果反轉(zhuǎn)及時調(diào)整電路。
⑧二次開泵后,檢查冷卻器循環(huán)泵工作情況;檢查油壓;檢查電腦操作界面 各個傳感器是否正常工作;調(diào)節(jié)高壓調(diào)節(jié)閥門檢查是否正常工作。
⑨各個部件正常工作后,調(diào)節(jié)高壓管路閥門將壓力提升到?2MPa?,由施工人員檢查高壓管路是否漏水,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
2、下工具串技術(shù)措施
①壓裂工具串下入工作必須由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé),嚴(yán)格按照走向長鉆孔內(nèi)壓裂工具串安裝順序:引斜頭→單流閥→封隔器→鉆桿→配水器→鉆桿→封隔器→丟手→管柱/鉆桿此方式進(jìn)行壓裂工具組裝,根據(jù)工具串在孔內(nèi)的位置確定管柱長度及數(shù)量。
②壓裂工具串連接前必須對各部件逐個進(jìn)行安全檢查,確保絲堵、定向開啟器、滑套、封隔器等部件絲扣完好,管內(nèi)干凈,孔眼暢通。
③壓裂工具串各部件絲扣表面須涂抹絲扣油。絲扣連接必須用管鉗擰緊,直至兩個人擰不動為止。
④工具串連接過程中必須進(jìn)行登記,詳細(xì)記錄工具型號,位置及數(shù)量。工具串搬運(yùn)過程中須輕拿輕放,保護(hù)工具。
⑤送工具串工作由鉆機(jī)操作人員負(fù)責(zé),壓裂工具串通過人力塞入孔中后,隨后利用鉆機(jī)夾持管柱將壓裂工具串送入孔內(nèi)施工位置。
⑥壓裂工具串送入過程中若出現(xiàn)泵壓較大、送入困難時應(yīng)及時分析原因并匯報,不得反復(fù)拉拔以免損傷工具。
⑦因孔內(nèi)塌孔或孔內(nèi)殘?jiān)鼘?dǎo)致工具串送入困難,必須一次性提出工具串,重新下入鉆頭和鉆桿進(jìn)行掃孔和排渣,合格后再送工具串。
⑧因孔壁泥漿堆積導(dǎo)致工具串送入困難,必須一次性提出工具串,重新下入鉆頭和鉆桿,利用清洗液清洗鉆孔,合格后再送工具串。
⑨孔口閥門組安裝須檢查閥門和短接絲扣是否完好,各部件功能是否正常。 安全孔口必須與套管法蘭盤連接固定管柱。
1.2壓裂施工過程中安全技術(shù)措施
1、壓裂泵司機(jī)按特殊工種管理,必須經(jīng)過特殊培訓(xùn)、熟悉設(shè)備性能及安全技術(shù)措施,專人負(fù)責(zé),持證上崗。
2、操作壓裂泵組時,要按照壓裂泵操作規(guī)程進(jìn)行操作。
3、開泵前,對整個壓裂泵組、電器設(shè)備和高壓管路進(jìn)行全面檢查,確保所有電線、管線接頭連接完好,確保整個注水系統(tǒng)嚴(yán)密不漏水。
4、開泵前,必須由專人檢查泵箱油位、液力變速器油位,油位標(biāo)尺達(dá)到2/3?為合格;專人檢查泵組高壓管路連接、冷卻器管路連接、氮?dú)鈮毫Α⑺渌弧?高壓管及孔口安全裝置等。
5、開泵前,必須由礦上專職電工檢查電路連接,確認(rèn)無誤后方可送電。
6、開泵前,必須執(zhí)行現(xiàn)場撤人和攔人制度,設(shè)立安全警戒標(biāo)識牌。泵組前后20米,鉆場前后20米,非壓裂工作人員禁止入內(nèi),在巷道內(nèi)人員進(jìn)行警戒,運(yùn)輸大巷口組織人員進(jìn)行攔截,確保壓裂期間,巷道內(nèi)無人員逗留,
7、開泵前,檢查壓裂點(diǎn)、回風(fēng)流、壓裂泵附近的瓦斯?jié)舛仁欠裾#涩F(xiàn)場壓裂負(fù)責(zé)人下達(dá)開泵指令后方可開泵。
8、壓裂時,嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入壓裂區(qū)域,嚴(yán)禁非壓裂人員進(jìn)入施工區(qū)域。 且警戒區(qū)域必須明確,施工人員全部知曉,由帶班班長負(fù)責(zé)。
