淺談煤礦奧灰孔施工技術(shù)方法

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（山東華恒礦業(yè)公司 山東新泰 271202）

淺談煤礦奧灰孔施工技術(shù)方法

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（山東華恒礦業(yè)公司 山東新泰 271202）

本文系統(tǒng)分析了煤層奧灰孔的施工技術(shù)方法，并結(jié)合研究項(xiàng)目找出了防治奧灰水的新方法，有效的保證了礦井的安全生產(chǎn)。

奧灰孔 塌孔預(yù)防 孔斜預(yù)防 突水預(yù)防 提高效率 災(zāi)害治理

一、工程概況

為驗(yàn)證81102上、下巷電法物探報(bào)告異常區(qū)的準(zhǔn)確程度，查明奧灰水壓及對(duì)工作面開采影響程度，需在81102上巷施工鉆孔對(duì)奧灰水進(jìn)行鉆探探查。根據(jù)物探資料，在八采下山1#聯(lián)絡(luò)巷導(dǎo)G2#點(diǎn)以南11m巷道西幫設(shè)計(jì)1個(gè)奧灰探查孔。

二、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

探查孔開孔標(biāo)高為-664.6m，下距徐灰33.92m，根據(jù)81103下巷奧灰孔徐灰初見水位-528.6m計(jì)算，最大水壓為1.33MPa。根據(jù)，（其中隔水層厚度t=33.92-1（掘進(jìn)底板破壞深度）=32.92，巷道寬度L=4. 5m，底板隔水層的平均重度r=0.025MN/m3，底板隔水層的平均抗拉強(qiáng)度KP=2.69MPa）。底板隔水層承受的水頭壓力p=1.67MPa，帶入公式得t=2. 47m＜32.92m。觀測(cè)孔處無徐灰水害威脅。

施工地點(diǎn)下距草灰57.26m，根據(jù)81103下巷奧灰孔揭露草灰無水。觀測(cè)孔處無草灰水害威脅。

施工地點(diǎn)下距奧灰頂界85.26m，根據(jù)81103下巷奧灰孔奧灰初見水位-79.3m計(jì)算，底板隔水層承受的水頭壓力p=6.57MPa，帶入公式得t=4.93m＜84.26m。觀測(cè)孔處無奧灰水害威脅。

三、鉆孔主要技術(shù)參數(shù)

鉆孔設(shè)計(jì)孔深165.26m，進(jìn)入奧灰80m。

鉆孔以φ133mm開孔，施工25.0m后下φ127×6mm止水套管，采用φ110mm鉆進(jìn)至孔深33.0m（揭露徐灰前0.92m），下φ108×6mm套管33.0m，下至孔深32.87m，采用φ91mm鉆進(jìn)至孔深63.5m（進(jìn)草灰以下泥巖0.36m），下φ89×6mm套管63.5m，下至孔深63.35m，采用φ76mm鉆進(jìn)至孔深86.26m（奧灰頂界以下1.0m），下φ73mm局部套管27m（封孔深59.26m～86.26m防泥巖塌孔），以φ58mm無芯鉆進(jìn)79.0m至終孔，終孔孔深165.26m。

四、鉆探設(shè)備選擇

采用SJZ-IIIA型鉆機(jī)，電機(jī)功率18.5KW，鉆探能力300m。采用SGB-30泥漿泵，能力30MPa，電機(jī)功率22KW。

五、鉆探施工技術(shù)方法

地層條件極為復(fù)雜，施工中針對(duì)以上地層特點(diǎn)和施工過程中遇到的技術(shù)難點(diǎn)，采用不同的鉆探施工技術(shù)方法，取得了較好的效果。

1.鉆井工藝技術(shù)

1.1 鉆機(jī)的固定及鉆進(jìn)

鉆機(jī)固定時(shí)，在底板打4根全螺紋錨桿（φ20mm×2000mm）至底板以下1.40m，錨桿用樹脂錨固劑（長(zhǎng)600mm）固定。然后用地錨固定兩根200mm（寬）×200mm（高）×1600mm（長(zhǎng)）枕木，鉆機(jī)用4根φ18mm螺絲固定在枕木上，防止鉆孔歪斜，及鉆機(jī)被孔內(nèi)高壓水沖倒；鉆機(jī)時(shí)要控制好鉆進(jìn)壓力，換曾時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)。在鉆進(jìn)至泥巖層時(shí)，采用快速穿過的方法，減少泥巖坍塌的肯能。

1.2 循環(huán)液

為了確保獲取水文參數(shù)的準(zhǔn)確性，鉆進(jìn)過程中原則上采用清水鉆進(jìn)的方法進(jìn)行，若出現(xiàn)孔內(nèi)巖粉積聚，地層破碎或塌孔等現(xiàn)象，則可選用泥漿護(hù)壁。

