煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)施工規(guī)范

1、AQ ××××2006MT 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 發(fā)布201×-××-××實(shí)施201×-××-××發(fā)布煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)施工規(guī)范Code for coal mine hydraulic crackin design and construction （征求意見稿）MT/T ××××201×中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ICS 73.010D 09備案號：1MT/T××××

2、;-201×目 次_Toc295974556前 言II1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義14 一般規(guī)定25 壓裂設(shè)計(jì)26 壓裂施工組織及質(zhì)量控制67 安全技術(shù)要求88 現(xiàn)場資料錄取與總結(jié)139 施工總結(jié)13附錄A（規(guī)范性附錄）施工設(shè)計(jì)書格式15附錄B（規(guī)范性附錄）現(xiàn)場資料錄取格式17附錄C（規(guī)范性附錄）施工總結(jié)格式1919前 言煤礦井下壓裂是煤礦瓦斯強(qiáng)化抽采、區(qū)域治理的重要技術(shù)措施。為規(guī)范煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)與施工，特制訂本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)由中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技發(fā)展部提出。本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭行業(yè)煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會技術(shù)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司、中國礦業(yè)大學(xué)、

3、煤炭科學(xué)研究總院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：姜光杰、王思鵬、郭啟文、史小衛(wèi)、姜錫慧、陳東科、梁安民、孫明闖、袁宗柱、李紅曉、白新華、林萌、付江偉。煤 礦 井 下 壓 裂 設(shè) 計(jì) 施 工 規(guī) 范1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦井下壓裂鉆孔布置、壓裂方式選擇、方案設(shè)計(jì)原則、施工組織、安全與質(zhì)量控制、資料錄取、施工總結(jié)等技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦井下煤層、巖層壓裂的設(shè)計(jì)與施工。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅在所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB 150 鋼制壓力容器AQ 1028 煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條

4、件AQ 1027 煤礦瓦斯抽放規(guī)范AQ 1017 煤礦井下安全標(biāo)志AQ 1023 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)及裝備通用安全技術(shù)要求MT 694 煤礦自動隔爆裝置通用技術(shù)條件煤礦安全規(guī)程防治煤與瓦斯突出規(guī)定3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1 水力壓裂 hydraulic cracking在鉆孔內(nèi)以水作為動力，在無自由面的情況下使煤體裂隙暢通的一種措施。3.2封孔器 hole packers壓裂鉆孔孔口的密封裝置。3.3濾失系數(shù)filtration coefficient單位濾失時間平方根內(nèi)、單位面積上的濾失量，m /min0.5，以C表示。3.4壓裂液效率 fracture liquid

5、 efficiency造縫體積與壓裂液總注入液量體積之比的百分?jǐn)?shù)。3.5獨(dú)立風(fēng)流 independent airflow從主要進(jìn)風(fēng)巷分出的，經(jīng)過爆炸材料庫或充電硐室后再進(jìn)入主要回風(fēng)巷的風(fēng)流。4 一般規(guī)定4.1 有下列情況之一的礦井應(yīng)進(jìn)行壓裂：a) 生產(chǎn)礦井和在建礦井面臨煤與瓦斯突出威脅的；b) 不具備保護(hù)層開采條件的高瓦斯煤層；開采保護(hù)層時有煤與瓦斯突出危險的保護(hù)層，被保護(hù)層宜優(yōu)先選擇穿層壓裂；c) 抽采不達(dá)標(biāo)的煤層。4.2 未卸壓煤層進(jìn)行壓裂預(yù)抽，依據(jù)煤層瓦斯抽放的難易程度分為三類，見表1。表1 煤層壓裂情況分類表類別鉆孔流量衰減系數(shù)d-1煤層透氣性系數(shù)m2/MPa2.d選擇類別容易抽放0.

6、00310可壓裂可以抽放0.0030.05100.1宜壓裂較難抽放0.050.1應(yīng)壓裂4.3 壓裂地點(diǎn)、壓裂基本參數(shù)、壓裂孔施工等均應(yīng)嚴(yán)格遵守安全第一的原則。4.4 煤礦井下注水和壓裂施工應(yīng)使用專用壓裂泵。4.5 施工操作人員應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn)，應(yīng)熟悉設(shè)備各項(xiàng)性能和操作要求，經(jīng)考核合格持證上崗。5 壓裂設(shè)計(jì)5.1資料收集壓裂方案設(shè)計(jì)收集以下資料：a) 壓裂施工相關(guān)礦井情況；b) 礦井基本情況；c) 礦井地質(zhì)概況：所屬煤田、成煤時代、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存；d) 礦井生產(chǎn)概況：開拓方式、采煤方法、頂板管理方法、巷道斷面和長度等；e) 礦井通風(fēng)瓦斯概況：通風(fēng)方式、通風(fēng)系統(tǒng)（尤其專用回風(fēng)巷斷面）風(fēng)量、風(fēng)阻、