9、壓裂開泵須先進(jìn)行試壓,當(dāng)壓力表壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時,關(guān)閉孔口高壓閥門進(jìn)行憋壓,停泵?20min?壓力不下降為合格。
10、壓裂期間,必須連續(xù)觀察壓裂區(qū)的瓦斯?jié)舛茸兓闆r,發(fā)現(xiàn)異常情況立即停止壓裂,向調(diào)度指揮中心匯報。
11、壓裂期間密切關(guān)注壓裂泵壓力和流量,根據(jù)孔內(nèi)實(shí)際情況調(diào)節(jié)檔位。
12、壓裂過程中施工人員通過遠(yuǎn)程監(jiān)測觀察泵組運(yùn)行情況和壓裂鉆孔周圍、 壓裂管路有沒有漏水現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題及時停泵處理。
13、壓裂過程中,工作人員應(yīng)詳細(xì)記錄時間、壓力、瞬時流量和注水量等壓裂參數(shù)。
14、壓裂期間必須執(zhí)行現(xiàn)場交接班制度,上一班次發(fā)現(xiàn)問題必須提前?2?個小時向地面匯報,避免影響下一班工作。
15、交接班后必須檢查施工地點(diǎn)影響的巷道區(qū)域,是否出現(xiàn)片幫和頂板滴水, 發(fā)現(xiàn)異常必須及時匯報。
1.3壓裂施工結(jié)束后安全技術(shù)措施
1、壓裂時間達(dá)到設(shè)計(jì)要求后向地面匯報,由現(xiàn)場負(fù)責(zé)人下達(dá)停泵指令后方可停泵。
2、壓裂注水結(jié)束后,施工單位及時對周邊圍巖情況進(jìn)行全面檢查。
3、壓裂泵停止工作后,須進(jìn)行鉆孔保壓,不得拆卸高壓膠管。
4、壓裂泵停止工作30min?后,利用攝像頭仔細(xì)觀察現(xiàn)場情況,無異常后由不少于?2?名工作人員進(jìn)入現(xiàn)場,確定現(xiàn)場無異常后,向地測防治水部匯報,宣布壓裂結(jié)束,進(jìn)行巷道安全檢查,確認(rèn)無安全隱患工作人員方可進(jìn)入。
5、鉆孔內(nèi)水壓卸至零壓力,經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)方可撤除管柱、封隔器。
6、撤除封隔器的過程中,操作人員不得正對鉆孔,發(fā)現(xiàn)異常立即避險。
1.4?壓裂施工事故預(yù)防及處理措施
1、施工人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)礦方井下應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容和程序,發(fā)生事故時按礦方應(yīng)急救援預(yù)案程序匯報和避災(zāi)路線撤離。
2、壓裂期間發(fā)生火災(zāi)事故時,及時停電沿著避災(zāi)路線撤人并向調(diào)度指揮中心匯報。
3、壓裂期間巷道甲烷濃度超限報警,必須及時停電撤人并向調(diào)度指揮中心匯報。
4、壓裂期間,當(dāng)巷道出現(xiàn)片幫、巷道頂部出現(xiàn)異常時,必須及時停電撤人并向調(diào)度指揮中心匯報,采取加固措施后方可繼續(xù)壓裂。
5、壓裂期間,巷道頂?shù)壮霈F(xiàn)大面積漏水時,必須及時停電撤人并向調(diào)度指揮中心匯報,采取泥漿加固措施后方可繼續(xù)壓裂。
6、壓裂期間發(fā)生突然停電和停水時,及時向調(diào)度指揮中心匯報,礦方協(xié)調(diào)解決及時供水、供電。來電后及時檢查壓裂泵電機(jī),如果電機(jī)燒壞及時通知礦方協(xié)調(diào)解決。
7、壓裂期間當(dāng)泵壓突然下降,低于正常泵壓?5MPa?以上并長時間不能恢復(fù)后,必須停止壓裂并匯報,制定詳細(xì)方案后再施工。