1.3 鉆井技術(shù)工藝技術(shù)

（1）施工人員必須穿戴整齊，扎緊袖口褲腿，以防鉆桿纏住傷人。

（2）正常鉆進(jìn)時(shí)采用清水鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)過程中遇塌孔時(shí)采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。

（3）套管固定：孔口管必須加焊肋骨，孔口配高壓法蘭盤。

（4）鉆探過程中及時(shí)控制鉆孔見水位置，并測(cè)量孔內(nèi)水壓、水量、水溫，做好記錄。

（5）鉆進(jìn)時(shí)操作人員不準(zhǔn)離開鉆機(jī)，并做到“三看”、“二聽”、“一及時(shí)”。

（6）準(zhǔn)確丈量下入孔內(nèi)鉆具及機(jī)上余尺，正確計(jì)算鉆孔深度，并及時(shí)校正鉆孔方位、傾角，取芯鉆進(jìn)時(shí)，回次鉆程不得超過巖芯管長(zhǎng)度。

（7）嚴(yán)格執(zhí)行鉆具檢查制度，對(duì)鉆桿接頭、絲扣磨損、彎曲度等情況認(rèn)真檢查。

（8）鉆進(jìn)過程中如發(fā)生機(jī)械故障或突然停電，應(yīng)立即拉開動(dòng)力開關(guān)，用人力將鉆具提到安全孔段，以免埋鉆。

（9）鉆進(jìn)過程中遇塌孔時(shí)，進(jìn)行注漿封堵，直至不發(fā)生塌孔為止。

（10）鉆孔施工完成以后，應(yīng)安設(shè)高壓閘閥（10MPa）和壓力表（10MPa）。

2施工主要技術(shù)方法

在鉆探施工過程時(shí)，如何提高效率，避免發(fā)生孔斜、塌孔、突水、斷桿等技術(shù)問題，我們?cè)谑┕ぶ胁扇×艘韵轮饕夹g(shù)措施：

.2.1提高效率

主要是通過減少事故時(shí)間，縮短輔助時(shí)間，提高提鉆間隔來實(shí)現(xiàn)。

2.2 孔斜預(yù)防

（1）開孔前鉆機(jī)要安裝固定牢固，并要確保鉆孔立軸與孔口中心必須位于同一垂直線上。

（2）開孔鉆進(jìn)時(shí)要輕壓慢轉(zhuǎn)，要求在鉆具上安裝導(dǎo)向裝置。

（3）嚴(yán)禁下入彎曲鉆具及新度不好的鉆具。

（4）在破碎帶時(shí)、軟硬互層控制鉆壓和鉆速，換層時(shí)應(yīng)輕壓慢速。

2.3 塌孔預(yù)防

施工期間，主要采取了以下辦法防止塌孔埋鉆事故：（1）注漿護(hù)壁。（2）下套管。鉆孔若出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，可采用取芯套管掃孔后下套管護(hù)壁（根據(jù)情況使用適當(dāng)套管與鉆頭），實(shí)際證明非常有效。

2.4 突水預(yù)防

⑴鉆孔施工前，必須認(rèn)證檢查排水設(shè)備的排水能力，確保滿足鉆孔突水時(shí)的排水要求

⑵孔口管試壓合格后，必須在孔口管加裝高壓閘閥，及防突水密封裝置后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。

2.5 鉆孔事故預(yù)防

施工井下奧灰孔時(shí)埋鉆及斷桿是常見事故，使用注漿護(hù)壁有效預(yù)防鉆桿折斷時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打撈造成的埋鉆。

六、結(jié)語

1.通過施工井下奧灰水鉆孔，建立起了奧灰水動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)，獲得了大量的具有較高價(jià)值的奧灰水動(dòng)態(tài)資料，為研究和治理奧灰水提供了資料保障。

2.實(shí)施井下鉆孔奧灰水治理后，井下奧灰水突水事故發(fā)生率大大降低，基本沒有水害事故發(fā)生，有效地保障了礦井的安全生產(chǎn)。

3.施工井下奧灰水鉆孔時(shí)，深部鉆探轉(zhuǎn)速較低，壓力較小，要提高鉆探效率，減少事故時(shí)間，提高鉆孔施工質(zhì)量。

4.本次奧灰孔施工用時(shí)25個(gè)工作日，成功預(yù)防塌孔、孔斜、突水及鉆孔事故，收到了非常滿意的效果，為同類鉆孔施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

［1］林旭東.煤礦奧灰水預(yù)測(cè)組論與方法研究 ［D］.太原理工大學(xué)，2013.5.

［2］張兆強(qiáng)，孔祥遜.井下鉆孔注漿注理奧灰水技術(shù)［J］.中國煤田地質(zhì)，2014（04）：172-173.