7、瓦斯涌出量、瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯抽放方法及抽放量等；f) 礦井井下配電系統(tǒng)概況：各級配電的額定電壓等級，饋出線的短路、過負(fù)荷保護(hù)的整定值，熔斷器熔體的額定電流值以及被保護(hù)干線和支線最遠(yuǎn)點(diǎn)兩相短路電流值，配電設(shè)備的裝設(shè)地點(diǎn)，線路電纜的用途、型號、電壓、截面和長度，保護(hù)接地裝置的安設(shè)地點(diǎn)等；g) 礦井自然發(fā)火危險性評價、防治水能力、沖擊地壓危險性等；h) 發(fā)生瓦斯動力現(xiàn)象地點(diǎn)的情況。5.2 壓裂方式選擇5.2.1 壓裂方式（如圖1所示）圖1 壓裂方式示例可供選擇的壓裂方式如下：a) 當(dāng)煤體結(jié)構(gòu)相對完整或發(fā)育相對完整的分層，能夠在煤層中形成完整鉆孔時，根據(jù)巷道布置情況可以采用巷道內(nèi)施工順煤層鉆孔

8、1、2，壓裂煤層；b) 當(dāng)煤體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、難以成孔時，可以采用從底板抽放巷（或頂板抽放巷）中施工仰/俯角穿層鉆孔3和4，巖段封孔，壓裂煤層；c) 當(dāng)目標(biāo)區(qū)為多煤層發(fā)育區(qū)、煤體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，煤層間距在20m之內(nèi)，可以從底板抽放巷（或頂板抽放巷）內(nèi)施工仰/俯角鉆孔3和4，對此夾層實(shí)施壓裂，鉆孔仰角不限。5.2.2 壓裂方式選擇原則壓裂方式的選擇，應(yīng)充分結(jié)合煤礦井下巷道布置情況，應(yīng)簡便安全、不損壞管路和設(shè)備、不污染井下作業(yè)環(huán)境，壓裂孔口應(yīng)有承壓保護(hù)裝置，壓裂施工參數(shù)的選擇應(yīng)符合防治煤與瓦斯突出規(guī)定的要求。對礦井瓦斯涌出來源多、分布范圍廣、煤層賦存條件復(fù)雜的礦井，應(yīng)采用多種壓裂方式相結(jié)合的綜合壓裂方

9、式。5.3 壓裂施工設(shè)計(jì)5.3.1 設(shè)計(jì)按壓裂方案設(shè)計(jì)格式，見附錄A（規(guī)范性附錄），依據(jù)設(shè)計(jì)原則編寫施工設(shè)計(jì)。5.3.2 內(nèi)容施工設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下內(nèi)容：a）礦井概況：b) 施工目的；c) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；d) 設(shè)計(jì)的壓裂層位；e) 工藝參數(shù)、施工參數(shù)，用表格列出；f) 預(yù)處理措施；g) 壓裂施工執(zhí)行表；h) 壓裂鉆孔結(jié)構(gòu)圖；i) 施工準(zhǔn)備；j) 施工步驟；k) 施工要求。5.3.3 壓裂鉆孔根據(jù)壓裂方式要求，綜合孔口所處煤（巖）層位、巖性、構(gòu)造、巷道通風(fēng)、施工參數(shù)、管材性能等因素，設(shè)計(jì)選擇符合本區(qū)塊構(gòu)造特點(diǎn)的壓裂鉆孔結(jié)構(gòu)和封孔工藝。鉆孔位置選擇：a) 目標(biāo)層有合適的煤體結(jié)構(gòu)和裂隙發(fā)育度，孔口煤巖體巖

10、石力學(xué)參數(shù)應(yīng)能滿足壓裂封孔要求，目標(biāo)層巖性要求的施工參數(shù)在設(shè)備能力范圍內(nèi)，目標(biāo)層及其上下圍巖賦存完好；b) 壓裂孔裸眼成孔質(zhì)量良好，孔深能滿足壓裂層位選擇要求；c) 宜免受采動影響，保證足夠的抽采時間；d) 距地質(zhì)構(gòu)造帶、含水（煤）巖層、保護(hù)煤（巖）柱、采空區(qū)、瓦斯抽放鉆孔和地質(zhì)探孔的距離不小于30m；e) 施工巷道應(yīng)具有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)速不應(yīng)低于1m/s，高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井還應(yīng)設(shè)置有專用回風(fēng)巷，應(yīng)符合AQ 1028的要求；f) 對煤層壓裂，除按壓裂半徑確定合理的孔間距外，應(yīng)盡量增加鉆孔在煤層中的長度；g) 鉆孔方向應(yīng)盡可能正交或斜交煤層層理；h) 穿層鉆孔終孔位置，應(yīng)在穿過煤層頂（底）