8、壓裂期間若突發(fā)壓裂管路爆裂時,在確保安全的前提下,緩慢打開管路末端的泄壓閥門,使管路內(nèi)的壓力平穩(wěn)降低。嚴(yán)禁直接打開全部閥門,以免造成二次傷害。在壓力完全釋放后,由專業(yè)人員對爆裂部位進(jìn)行檢查,評估損壞情況并制定修復(fù)方案。
9、施工人員必須熟悉避災(zāi)路線,發(fā)生緊急情況時,要迅速打開自救器佩戴好,按避災(zāi)路線撤離危險現(xiàn)場,進(jìn)入安全區(qū)域;不能夠及時撤離現(xiàn)場的人員要迅速撤進(jìn)避難硐室,打開壓風(fēng)自救裝置實(shí)施自救,并及時與調(diào)度指揮中心匯報。
10、其它未盡事宜按《煤礦安全規(guī)程》(2022?版)和《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
附表一:水力壓裂風(fēng)險辨識
序號 | 危險源及后果 | 等級 | 標(biāo)準(zhǔn)及措施 |
? 1 | 鉆機(jī)未支設(shè)穩(wěn)定即開始鉆孔,容易砸到人員 | 中等 | 鉆孔前,必須先將鉆機(jī)支設(shè)穩(wěn)定后方可開始作業(yè)。 |
? 2 | 作業(yè)點(diǎn)停風(fēng)時,繼續(xù)作業(yè)或滯留,有害氣體傷害 | 中等 | 必須立即停止作業(yè)撤離至安全地點(diǎn)。 |
? ? 3 | 鉆桿推進(jìn)速度過快,操作不當(dāng),卡鉆,造成人員傷害 | 中等 | 鉆孔時控制給進(jìn)閥桿,控制給進(jìn)速度;退鉆桿時,嚴(yán)禁高鉆速帶動鉆桿。 |
? ? 4 | 沖洗高壓水管時,軟管未抓緊或軟管口對準(zhǔn)人員,造成人員傷害 | 一般 | 沖洗軟管時,將高壓軟管理順,開閥門要由小到大慢開,確認(rèn)管口前無人。 |
? ? 5 | 移動液壓泵站轉(zhuǎn)動部位封閉不合格,造成人員傷害 | 一般 | 轉(zhuǎn)動部位必須封閉且固定牢固。 |
? ? 6 | 移動鉆機(jī)時,周圍環(huán)境不暢,造成人員傷害 | 一般 | 移動鉆機(jī)前,確認(rèn)搬運(yùn)路線及擺放點(diǎn)無雜物無阻擋,搬運(yùn)行走步調(diào)一致動作協(xié)調(diào),前后照看,觀察好位置后統(tǒng)一擺放設(shè)備。 |
? 7 | 鉆頭缺齒或堵塞,有鉆桿抱鉆的風(fēng)險。 | 一般 | 鉆機(jī)司機(jī)每班接班后檢查設(shè)備,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 |
? 8 | 檢查鉆桿絲扣或某處有裂隙,有斷鉆桿的風(fēng)險。 | 一般 | 鉆機(jī)司機(jī)每班接班后檢查設(shè)備,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 |
附表二:井下長鉆孔壓裂安全風(fēng)險辨識表
序號 | 安全風(fēng)險及其后果 | 等級 | 標(biāo)準(zhǔn)及措施 |
1 | 人員機(jī)械傷害 | 重大 | 規(guī)范操作,加強(qiáng)巡視、遠(yuǎn)離高壓區(qū)、禁止人員正對管線或閘閥出口 |
2 | 用電安全 | 重大 | 專業(yè)電工操作、井隊(duì)供電協(xié)助 |
3 | 高壓管線、高壓閥件刺漏、爆裂 | 重大 | 設(shè)備保養(yǎng)準(zhǔn)備必須到位,接管線時檢查更換端面盤根,彎頭等閥件必須在基地完成換盤根和注密封脂的工作,高壓區(qū)非崗人員禁止入內(nèi)。 |
4 | 儀表采集、資料錄取故障 | 中等 | 保證穩(wěn)定供電,采集系統(tǒng)提前檢測 |
5 | 冒頂 | 重大 | 壓裂前檢查支護(hù)、有冒頂征兆立即停止壓裂施工 |
6 | 頂板漏水 | 重大 | 現(xiàn)場配備水泵,漏水量大時立即停止壓裂施工 |
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