11、板2m處；i) 特殊需要時應(yīng)按具體方案要求進(jìn)行選擇。5.3.4 封孔要求5.3.4.1 巖壁鉆孔，宜采用封孔器封孔。封孔器械應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、可回收的要求。5.3.4.2 煤層鉆孔，宜采用充填材料進(jìn)行注漿封孔，條件許可時，也可采用封孔器封孔。封孔材料可選擇新型膨脹材料等，不宜選用水泥砂漿或其他不符合封孔質(zhì)量要求的材料。5.3.4.3 封孔長度和封孔深度：a) 孔口段圍巖條件好、構(gòu)造簡單、施工壓力中等時，封孔長度可取10m20m，封孔深度以過煤層頂?shù)装?m為宜；b) 孔口段圍巖裂隙較發(fā)育或施工壓力高時，封孔長度可取全巖段長，封孔深度以過煤層頂?shù)装?m為宜；c) 在煤壁開孔的

12、鉆孔，封孔深度可取15m60m，封孔段長度與封孔深度相。5.3.4.4 封孔質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)：a) 壓裂施工過程中孔口不應(yīng)出水滲水；b) 封孔器械和封孔充填材料耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于40MPa；c) 充填材料封孔時，應(yīng)帶壓封孔，壓力不低于5MPa；d) 當(dāng)鉆孔封孔質(zhì)量達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)改進(jìn)封孔參數(shù)或工藝，仍達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)作為廢孔，全孔封實(shí)。5.3.4.5 當(dāng)壓裂鉆孔周邊有常規(guī)瓦斯抽排鉆孔、地質(zhì)探孔時，壓裂施工前應(yīng)將其全孔封實(shí)。5.3.5 壓裂工藝5.3.5.1 工藝類型應(yīng)符合第6章壓裂方式選擇的要求。5.3.5.2 應(yīng)明確施工目的、壓裂層位、施工要求、封孔方式。5.3.5.3 應(yīng)收集必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

13、和基本參數(shù)。一般應(yīng)符合附錄A施工設(shè)計(jì)書格式內(nèi)容要求，基本參數(shù)及資料項(xiàng)目內(nèi)容，見表2的規(guī)定。表2 設(shè)計(jì)基本參數(shù)目標(biāo)層埋深，m目標(biāo)層孔隙度，%封孔質(zhì)量目標(biāo)層溫度目標(biāo)層瓦斯含量，m3/t控制半徑，m目標(biāo)層厚度，m原始地層壓力，MPa控制面積，m2目標(biāo)層滲透率，mD煤層瓦斯壓力，MPa地下流體粘度，Pa.s目標(biāo)層楊氏模量 MPa頂?shù)装鍘r性地下液體壓縮系數(shù)，l/MPa目標(biāo)層巖石硬度，HB頂?shù)装搴穸龋琺瓦斯體積系數(shù)，l/MPa目標(biāo)層巖石泊松比頂?shù)装宄袎耗芰?，MPa斷層發(fā)育情況目標(biāo)層含水飽和度鉆孔方位結(jié)構(gòu)5.3.6 基本參數(shù)計(jì)算將5.1.4提供的參數(shù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果按表3形式列出。表3 工藝

14、參數(shù)運(yùn)算結(jié)果表造縫長 m造縫寬 mm造縫高 m破裂壓力 MPa前置液量 m3壓裂液用量 m3施工排量 m3/min壓裂液沿程摩阻 MPa施工總水功率 kw5.3.6.1 地層破裂壓力（pK）、延伸壓力（pE）和閉合壓力（pC）計(jì)算公式如下： （1） （2）延伸壓力取pFP與破裂壓力pK的最小值： （3） （4）式中：Lf單翼裂縫長度，單位為米（m）；E巖石彈性模量，單位為帕（Pa）；Ape孔隙彈性常數(shù)， .（5）式中：v泊松比；a畢奧特常數(shù)，a=1-CM/CR；CM巖石壓縮系數(shù)，Pa-1；CR綜合壓縮系數(shù)，（不滲透介質(zhì)a=0）Pa-1；Sv上覆層應(yīng)力，單位為帕（Pa）；Shi在無上覆層和孔隙壓

15、力條件下的初始水平應(yīng)力，單位為帕（Pa）；T巖石抗張強(qiáng)度，單位為帕（Pa）；pi地層內(nèi)孔隙壓力，單位為帕（Pa）。5.3.6.1 壓裂管路液柱壓力PH=壓裂管路高程落差H（m）乘以壓裂液密度（MPa/m）。5.3.6.2 壓裂液沿程摩阻Pr（MPa）壓裂液在管路中沿程摩阻Pr為：Pr=管路長度乘以管路內(nèi)該型號壓裂液摩阻系數(shù)（MPa/m）。5.3.6.3 壓裂液在管路末端孔眼處的摩阻Pf（MPa）。5.3.6.4 泵注施工壓力Pw（MPa）為：Pw=Pk - PH +Pr+Pf （6）5.3.6.5 壓裂施工泵功率為施工壓力乘以施工排量，壓裂泵組數(shù)為壓裂施工水功率除以單泵水功率。6 壓裂施工組織

16、及質(zhì)量控制6.1 施工組織6.1.1 施工準(zhǔn)備6.1.1.1 在壓裂設(shè)備入井前，應(yīng)對井口、井下巷道進(jìn)行勘察。6.1.1.2 巷道內(nèi)移運(yùn)壓裂設(shè)備時，運(yùn)輸線路內(nèi)一側(cè)從巷道軌面起1.6m的高度內(nèi)，運(yùn)輸車上壓裂設(shè)備的最突出部分，與巷幫支護(hù)、管道和線纜吊掛的距離不得小于0.3m。6.1.1.3 巷道內(nèi)組裝壓裂設(shè)備時，壓裂設(shè)備與巷幫最突出部分、管道和線纜的距離應(yīng)不小于0.5m；壓裂泵泵頭和動力端與巷幫支護(hù)的距離應(yīng)滿足設(shè)備檢查和維修的需要，應(yīng)不小于0.7m。6.1.1.4 壓裂設(shè)備一般應(yīng)水平擺放，巷道坡角在3以上時，應(yīng)有可靠的防滑裝置或落地。6.1.1.5 擺放壓裂設(shè)備，如圖2連接管路流程至孔口。6.1.1

17、.6 低壓管匯到壓裂泵組的供水管線應(yīng)用鋼絲纏繞膠管，并盡可能減少彎曲。6.1.1.7 高壓管匯安裝，由孔口到泵頭的連接順序應(yīng)為：孔口、活動彎頭、壓力傳感器、放空旋塞閥、泵頭。圖2 壓裂設(shè)備連接流程示例6.1.1.8 壓裂泵排出口高壓管路50m內(nèi)，應(yīng)采用合格的活接頭（由壬接頭）連接的硬管線。6.1.1.9 壓裂儲液容器應(yīng)完整、清潔，檢查合格后方可使用。壓裂用液要清潔環(huán)保。添加劑數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。6.1.1.10 按設(shè)計(jì)要求，在壓裂鉆孔內(nèi)下入壓裂管路，封孔并驗(yàn)封合格。6.1.1.11 監(jiān)測儀表和控制面板應(yīng)擺放在避災(zāi)指揮艙內(nèi)。6.1.1.12 儀表、防爆微機(jī)、壓裂泵組及遙控操作臺應(yīng)性能良好，由壓裂泵

18、組、高壓管匯、孔口傳送來的信號穩(wěn)定可信，通訊暢通。6.1.1.13 距離壓裂孔10m內(nèi)，安設(shè)圖像、聲音傳感器等監(jiān)測儀器。6.1.2 壓裂施工6.1.2.1 泵前墊液階段按照設(shè)計(jì)要求在壓裂液中添加適當(dāng)濃度和配量與壓裂液相溶的防膨劑壓入壓裂孔。6.1.2.2 預(yù)處理階段進(jìn)行水力射孔作業(yè)，采用的預(yù)處理液應(yīng)能降低裂縫端部流動阻力，預(yù)處理措施應(yīng)能降低地層的破裂壓力，能控制裂縫的起裂和延伸方向。6.1.2.3 前置階段按照設(shè)計(jì)要求分別添加適當(dāng)比例表面活性劑、阻燃劑，隨同壓裂液壓入壓裂孔。前置液用量按下列式計(jì)算： （7）式中：V前前置液用量，單位為立方米（m3）； R預(yù)計(jì)壓裂半徑，單位為米（m）；r孔眼半徑

19、，單位為米（m）；圓周率；H地層厚度，單位為米（m）；孔隙度，%。6.1.2.4 頂替階段當(dāng)前置液用量達(dá)到設(shè)計(jì)數(shù)量時，開始計(jì)頂替液。應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算頂替時間及液量，不得減少或增加頂替液量。頂替液用量計(jì)算公式如下： （8）式中：V替頂替液用量，單位為立方米（m3）；V外孔外管道的容積，單位為立方米（m3）；K附加量系數(shù)，一般值為1.01.5；V管孔內(nèi)管柱容積，單位為立方米（m3）。6.1.3 壓裂后作業(yè)6.1.3.1 達(dá)到預(yù)定施工參數(shù)后，停泵測瞬時停泵壓力，記錄壓裂后壓力降落。6.1.3.2 測試壓降結(jié)束后，按照設(shè)計(jì)要求及時控制放液，并做好巷道內(nèi)的排水工作。6.1.3.3 按照AQ 1027的要求進(jìn)行

20、抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工。6.2 質(zhì)量控制6.2.1 召開施工安全分工班前會，貫徹安全技術(shù)措施，明確安全負(fù)責(zé)人，落實(shí)避災(zāi)路線和救援預(yù)案等。6.2.2 按設(shè)計(jì)要求配齊壓裂設(shè)備，數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)功率要求。6.2.3 專用管材及下井工具經(jīng)核對規(guī)格、型號及質(zhì)量檢驗(yàn)，應(yīng)能滿足壓裂施工要求。6.2.4 壓裂設(shè)備、輔助設(shè)備應(yīng)能滿足可靠施工要求，連續(xù)工作無故障時間不低于10h，應(yīng)符合MT 694的要求。6.2.5 儀器、儀表計(jì)量器具等符合等級精度要求。6.2.6 壓裂用避險指揮艙，下井前在地面全負(fù)荷試運(yùn)行5h以上，檢查各項(xiàng)裝置和配套工器具、接口、備用救生品按要求完整有效。6.2.7 避險指揮艙使用5次后，應(yīng)當(dāng)就地或升

21、井檢修。高壓管路使用5次后，應(yīng)升井報廢處理。6.2.8 避險指揮艙外，現(xiàn)場人員應(yīng)配齊個體防護(hù)裝備，無關(guān)人員應(yīng)全部撤離現(xiàn)場。7 安全技術(shù)要求7.1 壓裂選孔和設(shè)計(jì)及施工隊(duì)伍要求7.1.1 壓裂選孔和設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列安全要求：a) 壓裂鉆孔施工和成孔質(zhì)量與設(shè)計(jì)相符；b) 壓裂孔所在的巷道內(nèi)有可靠的獨(dú)立回風(fēng)系統(tǒng)和排水溝渠，應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的要求；c) 使用無毒、無害、無污染物質(zhì)；d) 下井工具、連接方式應(yīng)能保證正常壓裂施工，并有利于壓裂前后的其它作業(yè)；e) 通往施工地點(diǎn)的巷道能夠保證施工設(shè)備安全通行；f) 施工設(shè)備所在的巷道尺寸應(yīng)滿足施工設(shè)備組裝、拆卸要求。7.1.2 壓裂設(shè)計(jì)中應(yīng)包括下列與安全有關(guān)

22、的內(nèi)容：a) 存在可能影響壓裂施工的問題；b) 施工地點(diǎn)、施工設(shè)備運(yùn)輸路線說明及要求；c) 管路流程連接、施工設(shè)備檢查、維修要求；d) 試壓要求；e) 施工交接、檢查要求；f) 應(yīng)急預(yù)案及其它安全技術(shù)要求。7.1.3 下列壓裂施工應(yīng)提出特殊安全技術(shù)要求：a) 液氮壓裂或使用其它有毒有害、易燃易爆物質(zhì)；b) 可能出現(xiàn)的噴孔或其它危害及影響；c) 富CO2、H2S煤層壓裂；d) 突出危險性和沖擊地壓危險性大區(qū)段壓裂；e) 新技術(shù)試驗(yàn)等。7.1.4 壓裂設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)公司技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)、備案后，方可實(shí)施。7.1.5 壓裂準(zhǔn)備作業(yè)隊(duì)伍、壓裂施工隊(duì)伍應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)，掌握設(shè)備性能及安全措施，且操作熟練、責(zé)任心強(qiáng)，持證

23、上崗。7.2 壓裂用設(shè)備及配件7.2.1 按設(shè)計(jì)選配壓裂設(shè)備，并達(dá)到下列安全要求:a) 有“MA”標(biāo)志，新設(shè)備試驗(yàn)需編制專門措施，經(jīng)施工地企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)；b) 完整，無泄漏及其它故障；c) 閥門開關(guān)靈活，提示標(biāo)識清晰可辨；d) 計(jì)量儀表和限壓保護(hù)及其它指示、報警、控制裝置完好；e) 安全閥有效，卸壓管暢通、安裝牢靠、接入壓裂泵吸入總成或儲液罐；f) 防護(hù)設(shè)施齊全、可靠。7.2.2 儲液罐應(yīng)達(dá)到下列安全要求:a) 擺放平穩(wěn)；b) 罐內(nèi)清潔、無雜物，無泄漏；c) 進(jìn)出口閥門、接頭完好；d) 液位標(biāo)志清晰（最高液位、最低液位）；e) 儲存易燃易爆、有毒有害物質(zhì)時，罐體應(yīng)有相應(yīng)的警示標(biāo)志和警句；f

24、) 金屬容器應(yīng)有可靠的接地；g) 移動的儲液罐應(yīng)有罐蓋、換氣閥。7.2.3 承壓罐在滿足7.2.2規(guī)定的同時，應(yīng)符合GB 150的要求。7.2.4 其它附屬設(shè)備應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的安全要求。7.2.5 壓裂用配件應(yīng)按表4的規(guī)定進(jìn)行檢查、維護(hù)和檢驗(yàn)，并達(dá)到表5的要求。達(dá)不到表5規(guī)定的配件不得使用。7.2.6 壓裂用柱塞泵的檢查、維護(hù)和檢驗(yàn)應(yīng)由安全相關(guān)部門根據(jù)壓裂設(shè)備技術(shù)要求檢驗(yàn)，并出具合格證明。7.2.7 壓裂用配件檢驗(yàn)應(yīng)由安全相關(guān)部門負(fù)責(zé)，并有檢驗(yàn)合格證明。表4 壓裂用配件檢查、維護(hù)、檢驗(yàn)周期序號要求高壓管線高壓閥門高壓彎頭（或彎管）活接頭1檢查周期每次施工每次施工每次施工每次施工2維護(hù)周期每次施工每

25、次施工每次施工每次施工3檢驗(yàn)周期1月1月1月1月注：壓裂配件有特殊需要時，應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。表5 壓裂用配件基本要求序號要求高壓管線高壓閥門高壓彎頭（或彎管）活接頭1無徑向和縱向形變2無裂紋和其他損傷3無補(bǔ)焊4無過熱痕跡5無嚴(yán)重銹蝕6接頭與管體連接牢固7螺紋完好8開關(guān)靈活，標(biāo)記清晰可辨9密封性合格7.3 準(zhǔn)備作業(yè)7.3.1 準(zhǔn)備作業(yè)包含壓裂施工前的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施布置和改進(jìn)作業(yè)，準(zhǔn)備作業(yè)的施工組織應(yīng)符合設(shè)計(jì)書要求。7.3.2 通風(fēng)系統(tǒng)可靠，設(shè)施完善。7.3.3 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，增設(shè)瓦斯傳感器、聲像傳感器和通訊線路。7.3.4 設(shè)備擺放區(qū)及警戒點(diǎn)處應(yīng)安裝足夠數(shù)量的壓風(fēng)自救。7.3.5 在壓裂孔所在巷道內(nèi)

26、孔口前后各50米，孔底指向的巷道內(nèi)壓裂對應(yīng)位置前后各50米范圍標(biāo)注測點(diǎn)，每10米一個，觀測壓裂施工前后頂?shù)装搴兔簩游灰魄闆r。7.3.6 應(yīng)在壓裂孔所在巷道內(nèi)孔口前后各50米范圍內(nèi)加固巷道。7.3.7 封孔器、孔口固定裝置等壓裂工具應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。7.3.8 壓裂工具入井前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果專人記錄，封孔時連接緊固，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。7.3.9 孔口應(yīng)采用專用固定裝置或在孔口與巷道支護(hù)間加鋼絲繩固定。7.3.10 孔口應(yīng)安裝壓力指示裝置。7.3.11 壓裂泵排出應(yīng)安裝卸壓管線，回流至壓裂泵吸入總成，朝向應(yīng)避開壓裂施工區(qū)域。卸壓管線暢通、固定可靠，不得加裝小于120°的彎頭。7.

27、3.12 高壓管路接頭應(yīng)涂抹螺紋密封脂，螺紋旋緊扭矩按相關(guān)要求選用。壓裂前，應(yīng)采用靜試壓方法試壓，高壓管路試壓壓力一般為設(shè)計(jì)最高泵壓的1.21.5倍，保持5min不降，以不滲漏、壓力不降為達(dá)標(biāo)，由專業(yè)人員進(jìn)行驗(yàn)收、簽字。7.4 壓裂施工準(zhǔn)備7.4.1 壓裂施工隊(duì)伍施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行準(zhǔn)備，并做好下列工作：熟悉施工設(shè)計(jì)，掌握安全技術(shù)措施；對所用設(shè)備、配件、工用具進(jìn)行檢查、維護(hù)，確保完好；7.4.2 施工前由礦井技術(shù)負(fù)責(zé)人組織編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，并在施工前一天向所有在相關(guān)區(qū)域施工的單位貫徹落實(shí)。7.4.3 壓裂施工前要檢查風(fēng)門關(guān)閉情況，確保安全可靠。7.4.4 壓裂施工前，切斷影響區(qū)域內(nèi)（除監(jiān)控儀

28、器外）的一切電源。7.4.5 壓裂施工前，在施工巷道車場反向風(fēng)門外設(shè)置警戒點(diǎn)，安裝直通調(diào)度室的電話，每一個警戒點(diǎn)配置不少于2名救護(hù)隊(duì)員，施工期間負(fù)責(zé)警戒和安全監(jiān)護(hù)，將人員全部撤到反向風(fēng)門以外。施工中發(fā)生緊急情況時，現(xiàn)場人員及可能波及到的人員應(yīng)嚴(yán)格按照應(yīng)急預(yù)案要求實(shí)施自救或互救，向相關(guān)部門匯報。7.4.6 富CO2、H2S煤層壓裂、液氮壓裂以及使用有毒有害、易燃易爆物質(zhì)壓裂或其它特殊壓裂，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)先單獨(dú)制定防止危害及影響的措施和應(yīng)急預(yù)案，配備足夠的防護(hù)用品、特殊用具及應(yīng)急所需設(shè)備設(shè)施和器材。7.4.7 應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容:a) 組織、領(lǐng)導(dǎo)、分工；b) 通報、報告方法；c) 搶險

29、救護(hù)設(shè)備設(shè)施、器材配備和搶險救護(hù)方案；d) 救援通訊地址和通訊設(shè)施；e) 避險路線、標(biāo)識和避險方法；f) 演練方案。7.4.8 應(yīng)備有消防、救護(hù)等搶險救護(hù)設(shè)備設(shè)施及專業(yè)人員。富CO2、H2S煤層壓裂或液氮壓裂應(yīng)配備足夠的氧氣呼吸器；液氮泡沫壓裂應(yīng)同時配備防寒手套。實(shí)施使用易燃易爆物質(zhì)壓裂應(yīng)配備防爆型工具。7.4.9 應(yīng)急預(yù)案應(yīng)在施工前進(jìn)行演練。7.4.10 壓裂施工設(shè)備入井前應(yīng)編號，按編號順序入井、運(yùn)輸、?？?、安裝。7.4.11 壓裂施工設(shè)備應(yīng)按設(shè)計(jì)要求安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，壓裂設(shè)備與壓裂孔口之間距離一般應(yīng)不少于300m，并留有安全和應(yīng)急疏散通道。7.4.12 壓裂施工設(shè)備安設(shè)區(qū)域下風(fēng)側(cè)10m處，

30、應(yīng)設(shè)置斷電值為0.5%的瓦斯傳感器，區(qū)域內(nèi)應(yīng)無易燃物。7.4.13 壓裂施工前，由現(xiàn)場指揮、操作人員與壓裂準(zhǔn)備作業(yè)指定人員對壓裂鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。7.4.14 按設(shè)計(jì)配制壓裂液并進(jìn)行檢測，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。7.4.15 施工現(xiàn)場應(yīng)配備不少于4具8kg以上干粉滅火器。特殊需要時按應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。7.5 壓裂施工7.5.1 壓裂施工首先成立現(xiàn)場指揮部，指揮部設(shè)在礦調(diào)度室，統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)。7.5.2 壓裂現(xiàn)場應(yīng)與指揮部保持聯(lián)系，壓裂期間每10分鐘15分鐘匯報一次。7.5.3 現(xiàn)場指揮人員發(fā)布指令應(yīng)規(guī)范，準(zhǔn)確無誤，每次發(fā)布指令重復(fù)1次2次。在受信方未接到或未準(zhǔn)確接到指令時，應(yīng)重復(fù)發(fā)布指

31、令。受信方準(zhǔn)確接到指令后，應(yīng)向發(fā)令方回復(fù)指令。7.5.4 施工前，由現(xiàn)場指揮向施工人員進(jìn)行現(xiàn)場安全教育。7.5.5 現(xiàn)場施工人員應(yīng)正確穿戴和使用勞動防護(hù)用品及其它防護(hù)用具。7.5.6 壓裂施工期間，礦井瓦斯監(jiān)測中心應(yīng)連續(xù)觀測壓裂影響區(qū)域內(nèi)的瓦斯變化情況并打印記錄，發(fā)現(xiàn)異常立即報告指揮部。7.5.7 管路敷設(shè)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施工。管匯出口30m應(yīng)采用高壓硬質(zhì)管線連接。7.5.8 距壓裂泵20m以遠(yuǎn)設(shè)定安全警示線(帶)及安全標(biāo)志，無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)。安全標(biāo)志應(yīng)符合AQ 1017的要求。壓裂時，高壓區(qū)內(nèi)不得有無關(guān)來往行人。7.5.9 壓裂施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對壓裂設(shè)備、管路系統(tǒng)和孔口裝置試壓。7.5.10 壓

32、裂作業(yè)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，平穩(wěn)操作。注入排量小于10L/min或壓力小于8MPa時應(yīng)停止壓裂施工。壓裂施工中嚴(yán)禁通過旋塞閥放噴卸壓。7.5.11 使用易燃易爆物質(zhì)壓裂應(yīng)密閉施工。7.5.12 現(xiàn)場指揮對施工出現(xiàn)的異常變化應(yīng)及時作出反應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)下列危及人身、設(shè)備設(shè)施安全或影響施工情況時，應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施。a) 壓裂設(shè)備出現(xiàn)故障無法修復(fù)，應(yīng)立即停泵，高壓設(shè)備未完全泄壓前不得進(jìn)行修理；b) 管路流程出現(xiàn)刺漏、變形、斷裂，應(yīng)立即停泵，待完全泄壓后進(jìn)行處理；c) 液氮壓裂和使用易燃易爆物質(zhì)壓裂的高低壓管線出現(xiàn)泄漏、刺漏，應(yīng)按應(yīng)急預(yù)案立即停泵或關(guān)閉儲液罐及孔口閥門后進(jìn)行處理。d) 密切關(guān)注儲液罐水位，防止吸

33、空，如供水不及時，應(yīng)立即停泵。e) 壓裂影響區(qū)域內(nèi)瓦斯、水、地應(yīng)力及其他有害氣體發(fā)生異常，應(yīng)停止作業(yè)，撤出人員。7.5.13 管路系統(tǒng)承壓時，任何人員不得進(jìn)人高壓危險區(qū)。確需進(jìn)入高壓危險區(qū)時，應(yīng)符合下列安全要求：a) 經(jīng)現(xiàn)場指揮允許；b) 有人監(jiān)護(hù)；c) 執(zhí)行任務(wù)完畢迅速離開；d) 操作人員未離開危險區(qū)時，不得變更作業(yè)內(nèi)容。7.5.14 恢復(fù)因處理故障等拆卸的管線，應(yīng)按7.5.8的規(guī)定重新試壓。7.5.15 液氮壓裂和使用易燃易爆物質(zhì)壓裂，注氮及易燃易爆物質(zhì)結(jié)束后，應(yīng)將管路系統(tǒng)內(nèi)的殘液用頂替液注人孔內(nèi)。7.5.16 壓裂施工完畢，應(yīng)按規(guī)定程序關(guān)閉孔口，拆卸高、低壓管線等。7.5.17 壓裂施工

34、人員離開現(xiàn)場前，應(yīng)清除施工產(chǎn)生的油污、雜物。7.5.18 儲液罐內(nèi)殘留物需要排放時，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定處理。7.6 壓裂后作業(yè)7.6.1 壓裂施工后應(yīng)按設(shè)計(jì)要求測瞬時停泵壓力，等候裂縫閉合，并觀察壓力變化。7.6.2 壓裂結(jié)束經(jīng)現(xiàn)場指揮許可，由不少于2名救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入察看，確認(rèn)無異常后技術(shù)人員方可進(jìn)入。7.6.3 經(jīng)工程技術(shù)人員現(xiàn)場觀察描述后，報告指揮部，宣布壓裂結(jié)束，通知相關(guān)施工單位恢復(fù)電源和正常工作。7.6.4 按設(shè)計(jì)要求排液和進(jìn)行后續(xù)施工。如需放噴或排液，不得無控制、不得污染環(huán)境7.7 壓裂施工防凍和用電7.7.1 冬季施工，壓裂設(shè)備入井前、升井后應(yīng)做好防凍工作。7.7.2 施工用電按AQ 10

35、23執(zhí)行。8 現(xiàn)場資料錄取與總結(jié)8.1 錄取內(nèi)容8.1.1 巷道名稱、孔號、施工人員、施工日期；8.1.2 壓裂鉆孔結(jié)構(gòu)，繪制草圖，標(biāo)明孔口位置及其與其它孔相對位置；8.1.3 壓裂液和添加劑名稱、用量；8.1.4 各層段的破裂壓力、最高泵壓、排量、進(jìn)液量、頂替量、添加劑配比、總液量；8.1.5 壓裂泵臺數(shù)、工作壓力等；8.1.6 預(yù)處理用液名稱、數(shù)量、泵注壓力、排量、反應(yīng)時間；8.1.7 各施工工序名稱、施工時間、施工內(nèi)容。8.2 資料錄取卡片規(guī)格、欄目內(nèi)容見附錄B(規(guī)范性附錄)。9 施工總結(jié)9.1 內(nèi)容9.1.1 施工目的；9.1.2 施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，內(nèi)容欄目見施工設(shè)計(jì)；9.1.3 作業(yè)施工工序內(nèi)容；9.1.4 壓裂施工數(shù)據(jù)、參數(shù)、成果；9.1.5 壓裂鉆孔結(jié)構(gòu)圖；9.1.6 施工過程簡述；9.1.7 施工應(yīng)注意事項(xiàng)和改進(jìn)措施。9.2 施工總結(jié)格式、欄目內(nèi)容見附錄C(規(guī)范性附錄)。附 錄 A（規(guī)范性附錄）施工設(shè)計(jì)書格式A.1 幅面190mm260mmA.2 封面格式 煤礦 巷 孔壓裂施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)： 初核： 復(fù)核： 批準(zhǔn)：